Yole报告分享：宽禁带半导体在汽车领域的崛起与未来展望

三月份在上海举办的Semicon china论坛上，由Yole资深技术与市场分析师带来的“宽禁带半导体在汽车领域概述”报告，为我们详细解读了xEV（电动汽车）市场的最新动态以及宽禁带（WBG）半导体，尤其是碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN），在汽车行业中的应用现状与未来趋势。本文将基于该报告的核心内容，为您进行深入剖析。

关键词：宽禁带半导体，xEV.

1.xEV市场概览：2025年第一季度及未来预测

全球汽车行业的电气化转型正在加速进行。根据报告显示，截至2025年第一季度，各主要市场的xEV（包括纯电动汽车BEV和插电式混合动力汽车PHEV）渗透率呈现显著差异。

• 中国：在乘用车销量（含出口）中，EV渗透率高达48.9%。中国汽车工业协会（CAAM）的数据表明，BEV与PHEV的比例约为3:2，且PHEV的比例持续增长。值得注意的是，中国新能源汽车（NEV）在2024年的最后几个月已突破50%的市场份额。旧车报废补贴政策在下半年也有效推动了电动汽车的销售。此外，小米汽车的快速崛起也为市场注入了新的活力。2025年的关注点在于智能汽车推动下内燃机汽车（ICE）的进一步淘汰以及税收减免政策的结束。
• 欧洲：EV在乘用车销量中的渗透率为22.7%，数据来源于欧洲汽车制造商协会（ACEA）。欧洲市场BEV与PHEV的比例约为2:1，与中国不同的是，PHEV的占比正在下降。报告指出，Northvolt的破产动摇了人们对电气化的信心。针对中国电动汽车的反补贴调查仍在进行中。德国原始设备制造商（OEM）和一级供应商（Tier1）正面临利润下滑和裁员的困境。2025年的焦点将集中在经济型BEV的市场表现、二氧化碳排放标准的放宽以及大众汽车（VW）在电池技术（Power Co.）和与QuantumScape合作的全固态电池试点生产线的进展。
• 美国：轻型汽车的EV渗透率为8.7%，数据来自Cox Automotive。美国市场对内燃机汽车和皮卡的偏爱依然根深蒂固，BEV与PHEV的比例约为4:1，但PHEV的比例呈现上升趋势。2025年的主要关注点包括电动汽车激励政策、通货膨胀削减法案（IRA）以及加州政策的转变，特斯拉在全球范围内受欢迎程度的下降，以及备受质疑的特斯拉Model Q和Cybercab。全球关税战也对市场造成了干扰。

2.SiC成为主要市场驱动力

报告强调，SiC（碳化硅）是电动汽车快速充电需求和更高半导体含量的主要市场驱动力。电气化趋势将持续发展，混合动力汽车（HEV）、微型混合动力汽车（MHEV）、插电式混合动力汽车（PHEV）和纯电动汽车（BEV）将共同推动这一趋势。

值得关注的是，2024年，中国占据了全球SiC基BEV市场超过50%的份额，具体的市场份额高达54.2%。美国以22.9%的市场份额位居第二。这充分显示了中国在SiC技术应用于纯电动汽车领域的领先地位。

3.宽禁带半导体在xEV中的当前应用

报告重点关注了宽禁带半导体在xEV功率电子领域的应用。

• 电池包
• 逆变器：功率范围在5-600kW，主要采用SiC MOSFET以及Si IGBT，小功率的BEV以及MHEV会采用 Si MOSFET。
• 车载充电器（OBC）：功率范围在3-30kW，方案多样化，采用SiC MOSFET，Si MOS， GaN HMET。
• DC/DC转换器：功率范围在1-5kW，选择仍是多样化，SiC MOSFET，Si MOS， GaN HMET都会有。
• 升压转换器：功率范围在30-100kW，主要采用SiC MOSFET和 Si IGBT、

报告还指出，在汽车行业的主要电子趋势中：自动驾驶、电气化和连接性，照明和显示是化合物半导体器件的重要切入点。其中，电气化对高效的电池-电机功率转换（需要更长的续航里程和更快的充电速度）以及更高的辅助系统功率需求（48V电池）提出了更高的要求。

4.下一代技术展望：“全SiC”BEV与800V架构

报告预测，未来将出现更多的全SiC BEV，并采用800V高压架构。在这种架构下，包括空调压缩机（3-10kW）、电池包、逆变器（5-600kW）、DC充电桩、DC/DC转换器（1-5kW）以及OBC（3-30kW）等关键部件都将采用SiC MOSFET。

小米Su7被认为是“All-SiC” BEV的代表之一。报告同时指出，SiC和Si基功率电子器件可以在不同层级混合使用，以在性能和成本之间取得平衡。

5.混合技术与GaN的未来

报告还提到了由混合技术驱动的E-Axles（电驱动桥）。在配备多个电机的BEV中，主电机逆变器可以采用SiC，而辅助电机则可以采用Si。对于两相或开绕组电机，其两个功率模块可以：都采用SiC、或都采用Si，或者两者混合使用。在采用分立器件构建的逆变器中，可以灵活地混合并联SiC和Si器件。甚至可以在模块层面或器件层面（裸芯片）混合使用SiC和Si。这种融合模块可以替代现有的纯Si或纯SiC模块。现代Ioniq 5的动力总成和大众ID.4的逆变器是采用这种混合技术的案例。

此外，报告预测GaN（氮化镓）有望在未来几年渗透到充电器和OBC领域。长安汽车已于2025年2月推出了采用GaN技术的OBC。GaN主要应用于AC/DC板。

6.总结

根据报告的总结，我们可以得出以下关键结论：

• 未来五年，xEV的渗透率将持续提高，推动电气化进程。
• BEV是功率电子器件最大的机遇，也是创新的关键驱动力，尤其是对SiC而言。
• 截至2024年，中国在全球SiC基BEV出货量中占比超过50%。
• Si、SiC和GaN可用于汽车应用，具体取决于电压等级和功率水平。
• 展望未来，800V系统将需要更多的SiC来支持各种功能。
• 为了进一步提高成本竞争力，将Si和SiC集成在同一封装中的混合解决方案正在开发中。
• GaN也正在进入汽车领域，近期重点将放在非车载充电器和OBC上。

总而言之，这份报告清晰地展示了宽禁带半导体，特别是SiC，在汽车电气化浪潮中的核心地位以及巨大的发展潜力。随着技术的不断进步和成本的逐步降低，我们有理由相信，“全SiC”电动汽车的时代即将到来。

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来源：三代半食堂

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