宽禁带功率半导体：电动汽车、数据中心、可再生能源三大驱动力

IDTechEx预测，到2036年，电力电子市场规模将超过650亿美元，主要驱动力来自数据中心和电动汽车。

IDTechEx 最新发布的报告《2026-2036 年电力电子市场：数据中心、电动汽车和可再生能源》追踪了电力电子市场的创新趋势，揭示了市场需求正快速增长，而电动汽车和数据中心的需求是主要驱动力。IDTechEx 预测，到 2036 年，电力电子市场规模将超过 650 亿美元，未来十年复合年增长率将达到 10%。

过去 20 年来，硅基 IGBT 一直是牵引逆变器的首选功率器件，车载充电器和 DC-DC 转换器也采用了其他的硅基功率器件。然而，诸如 SiC MOSFET 等宽禁带技术在电动汽车电力电子市场中占据了越来越重要的份额。

IDTechEx预测，到2036年，SiC MOSFET将占据电动汽车牵引逆变器市场的大部分份额，同时也将占据车载充电器和DC-DC转换器市场的大部分份额。其高温运行、更快的开关速度和更小的尺寸，能够提高效率，并减轻重量和体积，最终提升电动汽车的续航里程和性能。

GaN在电动汽车领域具有巨大的潜力，但车规级GaN的开发取决于其在电动汽车环境中长期可靠性的验证，以及其在800V电动汽车电源架构下高电压运行的能力。

数据中心：向800VDC电源架构转变

自2023年人工智能广泛应用以来，数据中心行业发生了翻天覆地的变化。人工智能模型日趋复杂，训练所需的计算能力也越来越强，推动了新一代人工智能芯片快速发展，而这些芯片的功耗也更高。人工智能数据中心电力电子行业必须做出相应调整，才能支持未来几代人工智能的训练。

宽禁带半导体预计将在数据中心的电源单元 (PSU) 以及负载点电源转换领域得到更广泛的应用。SiC 和 GaN 更高的开关频率和击穿电压使其能够在更小的尺寸下实现更强大、更高效的电源转换器件，同时仍能保持人工智能训练和推理所需的可靠性。IDTechEx 的报告《2026-2036 年电力电子市场：数据中心、电动汽车和可再生能源》对数据中心中 Si、SiC 和 GaN 的应用进行了为期十年的预测，并预测未来十年 GaN 的应用将大幅增长，尤其是在 PSU 和负载点电源转换领域。

与此同时，未来几年数据中心电源架构将经历一次范式转变，从交流供电转向800VDC（高压直流）数据中心电源架构。预计这一转变将简化数据中心电力电子设备，减少电源转换级数和故障点。同时，将提高数据中心的整体效率，并助力实现预计在本十年末实现的1MW机架规模。

该报告包含对未来十年数据中心电源架构的预测；IDTechEx预计，在预测期内，800VDC将成为新型人工智能数据中心的主导电源架构。在报告中，IDTechEx将数据中心电力电子市场与电动汽车电力电子市场进行比较，指出了两者之间的关键交叉点和共享创新。

风能：硅会阻碍宽禁带器件的普及

尽管风能领域的电力电子应用在整个电力电子市场中所占份额相对较小，但它与电动汽车和数据中心行业形成了鲜明对比。由于风能应用需要更高的功率等级、更严苛的运行环境（极端温度波动、高湿度和盐雾），以及一旦发生故障将造成巨大的损失，风能电力电子行业一直对采用新型宽禁带电力电子技术持谨慎态度，一直选择久经考验、可靠性高的硅技术。

IDTechEx 通过追踪风电设备制造商 (OEM) 与碳化硅 (SiC) 供应商之间的合作关系，并与日立能源等企业进行交流，对未来十年风电转换器对硅和碳化硅的需求进行了预测，并预测未来十年风能电力电子行业将稳步采用碳化硅。碳化硅在风能行业的应用标志着宽禁带技术的一次转变；其在恶劣环境下的长期可靠性已得到充分验证，足以将其应用范围扩展到可再生能源领域。

从人工智能数据中心这种对功率密度要求极高的环境（用于训练下一代人工智能模型，从而推动电力电子技术创新投资），到风力涡轮机功率转换器（成本压力巨大，可靠性至关重要），电力电子技术的创新在不同行业呈现出截然不同的面貌。由于应用领域如此迥异却又相互关联，因此必须采取跨行业的方法，才能了解一个领域的创新如何影响其他领域。

信息来源：雅时化合物半导体

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