根据TrendForce的数据,2026年第一季度碳化硅已应用于117万台电动汽车牵引逆变器,占全部出货量的17.2%。Yole Group预测,到2031年功率SiC器件市场规模将达到110亿美元。功率GaN在2024年创造了3.55亿美元的收入,预计到2030年将以42%的年复合增长率增长至约30亿美元,其中2030年市场规模的一半以上仍来自消费充电器和移动设备。

200mm SiC的产能爬坡和中国衬底的价格压力正在重塑功率半导体的经济格局,而GaN供应则向新的代工厂和300mm产线转移——这是一个分化的市场:GaN集中在650V以下,SiC主导1.2kV以上。

这两种宽禁带材料长期被讨论为竞争对手,如今已各自定位到不同的应用场景:SiC在1200V及以上的牵引、电网和工业电源领域,GaN在650V及以下的充电器、服务器电源和DC-DC转换领域。 两者的分界线目前大约在650V至900V之间,而目前正在该分界线两侧进行样品测试的技术将决定2030年这条线划在哪里。

不同赛道,不同体量

SiC在收入规模上领先大约一个数量级,而且其优势恰好集中在GaN尚无法进入的领域。TrendForce数据显示,2026年第一季度800V电气架构的车辆达到92万辆,同比增长21%,每一辆都在牵引逆变器中采用了SiC;目前没有一家汽车制造商在任何量产牵引逆变器中宣布使用GaN。

在另一端,GaN从小基数快速增长:Yole预测汽车GaN到2030年的年复合增长率为73%;长安启源E07开始出货首款基于GaN的车载充电器,采用Navitas器件,功率密度达6kW/L;Enphase于2025年12月将GaN推向量产太阳能领域,推出IQ9商用微型逆变器,并于2026年6月推出IQ9N家用型号。英飞凌预计今年GaN功率市场将增长58%,达到约9.2亿美元。 Yole Group分析师Roy Dagher在2025年10月的报告中表示:“功率GaN正在从承诺走向量产现实。”

Yole测算,2025年上游SiC衬底和外延利用率约为50%,器件产线约为70%,并预计产能过剩将持续至2027年或2028年,随后200mm平台和下一代器件架构将推动下一轮扩张。Yole首席分析师Taguhi Yeghoyan在2025年12月的报告中表示:“SiC已进入必要的修正阶段。经过五年的大规模投资,市场必须先消化产能,然后新工具和新技术才能推动下一轮扩张。”GaN没有相应的过剩问题,很大程度上是因为其规模从未达到需要过度投资的水平:2024年全球仅SiC衬底收入就达到10.4亿美元,约为当年整个GaN器件市场的三倍。

650V分界线上的较量

商用横向GaN HEMT的最高额定值约为650V、电流约60A,而单颗SiC芯片可覆盖650V至1700V、相同或更高的电流。这一差距比数据手册上显示的更大。Power Integrations指出,按照行业标准的80%电压降额规则,传统的650V至750V GaN器件根本无法直接用于800V母线,而在多电平拓扑中堆叠650V器件会带来控制复杂性、电压失衡风险和额外的导通损耗。

SiC MOSFET具有雪崩额定值,并通过100%雪崩测试,通常能承受数微秒的短路,足够栅极驱动器做出反应;横向GaN HEMT没有雪崩额定值,通常也没有短路额定值,这是工业电机驱动仍停留在SiC和硅领域的原因之一,再加上增强型GaN在死区时间内存在数伏特的反向导通压降。

GaN的补偿在于速度:单芯片双向开关(如英飞凌的CoolGaN BDS)可运行至1MHz,远超SiC的实际开关频率,这正是从手机充电器到服务器电源中所有GaN高密度方案背后的磁性元件小型化的关键。

边界的移动:哪些因素可能改变格局?

800V DC数据中心是两种材料在真实批量中首次正面竞争的应用场景。 英伟达为其Kyber机架世代转向800V DC配电,吸引了Navitas、英飞凌、TI、英诺赛科和onsemi作为合作伙伴,预计商业部署将在2027年左右展开。Navitas已展示了一款全GaN 10kW转换器,将800V降压至50V,峰值效率达98.5%。Power Integrations直接回应了降额问题,在2025年OCP全球峰会上详细介绍了1,250V和1,700V PowiGaN共源共栅开关,并声称在等效导通电阻下开关损耗低于1,200V SiC——尽管这一对比仍是公司自述而非独立验证结果。

垂直GaN从器件结构层面而非电路层面突破了上限。 onsemi于2025年10月在其纽约州锡拉丘兹工厂开始提供700V和1,200V垂直GaN-on-GaN器件的样品,目标直指800V DC-DC转换和EV逆变器,声称能量损耗最多可降低50%,无源器件尺寸减半。瑞萨发布了其收购Transphorm获得的1,200V GaN-on-sapphire器件的仿真模型,imec已在200mm CTE匹配QST衬底上演示了1,200V p-GaN HEMT。所有这些仍处于样品或实验室阶段,尚未通过车规认证,且尚无任何一种能在这些电压下匹敌SiC的雪崩和短路鲁棒性。 从一颗可工作的1,200V GaN晶体管到一款1,200V GaN牵引逆变器之间,还隔着十年的可靠性数据积累。


信息来源: PCIM News

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