全球半导体行业的低迷时期，汽车半导体却能实现逆势增长

新能源汽车崛起，为功率器件带来新机遇

在当前全球半导体行业的低迷时期，汽车半导体却能实现逆势增长。与此同时，汽车电子领域正在经历着一场结构性的转型，受惠于汽车行业电气化、智能化、网络化和共享化四大新趋势，以及新能源汽车市场的蓬勃发展。新能源汽车（如混合动力车辆或纯电动车辆）中的半导体元器件用量显著高于传统燃油车辆。

随着燃油车辆不再使用汽油发动机、燃油箱或变速器，新能源汽车采用了电池、电动机和电子控制系统构成的“三电系统”，并增加了核心组件，如直流-直流模块、电机控制系统、电池管理系统、高压电路等。在这些组件中，MOSFET和IGBT等功率器件发挥关键作用。

新能源汽车中的功率半导体应用

功率半导体是电子设备中能量转换和电路控制的核心，主要用于改变电子设备中的电压和频率，以及直流-交流转换等。汽车行业的转型将推动功率器件的消耗增长。

据英飞凌的报告，新能源汽车中的功率半导体器件价值是传统燃油车的五倍多。此外，功率器件还将越来越多地用于电动汽车充电站，进一步扩大市场。

根据Gartner的数据，汽车级功率半导体的市场增长率最高。2020年，收入达到约61亿美元，预计到2030年将达到265亿美元，成为整个汽车半导体市场中收入最大的市场。

增长机遇：硅基MOSFET助力新能源汽车

MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）作为基本功率半导体器件，在新能源汽车领域发挥不可或缺的作用。它具有低驱动功率、快速开关速度、高工作频率和强大的热稳定性等特点，适用于高频和低至中等电压应用。

MOSFET根据通道极性可分为“N型”和“P型”，分别称为NMOSFET和PMOSFET，拥有不同的电压容忍度和范围。

在新能源汽车领域，MOSFET在汽车电子中扮演核心角色。根据行业预测，2022年，汽车部门在MOSFET终端应用中的比例将达到22%。此外，PC计算机和存储设备的比例为19%，工业部门为14%。

在新能源汽车时代之前，MOSFET已经在涉及电动功能的燃油车领域中应用，例如辅助制动、动力转向和座椅控制系统。

随着汽车电气化的到来，MOSFET的需求显著增加。在电动汽车中，电动制动的使用使得中高压MOSFET成为功率域中的重要组件，如直流-直流变换器和车载充电器（OBCs），以促进电能的转换和传输。每辆车使用的MOSFET数量增加到200多个。此外，随着智能汽车的发展，MOSFET作为功率转换的基础设备，在高级驾驶辅助系统（ADAS）、安全功能和信息娱乐等领域中支持数字和模拟芯片的功能实现。这可能会导致高端车辆中使用的MOSFET数量增加到每辆车超过400个。

根据数据统计，汽车级MOSFET的全球市场规模预计将在2026年达到30亿美元，复合年增长率为12.25%。

IGBT：汽车功率器件的未来之选

绝缘栅双极型晶体管（IGBT）是另一种在汽车电子中广泛应用的功率器件。它是由双极型结型晶体管（BJT）和MOSFET组成的复合功率半导体器件，结合了BJT的高电压耐受性和MOSFET的高输入阻抗。

IGBT在新能源汽车中具有重要地位，直接影响车辆的输出功率和性能。电动汽车的核心是高压电池和相关的充电系统，而主逆变器的IGBT直接控制了直流（DC）和交流（AC）在驱动系统中的转换，决定了新能源汽车的最大输出功率和扭矩等关键数据。

在电动汽车的电力驱动系统中，IGBT用于逆变器模块，将电池提供的直流电转换为交流电以驱动电动机。在电源系统中，IGBT用于各种交流-直流和直流-直流变换器，以充电电池并执行功率级别转换功能。此外，IGBT逆变功率模块用于电动汽车充电站，将直流电转换为交流电，然后通过变压器耦合和整流单元将其变换为不同的电流和电压规格，以便为电动汽车充电。

目前，IGBT市场由主要的欧洲和日本制造商主导，前五家公司的市场份额超过60%。在IGBT领域，英飞凌科技具有32.7%的市场份额，是绝对的领军者。

面向未来：碳化硅（SiC）引领新趋势

虽然长期以来，硅基材料在汽车功率半导体中扮演重要角色，但在追求更高功率密度、更高频率以及更好耐受高温高压等需求下，碳化硅（SiC）作为第三代宽禁带半导体材料正在引发新的趋势。

碳化硅（SiC）材料具有宽带隙、高击穿场强、高饱和电子漂移速度、高热导率和高辐射抗性等特点，适用于高功率、高频率和恶劣环境条件。

在应用方面，碳化硅（SiC）功率器件在电动汽车领域有着广泛应用。它们用于电动驱动、OBC（车载充电器）和直流/直流转换领域，可以显著提升系统效率，减小电子系统体积，降低系统成本。

总结起来，在新能源汽车行业的推动下，功率器件市场充满了巨大的潜力。相关行业制造商应该紧抓这一市场机遇，不断创新和提升产品技术，以满足不断发展的市场需求。浮思特科技，为客户提供优质的汽车解决方案，提供稳定的IGBT、SiC、MOSFET等功率器件，原厂代理，方案支持，品质保障。

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审核编辑 黄宇