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芝能智芯出品
2025年,碳化硅(SiC)与氮化镓(GaN)的领域变化挺大的。
汽车电动化和人工智能基础设施建设加速推进,电源管理从幕后走向前台,成为系统性能、效率和可靠性的核心变量。
碳化硅(SiC)与氮化镓(GaN)这两种宽禁带半导体材料,正处在这轮产业升级的关键位置,它们所承载了全球供应链、制造体系和技术路线的替代。
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Part 1
碳化硅和氮化镓需求推动力
● 碳化硅
碳化硅需求的主轴依然来自新能源汽车,尤其是高压平台下的主逆变器应用。
800V架构的普及使功率器件在耐压、效率和热管理方面面临更高要求,SiC的材料优势被进一步放大,长期趋势依旧指向更高功率密度和更快补能能力。
2025年在20万以上的纯电动基本普及了800V,而60度以上的增程式基本也覆盖了800V,SiC走向“核心基础设施”,中国厂商在器件自研和制造上的进展,正在改变原本以欧美日企业为主导的市场格局。
产业稳定性是很差的,因为价格崩溃掉了,Wolfspeed和JS Foundry的破产事件,暴露出海外SiC产业在资本投入、产能利用率和需求节奏之间的结构性矛盾。
晶圆厂的建设周期长、资金密集度高,而下游需求又高度依赖宏观经济与政策环境,当市场节奏发生变化时,企业抗风险能力差异被迅速放大。
瑞萨退出SiC业务,IDM在战略收缩时更倾向于聚焦核心产品线。200毫米SiC晶圆的推进正在重塑制造成本结构。
英飞凌、三菱电机、博世等厂商的产线升级,规模化制造正在成为下一阶段竞争的门槛,大尺寸晶圆有助于提升单片产出、降低单位成本,也对设备、工艺稳定性提出更高要求。
在器件结构上,SiC MOSFET仍处于持续演进阶段。沟槽结构、双沟槽设计以及“沟槽辅助”平面技术的差异,在导通损耗、可靠性和制造复杂度之间的取舍,服务于宏观目标,即在更高电压、更高频率和更严苛车规环境下实现长期稳定运行。
● 氮化镓
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氮化镓的市场逻辑更偏向消费电子与高频应用。
快充功率向300W以上发展,使GaN在体积、效率和热性能方面的优势更加突出。家电、电源适配器和轻量化电机驱动成为主要增量来源,汽车和数据中心应用则被视为中长期增长点。
TrendForce的数据表明,中国厂商在GaN功率器件领域已占据主导位置,IDM模式成为行业主流,这种垂直整合有助于缩短迭代周期、控制成本并快速响应客户需求。
代工模式在GaN产业中仍然具备重要价值。台积电退出GaN业务后,GlobalFoundries通过技术授权方式承接相关产能,反映出成熟工艺平台在新材料导入中的吸引力。
Polar Semiconductor、X-FAB等厂商的加入,也为GaN生态提供了更多制造选择。对无晶圆厂企业而言,稳定的代工合作关系直接影响其产品节奏与市场扩展能力。
数据中心被视为GaN的下一块战略高地。
英伟达推动的800V直流配电架构,提高了对高压、高效率功率器件的需求,也促使英飞凌、Innoscience和Power Integrations等厂商提前布局更高耐压产品。
电源系统的效率提升不只影响能耗成本,还关系到服务器密度和散热设计,这使功率半导体成为算力基础设施中的关键变量。
Part 2
国产替代加速:
SiC冲击,GaN领跑
过去几年,在海量资金的支持下,中国SiC和GaN领域的企业激进扩张产能,这个是从全产业链的总体变化引发的。
从衬底来看,全球6英寸衬底市场转向供给过剩和价格战,中国厂商如天科合达和天岳先进凭借成本和产能优势,市场份额迅速提升,SiC 6英寸衬底因产能同质化扩张,正经历严重的价格战和行业洗牌,导致Wolfspeed、Rohm、SK Siltron等国际巨头业绩恶化,国产替代趋势非常明显。
在中国先进的电动汽车开始围绕800V系统迭代,国内器件厂商份额迅速提升,SiC功率器件的应用是纯电动和增程式汽车,800V高压平台的主驱逆变器、车载充电机(OBC)和DC-DC转换器,自主品牌的需求推动国产SiC器件企业(比亚迪、芯聚能、芯联集成等)在车规级市场的份额正持续提升。
GaN功率器件市场,中国企业英诺赛科凭借其IDM模式和8英寸硅基氮化镓技术,在市场份额层面能拉高的很高的份额,GaN功率器件领域已取得先发优势,之前主要集中在消费电子(如手机快充),现在正迅速向AI数据中心电源、光伏储能等领域渗透,汽车和工业市场将是未来增速最快的领域。
地缘政治因素对SiC与GaN的影响同样深远。
Nexperia事件揭示了半导体供应链在国家安全框架下的脆弱性,欧洲汽车产业对功率器件稳定供应的高度依赖。
各国推动本土化制造与技术自主的趋势,使新入局者与公共研发项目不断增加。印度和新加坡在GaN领域的投资,既是产业升级的需要,也带有战略安全考量。
小结
SiC与GaN正处在多重力量交汇的中心位置。新能源转型推动高压、高效功率器件的需求,AI算力基础设施重塑电源系统架构,地缘政治加速本土化与多元化布局。
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