氮化镓功率半导体车用化发展趋势分析
摘要
新能源车(包含插电式混合动力车、纯电车、燃料电池车、增程式电动车)产业持续往高效化与轻量化推进，核心零件功率半导体技术正由Si-IGBT向宽能隙材料加速演进。氮化镓(GaN)凭藉高开关频率、低损耗与高功率密度等特性，成为OBC(车载充电器)、DC-DC与部分主驱应用的新兴选项。2025年上海车展汇川动力、联合电子推出采用GaN技术的OBC，吉利与Renault合资成立的Horse Powertrain与上海电驱动亦展出GaN主驱模组，显示该技术正逐步迈向车规化应用。
GaN虽能提升电控零件转换效率与功率密度，但受限耐压不足、散热挑战与可靠性验证等问题，短期难以大规模装车；与此同时，碳化矽凭藉1200V以上耐压与成熟车规验证，已在纯电车高压平台广泛应用，自2024下半年开始逐渐渗透至PHEV、REEV混合动力车型，而IGBT则持续主导在400V车型市场。综合来看，GaN更适合中小功率与高频场景，例如OBC和DC-DC转换器，短期内可能难以取代SiC与Si-IGBT主驱逆变器的主导地位。未来若在耐压等级与成本竞争力等方面取得突破，有望与Si-IGBT、SiC形成互补共存的产业格局。
一. GaN技术原理与特性
二. 产业链与供应格局分析
三. GaN在下游车用领域的应用现状
四. GaN在主驱逆变器中的应用探索
五. 导入车用领域的挑战
六. 拓墣观点
图一 OBC与DC-DC工作原理
图二 垂直结构与横向结构比较
表一 半导体材料特性比较
表二 各类基板特性比较
