随着新能源汽车的持续发展，功率器件的应用场景也从电机控制器拓展至电驱系统、充电模块、能源管理等，决定着车辆的驱动效率、充电速度与续航表现，功率器件的需求正呈指数级增长。此外，为破解续航焦虑、快充痛点与轻量化难题，碳化硅（SiC）作为第三代半导体代表，正凭借其卓越的性能优势，开启新能源汽车性能提升与技术创新的新篇章。
随着 2018 年特斯拉 Model 3 率先搭载 SiC 逆变器，功率半导体正式开启从硅基 IGBT 向第三代半导体 SiC 的技术跃迁，这场静默的技术革命，不仅重塑新能源产业链的价值分配，更为智能出行时代注入了新的核心动能。
本期《晓莺说》，我们将一同探寻新能源汽车产业变革浪潮下，功率器件的产品特点、市场发展状况、产业链的基本情况、市场竞争格局以及未来的技术发展趋势。
从 IGBT 到 SIC，提升整车性能
作为电能转换与电路控制的"神经中枢"，功率半导体被看做是电力电子领域的" CPU "，已深度渗透风电、光伏、储能等领域，其中，新能源汽车市场的占比更是高达 40%，成为驱动功率器件增长的核心领域。
在新能源汽车中，功率器件被叫做电动汽车的"电能指挥官"，广泛应用于电池管理系统、电机控制器、车载充电器以及直流快充桩等关键部件，通过高效、可靠地转换电能，确保新能源汽车的驱动系统、充电系统以及能源管理系统正常工作。
比如，在电驱控制器中，功率半导体将电池输出的直流电转换为交流电，以驱动电机进行运转；在车载充电系统（OBC）中，则负责将交流电转换为直流电，为电池充电；在 DC/DC 转换器中，将高压电池的电压转换为适合车内低压电气系统使用的电压，保障车辆电子设备的稳定运行等。
传统硅基 IGBT 功率器件具有高功率密度、低开关损耗和低导通压降等特性，以碳化硅（SiC）为代表的第三代半导体材料，具有宽禁带、高击穿电场、高热导率等特性，能承受更高的电压和温度，开关损耗更低，可实现更高的功率密度，从而提升整体性能，降低整体能耗。
比如，在电驱逆变器方面，与 IGBT 相比，SiC 的开关损耗降低了 75%，效率提升 3%-5%，体积可缩小至原来的 1/10，同时能够支持更高频率的工作。2018 年，特斯拉在 Model 3 主驱逆变器里首次使用碳化硅 MOSFET 以替代传统硅基 IGBT，开启了碳化硅"上车"的序幕。
如今，随着新能源汽车向 800V 高压平台、全域智能化加速演进，功率半导体正面临从"满足功能"到"性能跃升"的技术重构。在整车电压平台升高后，使用碳化硅（SiC）为代表的第三代半导体，其耐高压、低损耗的特征可显著提升充电效率并降低能耗，满足高压系统对功率器件的性能要求。
图片来源：比亚迪
2025 年 3 月 17 日，在比亚迪 e 平台技术发布会上，比亚迪董事长兼总裁王传福发布了 1500V 车规级 SiC 功率芯片，这是行业首次量产应用的、最高电压等级的车规级 SiC 功率芯片，首搭车型覆盖汉 L EV、唐 L EV、仰望 U7、腾势 N9。
在 2020 年— 2024 年间，碳化硅（SiC）车型已合计达百余款，其中 800V 以上的所有纯电车型均搭载了碳化硅（SiC）产品。可以说，SiC 凭借其卓越的性能优势，得到了市场的广泛认可。
乘新能源汽车之势，功率半导体量价齐涨
随着新能源汽车市场不断扩大，功率半导体也迎来了"量价齐飞"的增量蓝海。
根据中国汽车工业协会的数据，今年上半年，我国汽车销量累计 1565.3 万辆，其中，新能源车累计销量达 693.7 万辆，同比增长超 40%，渗透率达到了 44.3%。在 800V 高压平台渗透率与 SiC 器件装车率双重驱动下，功率半导体的市场规模持续扩容，成为新能源汽车从"电动化"向"高效化"跃迁的主要受益者。
王传福此前曾表示，电动车对半导体的需求相较传统车对半导体的需求增加 5-10 倍。
这也就意味着，预计到 2025 年，新能源汽车产业将成为功率器件应用的最大市场之一。
根据集微咨询测算，2024 年 SiC 器件市场规模约 200 亿元，主要的增长动力来源于新能源汽车，包括新建大功率直流充电桩等需求。预计到 2028 年，中国 SiC 器件市场规模将超过 400 亿元，中国新能源汽车 SiC 功率半导体市场规模将接近 300 亿元，年均复合增长率超过 27.3%。
除市场规模，功率半导体的车用价值也在逐步上升。据英飞凌年报显示，新能源汽车中功率半导体器件的价值量达 458.7 美元，约为传统燃油车的 5 倍以上。IGBT 约占新能源汽车电控系统成本的 37%，是电控系统中最核心的电子器件之一。
势不可挡的电动化趋势，量价齐飞的需求空间，让车规功率半导体等产品的重要性愈发凸显。汽车功率半导体市场份额逐年提高，目前占比已经达到 35%，金额约为 160 亿美元。
从供应端来看，多种功率半导体产品曾面临供需失衡。2020 年起，车规级芯片市场持续遭受产需错配、消费电子需求挤占产能等不利因素，导致车规级芯片产能逐渐紧张，产品的平均交期也在不断拉长，该状况持续了 3 年之久。
直到 2023 年随着新建产能持续释放，平均周期得到了缓解，产能紧张的问题也有所改善。然而，在需求结构上，汽车缺芯情况虽得到大幅缓解，但 MCU、IGBT 依然处于供不应求状态。
车用功率半导体的快速增长，让众多玩家纷纷加快了对车用功率半导体的布局。
功率器件（驱动）市场，自主企业三足鼎立
为契合汽车行业的蓬勃发展，英飞凌、安森美、意法半导体等国际厂商正全力布局车用功率半导体，尤其是第三代半导体。此外，国产功率半导体厂商也开始在汽车功率半导体领域崭露头角。整体功率器件市场呈现出多元化的竞争格局。
根据盖世汽车研究院发布的 2024 年功率器件（驱动）供应商装机量排行榜，比亚迪半导体以 387.7 万套的装机量高居榜首，市场份额达到 30.9%。紧随其后的是中车时代半导体和芯联集成。其中，中车时代半导体的装机量为 177.3 万套，市场份额为 14.1%，芯联集成装机量为 107.2 万套，市场份额为 8.6%。
此外，英飞凌、意法半导体均占据了 6.9% 的市场份额，斯达半导体占据了 6.8% 的市场份额。
值得注意的是，在 2025 年 1 — 4 月的排名中，功率器件（驱动）的市场格局依旧延续了自主企业领跑的态势。其中，比亚迪半导体、中车时代半导体、士兰微三家以合计 50.7% 的市场份额占据主导地位，形成三足鼎立的竞争态势。
具体来看，比亚迪半导体以 105.0 万套装机量稳居行业首位，市场份额为 28%，显著领先于其他竞争者；中车时代半导体以 54.25 万套装机量位列第二，市场占有率为 14.5%；士兰微则以 30.83 万套装机量位列第三，市场占有率为 8.2%。
这三家领军企业在技术研发、产品性能及市场布局方面均表现出色。
比亚迪在电动汽车 IGBT 业务上堪称国内"王者"，是我国目前唯一一家拥有 IGBT 完整产业链的车企，同时覆盖 IGBT 芯片设计和制造、IGBT 模组设计和制造、质控平台和新能源汽车应用等各个环节。得益于比亚迪汽车整车产销量快速增长的拉动，2024 年，比亚迪首次出现在功率半导体全球市占率前十，达 3.1%。官方数据显示，2024 年比亚迪全年销量超 427 万辆，其中新能源乘用车销量超 425 万辆。
中车时代半导体则是凭借轨道交通技术积累拓展至汽车领域。在 IGBT 领域，中车时代电气目前已实现 650V-6500V IGBT 全电压范围覆盖，并且自主设计、建造了全球首条 8 英寸高压 IGBT 芯片专业生产线，攻克了高压 IGBT 制造关键技术和成套工艺，是国内唯一自主掌握高铁动力 IGBT 芯片及模块技术的企业。在今年 4 月上海车展上，中车时代电气正式发布助力汽车电动化、轻量化、智能网联化的 C-Car 平台，平台产品之一的 C-Power220 使用了自研的 IGBT 芯片。
图片来源：士兰微
士兰微通过 IGBT 芯片自主研发构建核心竞争力，为新能源乘用车提供高可靠性、高能效比的功率器件解决方案。作为国内少数实现 IDM（设计—制造—封装一体化）模式的半导体企业，士兰微近年来通过技术突破、产能扩张与生态协同，在汽车半导体领域实现快速突破。据士兰微年报，公司 2024 年应用于汽车、光伏的 IGBT 和 SiC（模块、器件）的营业收入达到 22.61 亿元，较 2023 年同期增长 60% 以上。
可以看到，当前竞争格局下，领先供应商已形成技术积累、制造体系与市场渠道的深度协同。
根据盖世汽车研究院分析，随着新能源汽车市场对功率器件性能要求的不断提升，比亚迪半导体、中车时代半导体、士兰微等企业将持续发挥既有优势，通过材料创新、工艺优化及模块化设计，为新能源乘用车动力系统升级提供更优质的功率器件支撑。
值得注意的是，除头部阵营外，斯达半导体、芯联集成、英飞凌、意法半导体、联合电子、宏微科技及芯聚能等企业亦在细分市场占据稳定份额。
根据盖世汽车研究院相关数据，这种梯次分布的市场结构，既体现了头部企业通过技术壁垒与规模效应构建的护城河，也反映出专业化厂商通过差异化产品定位获取生存空间的市场规律。各层级企业通过系统集成能力、成本控制效率及客户响应速度的多维度竞争，共同推动着功率器件产业链的技术深化与生态完善。
SIC 成技术制高点，车企争夺供应链话语权
在此前经历"缺芯"困境后，车企深刻意识到功率半导体作为新能源汽车"核心引擎"之一，其供应链稳定性直接关系到整车量产节奏与技术迭代速度。
如今，车规级功率半导体已从单纯的"零部件采购"升级为战略级布局领域，成为车企构建技术护城河的核心"战场"。除比亚迪之外，吉利、长城、奇瑞等头部车企也进行了相关布局。
2023 年 11 月，长城汽车宣布，其自研自产 IGBT 功率模块成功落地，已在哈弗枭龙 MAX 上完成装车。长城汽车表示，自研自产 IGBT 为定向开发，不仅车型适配度更高、搭车更安全，从此不再被芯片短缺"卡"脖子，终端供应链更加稳定，同时其自研芯片从研发立项到技术落地仅用时 14 个月。
随着 SiC 芯片在电动汽车高压电驱平台中发挥着至关重要的作用，目前 SiC 功率器件正成为新能源汽车技术竞争的制高点。
事实上，国内车企自研 SIC 不仅是技术竞争，更是供应链话语权的争夺。短期来看，能为高端车型提供续航、快充、性能的硬指标支撑；长期来看，通过垂直整合降本增效，会避免在"电动心脏"上受制于人。
当前我国公开披露自研碳化硅芯片的车企，有比亚迪、理想、华为、长安汽车等，并在 2025 年以来取得诸多进展。
3 月 4 日，长安汽车与重庆大学联合研发的 SiC 功率芯片首轮流片成功下线。该项目在 2023 年 4 月启动，此次流片下线的 SiC 功率芯片在耐压和阈值电压等关键参数上均表现出优秀的性能。器件耐压性能突出，击穿电压最高可达 1700V 以上；阈值电压一致性表现优异，通过率达到 98%，实测值分布集中，具有较强的抗干扰能力，在大批量使用时更易于配对，从而节约成本。
4 月初，比亚迪正式对外公布了自主研发的新一代车规级功率半导体芯片，王传福更是在发布会上明确表态，这款芯片将优先满足国内需求，暂不对国外车企开放销售渠道。根据比亚迪官方公布的测试数据，这款被命名为"云辉 1.0 "的碳化硅功率芯片，在能效比上比传统硅基芯片提升了 30%，散热表现提升 25%，整体可靠性提升 40%，特别是在高温环境下的稳定性大幅优于目前市场主流产品。最关键的是，它的生产成本比同类进口芯片降低了约 35%。
6 月 13 日，理想汽车首次公开发布了新一代电驱动核心技术—自研高压碳化硅功率模块 LPM（Li Power Module ) 。据悉，这款产品历时 3 年半完成了从设计到量产的全过程，搭载于理想 i8 中首发上市，并且未来会陆续搭载在所有理想纯电车型上。
理想自建碳化硅功率模块封装工厂，图片来源：理想汽车
作为理想汽车首款纯电 SUV，理想 i8 刚刚于 7 月 29 日上市。理想 i8 全系均基于 800V 高压平台进行打造，搭载了自研碳化硅驱动电机 、自研 SiC 功率芯片和功率模块，在 CLTC 工况下拥有 93.08% 的电驱效率，零百公里加速时间最低只需 4.5s。续航方面，理想 i8 的 CLTC 续航里程最高达到了 720 公里。
作为将碳化硅上车的第一家车企，马斯克却在 2023 年投资者日上宣布在特斯拉下一代动力平台中将削减 75% 的碳化硅，作为合计降低 1000 美元成本的手段之一。
一边是碳化硅加速上车，从高端车型不断下探渗透，一边是全球电动汽车龙头号称要大幅削减碳化硅用量。那么，碳化硅的未来，到底走向何方？
整体来看，硅基材料与碳化硅材料之间各有利弊，并无绝对的替代关系，只是在特定的应用场景中存在各自的比较优势。当前从制造成本考虑，Si-IGBT 与 SiC 器件将会互补共存。随着电动汽车需增大续航里程、提升功率密度和速度，变频器对耐压、功率损耗、开关频率及可靠性均有更高的要求，必将大量优先采用 SiC 器件。
作为新能源汽车的"电能指挥官"，功率器件在汽车电动化变革中扮演着核心角色。从 IGBT 到 SiC，技术的不断革新推动着新能源汽车性能、效率和环保性的提升。比亚迪、中车时代半导体、士兰微等中国企业快速崛起，正抢占不断增长的功率半导体市场。如今，部分车企自研功率器件，不仅在技术上为自己增加核心竞争力，也将"中国芯"话语权掌握在自己手中。未来，随着功率器件技术的持续进步和国产化加速，新能源汽车产业有望迎来更广阔的发展空间，为全球交通的绿色转型注入强大动力。
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