電動汽車電源模塊市場展望：CAGR超23%
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到 2025 年，電動汽車功率模塊市場預(yù)計將增長到 30 億美元。到 2035 年，需求收入可能會增長到 258 億美元，在預(yù)測期內(nèi)的復(fù)合年增長率為 23.2%。在對電動汽車和高效能源管理系統(tǒng)的廣泛需求的推動下，該行業(yè)正在經(jīng)歷增長。
本文引用地址：http://www.bjwjmy.cn/article/202503/467755.htm功率模塊是一種切換閥，用于控制電池、逆變器和電動機(jī)的電力路由方式，以最大限度地提高效率并防止過熱。這一增長是由新型電力電子設(shè)備的進(jìn)步、電動汽車數(shù)量的增加以及對提高功率模塊效率和穩(wěn)健性的需求推動的。Tesla 和 Volkswagen 等汽車公司專注于構(gòu)建半導(dǎo)體功率模塊。
盡管有這些積極因素，但該行業(yè)仍然面臨最先進(jìn)功率模塊價格的主要問題。高性能電力電子設(shè)備價格昂貴，對于來自發(fā)展中國家的價格敏感型客戶和制造商來說，很難獲得。他們努力將成本控制在低于過去的水平，并實現(xiàn)相同的效率和可靠性。
在功率模塊中創(chuàng)造碳化硅 （SiC） 和氮化鎵 （GaN） 材料在性能方面改變了游戲規(guī)則，提供了高速開關(guān)和低能源浪費。比亞迪和豐田等公司正在利用這些技術(shù)提高其電動汽車的功率轉(zhuǎn)換效率。
不同最終用途細(xì)分市場的趨勢分析和購買標(biāo)準(zhǔn)
電動汽車功率模塊市場圖表表明，主要行業(yè)利益相關(guān)者的優(yōu)先事項根本不同。汽車 OEM 和技術(shù)提供商關(guān)注功率效率和輸出、系統(tǒng)集成以及可靠性和耐用性，這非常重要（紅色）。這表明他們對性能增強(qiáng)、平滑集成和耐用性的強(qiáng)烈關(guān)注，符合消費者和監(jiān)管期望。這表明他們正在尋找經(jīng)濟(jì)實惠的解決方案，這些解決方案可以輕松擴(kuò)展以滿足對高性能電池模塊的需求，同時為汽車制造商保持低成本。
有趣的是，設(shè)計創(chuàng)新是技術(shù)提供商 （cyan） 的重中之重，但對于電池制造商 （green） 來說卻不重要。這反映了開發(fā)新材料、半導(dǎo)體和智能功率模塊解決方案的技術(shù)提供商與電池制造商相比的立場，并且工作更多地是微調(diào)現(xiàn)有技術(shù)，而不是任何形式的激進(jìn)創(chuàng)新。
電源效率、成本競爭力和系統(tǒng)集成對于最終用戶（如車隊運營商和消費者）來說具有中等重要性（黃色）。這意味著他們重視效率和成本，但對實用、經(jīng)濟(jì)、用戶友好的解決方案更感興趣，而不是尖端技術(shù)。
2020 年至 2024 年的行業(yè)變化以及 2025 年至 2035 年的未來趨勢
2020 年至 2024 年期間，由于電動汽車采用率的提高、半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步和電力電子效率的提高，電動汽車功率模塊市場經(jīng)歷了強(qiáng)勁增長。從內(nèi)燃機(jī)到電動傳動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變產(chǎn)生了對高性能功率模塊的需求，這些模塊可以提高功率轉(zhuǎn)換和電池效率。盡管硅基功率模塊在這個時代開始時占據(jù)主導(dǎo)地位，但碳化硅 （SiC） 和氮化鎵 （GaN） 等寬帶隙 （WBG） 半導(dǎo)體也取得了進(jìn)展。這些半導(dǎo)體提高了功率密度，最大限度地減少了能量損失，并促進(jìn)了更高的開關(guān)速度，使特斯拉、豐田和大眾等制造商能夠最大限度地提高電動汽車的性能。
2025 年至 2035 年期間，人工智能的能源管理、模塊化電力電子以及 WBG 半導(dǎo)體的廣泛采用將徹底改變該行業(yè)?；?AI 的優(yōu)化將有助于實時監(jiān)控能耗和熱效率，從而提高效率并降低維護(hù)費用。預(yù)測分析將提高電源模塊的耐用性，而下一代材料和集成設(shè)計將使 EV 電力電子設(shè)備實現(xiàn)更高的效率、緊湊性和環(huán)保性。
比較行業(yè)轉(zhuǎn)移分析（2020 年至 2024 年對比 2025 年至 2035 年）
| 2020 年至 2024 年 | 2025 年至 2035 年 |
|---|---|
| 更嚴(yán)格的能效要求、半導(dǎo)體補(bǔ)貼 | 全面過渡到 SiC/GaN 功率模塊，可持續(xù)性要求 |
| 推出基于 SiC 的功率模塊 | AI 優(yōu)化的電力傳輸、無線電源傳輸 |
| 用于高端電動汽車的功率模塊，早期 800V 采用 | 1,200V 架構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn)化模塊化電力電子元件 |
| 用于能源監(jiān)控的遠(yuǎn)程信息處理、液冷功率模塊 | 預(yù)測性維護(hù)，實時 AI 驅(qū)動的電源管理 |
| WBG 材料成本高，可回收性有限 | 可回收功率模塊，閉環(huán)半導(dǎo)體生產(chǎn) |
| 功率模塊的有限實時分析 | 區(qū)塊鏈驅(qū)動的可追溯性、預(yù)測性能建模 |
| 半導(dǎo)體短缺，SiC/GaN 的成本障礙 | 稀有材料的可擴(kuò)展制造、多元化供應(yīng)鏈 |
| 電動汽車的采用，對更高效率的需求 | 無線充電擴(kuò)展，可持續(xù)電力電子的集成 |
電動汽車功率模塊制造商的風(fēng)險評估
一個重要的問題是原材料的稀缺性，其中最關(guān)鍵的是鋰、鈷和鎳，這些都是電池生產(chǎn)中引入的基本材料。供應(yīng)短缺或地域爭端可能導(dǎo)致重大赤字，從而對生產(chǎn)計劃和預(yù)算產(chǎn)生不利影響。公司必須建立穩(wěn)固的供應(yīng)鏈來應(yīng)對這些不確定性。
此外，必須非常仔細(xì)地評估供應(yīng)商的質(zhì)量觀。糟糕的質(zhì)量控制會導(dǎo)致制造有缺陷的功率模塊，這可能會成為一個安全問題，并導(dǎo)致代價高昂的召回。保持產(chǎn)品質(zhì)量，從而保持公司聲譽(yù)的唯一解決方案是進(jìn)行適當(dāng)?shù)臏y試并遵守行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
環(huán)境和法規(guī)合規(guī)性是另一個重要問題。供應(yīng)商必須遵守嚴(yán)格的環(huán)境和法律標(biāo)準(zhǔn)，以避免法律處罰并確保可持續(xù)性。不遵守規(guī)定會導(dǎo)致罰款、停產(chǎn)和聲譽(yù)損失，因此監(jiān)管盡職調(diào)查成為供應(yīng)商選擇過程的關(guān)鍵方面。
另一個重要方面是供應(yīng)商的財務(wù)穩(wěn)定性。財務(wù)不穩(wěn)定的供應(yīng)商可能會遇到運營停機(jī)，這反過來又會影響他們供應(yīng)產(chǎn)品的能力。定期進(jìn)行財務(wù)檢查并確保供應(yīng)商擁有穩(wěn)定的現(xiàn)金流并投資于基礎(chǔ)設(shè)施，將有助于最大限度地減少供應(yīng)鏈中斷。
此外，新技術(shù)的快速發(fā)展迫使供應(yīng)商保持在創(chuàng)新的前沿。不跟上步伐可能會使他們的零件過時，從而給使用最先進(jìn)技術(shù)的制造商帶來風(fēng)險。實施全面的供應(yīng)商評估機(jī)制對于該行業(yè)的長期繁榮至關(guān)重要。
分段分析
按車輛技術(shù)
電動汽車功率模塊主要用于電池電動汽車 （BEV），因為它們完全依賴電力驅(qū)動。BEV 不應(yīng)與混合動力電動汽車 （HEV） 和插電式混合動力電動汽車 （PHEV） 混淆，后者將內(nèi)燃機(jī)與電力相結(jié)合。BEV 僅使用高容量電池供電。因此，功率模塊是有效處理整個車輛的能量轉(zhuǎn)換、電池性能和電力輸送的主要和必不可少的組件之一。在政府激勵措施、電池技術(shù)的進(jìn)步和更廣泛的充電網(wǎng)絡(luò)的推動下，全球越來越多地采用 BEV，也推動了對高性能功率模塊的需求。
按車輛類型
由于電池電動汽車 （BEV）、插電式混合動力電動汽車 （PHEV） 和混合動力電動汽車 （HEV） 的大眾市場滲透，乘用車是電動汽車功率模塊的最大消費者。隨著全球向電動汽車的轉(zhuǎn)變勢頭增強(qiáng)，領(lǐng)先的汽車制造商正在為乘用車配備高效功率模塊，以最大限度地提高能量轉(zhuǎn)換、電池效率和電機(jī)控制。消費者對長續(xù)航里程、高性能電動汽車的需求不斷增長，再加上政府的激勵措施和更嚴(yán)格的排放規(guī)則，刺激了該領(lǐng)域先進(jìn)電力電子的發(fā)展。
國家分析
| 國家/地區(qū) | 復(fù)合年增長率 （%）（2025 年至 2035 年） |
|---|---|
| 美國 | 9.2% |
| 英國 | 8.7% |
| 歐洲聯(lián)盟 （EU） | 9.0% |
| 日本 | 8.5% |
| 韓國 | 8.9% |
美國
隨著美國廣泛采用電動汽車 （EV），美國工業(yè)正在蓬勃發(fā)展。除了政府的大力鼓勵、對半導(dǎo)體技術(shù)的投資增加以及電力電子的技術(shù)增長外，高效功率模塊需求仍處于歷史峰值。
Tesla、Wolfspeed 和 ON Semiconductor 等行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者正在通過集成基于 AI 的能源優(yōu)化、低損耗轉(zhuǎn)換器和智能熱管理系統(tǒng)來創(chuàng)造下一代功率模塊，以提高電動汽車的續(xù)航里程和性能。
FMI 認(rèn)為，在預(yù)測期內(nèi)，美國工業(yè)的復(fù)合年增長率將達(dá)到 9.2%。
美國的增長動力
| 關(guān)鍵驅(qū)動因素 | 詳 |
|---|---|
| 政府激勵措施 | 《通貨膨脹削減法案》為電動汽車和電池廠提供稅收抵免。 |
| 半導(dǎo)體投資 | 美國能源部對 SiC 和 GaN 等寬帶隙半導(dǎo)體的研究進(jìn)行投資。 |
| 行業(yè)創(chuàng)新 | Tesla 和 Wolfspeed 致力于開發(fā) AI 功率模塊以提高效率。 |
| 消費者采用 | 隨著電池成本的降低和充電基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展，電動汽車的采用率不斷提高。 |
英國
隨著英國加速向零排放汽車過渡，該行業(yè)正在擴(kuò)張。隨著政府到 2035 年禁止銷售內(nèi)燃機(jī) （ICE） 汽車，電動汽車對電源模塊的需求正在增長。
Infineon、McLaren Applied Technologies 和 Ricardo 等市場領(lǐng)導(dǎo)者正在開發(fā)輕量級、模塊化電力電子設(shè)備，將 AI 驅(qū)動的逆變器、高功率密度封裝和快速散熱機(jī)制相結(jié)合。
FMI 認(rèn)為，在研究期間，英國市場預(yù)計將以 8.7% 的復(fù)合年增長率增長。
英國的增長動力
| 關(guān)鍵驅(qū)動因素 | 詳 |
|---|---|
| 電動汽車采用授權(quán) | 2035 年禁止內(nèi)燃機(jī)汽車以推動電動汽車銷售和基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展。 |
| 公私合營投資 | 為提高功率模塊的效率和集成度而進(jìn)行的合作。 |
| 輕量化電力電子 | 模塊化設(shè)計和高功率密度，可增加車輛續(xù)航里程。 |
| AI 驅(qū)動的逆變器 | McLaren Applied Technologies 致力于開發(fā)節(jié)能的 AI 驅(qū)動逆變器。 |
歐洲聯(lián)盟 （EU）
由于嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)、不斷增長的商業(yè)車隊電氣化以及對半導(dǎo)體生產(chǎn)的大力投資，歐盟行業(yè)正在經(jīng)歷強(qiáng)勁的增長。德國、法國和荷蘭處于基于 SiC 和 GaN 的功率模塊創(chuàng)新的前沿，這些模塊具有更低的開關(guān)損耗和更高的能效。FMI 發(fā)現(xiàn)，歐盟行業(yè)在預(yù)測期內(nèi)的復(fù)合年增長率為 9.0%。
歐盟的增長動力
| 關(guān)鍵驅(qū)動因素 | 詳 |
|---|---|
| 嚴(yán)格的排放法規(guī) | 歐洲綠色協(xié)議規(guī)定了到 2030 年大幅削減碳排放。 |
| 商用電動汽車的采用 | 擴(kuò)大電動汽車在物流和公共交通巴士上的使用。 |
| 半導(dǎo)體創(chuàng)新 | 基于 SiC 和 GaN 的功率模塊專注于提高效率。 |
| 電池制造投資 | 投資歐洲超級工廠，用于制造電動汽車電池。 |
日本
由于日本在尖端電池技術(shù)、半導(dǎo)體開發(fā)和清潔交通方面的主導(dǎo)地位，日本工業(yè)正在穩(wěn)步增長。隨著日本的目標(biāo)是到 2050 年實現(xiàn)碳中和，電動汽車制造商正專注于節(jié)能功率模塊，以提高車輛的續(xù)航里程和可靠性。根據(jù) FMI，日本工業(yè)在研究期間的復(fù)合年增長率為 8.5%。
隨著日本推動電池更換技術(shù)的發(fā)展，該行業(yè)對快速響應(yīng)功率模塊的需求越來越大，這些模塊可提供從充電站到車輛的平穩(wěn)能量傳輸。
日本的增長動力
| 關(guān)鍵驅(qū)動因素 | 詳 |
|---|---|
| 碳中和目標(biāo) | 2050 年凈零排放目標(biāo)推動清潔出行的采用。 |
| 下一代電池技術(shù) | 日本領(lǐng)先的固態(tài)電池技術(shù)，可實現(xiàn)更高的電動汽車?yán)m(xù)航里程。 |
| 電池更換基礎(chǔ)設(shè)施 | 押注高速能量傳輸解決方案以提高效率。 |
| 半導(dǎo)體主導(dǎo)地位 | 領(lǐng)先的高效電動汽車電力電子。 |
韓國
在政府投資、半導(dǎo)體行業(yè)進(jìn)步和不斷增長的電動汽車制造業(yè)的支持下，韓國工業(yè)正在穩(wěn)步增長。韓國汽車制造商現(xiàn)代和起亞正在開發(fā)下一代電動傳動系統(tǒng)，例如現(xiàn)代和起亞。對高功率、緊湊和高效的功率模塊的需求正在上升。FMI 表示，在研究期間，韓國市場預(yù)計將以 8.9% 的復(fù)合年增長率增長。
韓國貿(mào)易、工業(yè)和能源部 （MOTIE） 正在大力投資寬帶隙半導(dǎo)體技術(shù)、基于人工智能的能源管理和高壓電源轉(zhuǎn)換技術(shù)。三星 SDI、LG Energy Solution 和 Hanon Systems 等重要的行業(yè)參與者將目標(biāo)瞄準(zhǔn)了具有更高開關(guān)速度、更低能量損耗和更高運行可靠性的 SiC 和 GaN 基模塊。
韓國的增長動力
| 關(guān)鍵驅(qū)動因素 | 詳 |
|---|---|
| 政府投資 | MOTIE 投資寬帶隙半導(dǎo)體研究。 |
| 電動汽車市場的擴(kuò)張 | 現(xiàn)代和起亞推進(jìn)下一代 EV 動力總成。 |
| 基于 AI 的能源管理 | 應(yīng)用 AI 提高 EV 功率模塊效率。 |
| 半導(dǎo)體創(chuàng)新 | 推出高性能的 SiC 和 GaN 模塊。 |
競爭前景
該行業(yè)有一些大公司，如 Infineon Technologies、STMicroelectronics、ON Semiconductor、Wolfspeed 和 Mitsubishi Electric，他們正在將其強(qiáng)大的基于 SiC 和 GaN 的功率模塊推向該行業(yè)，并與與高效轉(zhuǎn)換器相關(guān)的強(qiáng)大 OEM 合作伙伴關(guān)系合作。垂直整合的供應(yīng)鏈和專有的半導(dǎo)體制造以及最新的封裝技術(shù)使這成為可能。然而，新的初創(chuàng)公司和利基參與者正專注于為下一代 EV 架構(gòu)提供緊湊且功率密度豐富的解決方案。汽車制造商加快電氣化戰(zhàn)略的速度表明，對體積更小、更高效和熱優(yōu)化的功率模塊的投資將產(chǎn)生出色的未來紅利。
按公司劃分的市場份額分析
| 公司名稱 | 預(yù)計行業(yè)份額 （%） |
|---|---|
| 英飛凌科技 | 20-25% |
| 安森美半導(dǎo)體 | 15-20% |
| 意法半導(dǎo)體 | 12-16% |
| 三菱電機(jī) | 10-14% |
| Wolfspeed （Cree Inc.） | 6-10% |
| 其他公司 （合并） | 30-40% |
公司的主要產(chǎn)品和活動
| 公司名稱 | 主要產(chǎn)品/活動 |
|---|---|
| 英飛凌科技 | 開發(fā)用于 EV 牽引逆變器的高效 SiC 基功率模塊。 |
| 安森美半導(dǎo)體 | 專注于為電動傳動系統(tǒng)提供具有高壓能力的先進(jìn)功率模塊。 |
| 意法半導(dǎo)體 | 提供利用 SiC 和 GaN 的集成電源解決方案，以提高性能。 |
| 三菱電機(jī) | 在用于電動汽車應(yīng)用的高功率 IGBT 模塊和逆變器技術(shù)方面進(jìn)行創(chuàng)新。 |
| Wolfspeed （Cree Inc.） | 專注于下一代 SiC 功率半導(dǎo)體，以實現(xiàn)更高的效率和緊湊的設(shè)計。 |
主要公司洞察
英飛凌科技 （20-25%）
英飛凌憑借其尖端的碳化硅解決方案引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展，優(yōu)化逆變器性能并延長車輛續(xù)航里程，同時減少熱損失。
安森美半導(dǎo)體 （15-20%）
ON Semiconductor 專注于高能效、高壓功率模塊，可在 EV 動力總成中實現(xiàn)卓越的電池利用率并降低系統(tǒng)復(fù)雜性。
意法半導(dǎo)體 （12-16%）
意法半導(dǎo)體推動 SiC 和 GaN 功率解決方案的創(chuàng)新，確保下一代電動汽車的高速開關(guān)和更低的功率損耗。
三菱電機(jī) （10-14%）
三菱電機(jī)專注于高功率 IGBT 技術(shù)，提供耐用、高效的功率模塊，以增強(qiáng) EV 電機(jī)的控制和性能。
Wolfspeed （Cree Inc.）(6-10%)
Wolfspeed 是一種開創(chuàng)性的基于 SiC 的功率半導(dǎo)體，提供高效、緊湊的解決方案，有助于實現(xiàn) EV 的輕量化設(shè)計和改進(jìn)的能量轉(zhuǎn)換。
其他關(guān)鍵參與者（合計 30-40%）
德州儀器 （TI）
ROHM Semiconductor
日立功率半導(dǎo)體
賽米控丹佛斯
瑞薩電子
主要行業(yè)參與者
大陸集團(tuán)
羅伯特·博世有限公司
Denso Corporation
Wolfspeed （Cree Inc.）
日立汽車系統(tǒng)有限公司
三菱電機(jī)公司
意法半導(dǎo)體
安森美半導(dǎo)體
英飛凌科技
東芝公司
恩智浦半導(dǎo)體
常見問題解答
電動汽車功率模塊市場有多大？
預(yù)計到 2025 年，該行業(yè)將達(dá)到 30 億美元。
電動汽車功率模塊的銷售前景如何？
預(yù)計到 2035 年，該行業(yè)的規(guī)模將達(dá)到 258 億美元。
哪些是主要的電動汽車功率模塊公司？
該行業(yè)的主要制造商包括 Continental AG、Robert Bosch GmbH、Denso Corporation、Wolfspeed （Cree Inc.）、Hitachi Automotive Systems Ltd、Mitsubishi Electric Corporation、STMicroelectronics、ON Semiconductor、Infineon Technologies、Toshiba Corporation 和 NXP Semiconductors。
電動汽車電源模塊最常用于哪種類型的車輛？
乘用車廣泛使用這些產(chǎn)品。
哪個國家的電動汽車功率模塊市場增長最快？
美國在預(yù)測期內(nèi)的復(fù)合年增長率為 9.2%，預(yù)計將實現(xiàn)最快的增長。
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