2025年全球碳化硅功率模块市场规模、下游应用及发展趋势
思瀚产业研究院 飛速創新    2025-08-10

功率模块是由多个功率半导体芯片模块化封装而成的模块。通过集成多个芯片，功率模块可以提高系统可靠性和集成度，同时简化电路设计和安装。功率模块通常用于需要高功率密度和複杂控制的场景，例如新能源汽车、光伏逆变器和工业变频器。

全球碳化硅功率模块市场规模（按地区划分）

预计2020年至2029年，全球碳化硅功率模块市场将大幅扩张。2020年至2024年期间，销售收入从人民币29亿元增长至人民币176亿元，年複合增长率为57.5%，预计到2029年将达到人民币812亿元，年複合增长率为35.7%。从地域上看，中国市场规模从2020年的人民币8亿元增长至2024年的人民币50亿元，年複合增长率为57.8%，预计到2029年，销售收入有望达到人民币280亿元，年複合增长率为41.0%。

美国市场的销售收入从2020年的人民币6亿元增长至2024年的人民币34亿元，年複合增长率为51.7%，预计到2029年将达到人民币170亿元，年複合增长率为38.0%。其他地区合计的销售收入预计将从2024年的人民币92亿元增长至2029年的人民币362亿元，2020年至2024年的年複合增长率为59.8%，2024年至2029年的年複合增长率为31.4%。

全球碳化硅功率模块市场规模（按应用划分）

就下游应用而言，电动汽车行业是全球碳化硅功率模块市场增长的主要驱动力。2020年至2024年，电动汽车行业销售收入的年複合增长率为65.0%，预计2024年至2029年的年複合增长率将达到36.7%，为整体市场扩张做出重大贡献。工业应用对碳化硅功率模块的持续需求也对2024年至2029年全球碳化硅功率模块市场的增长起到关键作用，年複合增长率为32.1%。2020年至2024年，家用电器、超快速充电器等其他行业的销售收入年複合增长率为68.3%，预计2024年至2029年的年複合增长率将达到26.3%，这表明碳化硅功率模块的应用多样化且市场覆盖面广泛。

中国碳化硅功率模块市场规模（按应用划分）

与全球市场的发展模式相似，电动汽车行业也是中国碳化硅功率模块市场增长的关键驱动力。2020年至2024年，电动汽车细分市场销售收入的年複合增长率为64.6%，预计2024年至2029年的年複合增长率将达到42.5%，2029年将达到人民币245亿元。2020年至2024年期间，中国工业应用对碳化硅功率模块的需求持续强劲，2020年至2024年的年複合增长率为32.9%，2024年至2029年的年複合增长率为34.7%（按销售收入计算）。2020年至2024年，家用电器、超快速充电器等其他应用的年複合增长率为78.1%，预计2024年至2029年将以16.5%的年複合增长率进一步增长。

碳化硅功率模块下游应用分析

• 电动汽车行业： 碳化硅功率模块显著提升了新能源汽车的效率。与硅基IGBT相比，碳化硅功率模块可将电机驱动器的能量损耗降低70-90%，将车载充电器(OBC)的能量损耗降低40%以上，从而延长车辆续航里程并提高充电速度。在DC/DC转换器中，碳化硅功率模块可将能量损耗降低80%以上，从而提高整体电源效率。

新能源汽车的碳化硅功率器件市场正在蓬勃发展，车型数量从2019年的1款增长至2024年的200多款，销量也从30万台增长至300万台。碳化硅功率模块可提高效率、降低成本并减轻车辆重量。400V碳化硅功率器件市场的销量已从2020年的43万台跃升至2024年的近227万台。800V碳化硅功率器件的需求也在不断增长，这些器件可提供更快的充电速度和更高的效率，有望取代传统的硅基IGBT。

• 工业领域：工业领域包括光伏、电网、轨道交通、电信和基础设施。在光伏系统中，碳化硅功率模块可将转换效率提高1%-3%，并将设备尺寸缩小40%-60%；在电网领域，碳化硅功率模块可减少元件数量和系统複杂性，从而提高电能质量；在铁路行业，可将能耗降低10%以上，并降低噪音和温度；在电信和基础设施领域，可构建更高效的电源，从而提高功率密度和转换效率。

• 其他行业：其他行业包括电动垂直起降(eVTOL)飞机、人形机器人、家用电器和超快速充电器。在电动垂直起降飞机中，碳化硅功率模块将提高飞行效率和安全性。通过使用碳化硅功率模块，人形机器人和微型机器人可受益于更高的开关频率和更低的功率损耗，从而实现更精确、更灵活的移动；家用电器可受益于更高的功率密度和更少的散热器，从而实现更小、更高效的设备；新能源汽车超快速充电器利用碳化硅的高稳定性和宽工作温度范围，提供更快、更稳定的充电解决方案。

全球及中国功率模块市场的主要驱动因素

传统硅基功率模块在性能提升方面遭遇瓶颈。与碳化硅功率模块相比，硅基功率模块的物理极限（例如最大带隙能量）限制了其有效处理更高电压、频率和温度的能力。这会导致更大的能量损失和更低的散热效率，而这些都是电动汽车、光伏储能和铁路运输等高性能应用中的关键问题。例如，在电动汽车领域，与硅基IGBT功率模块相比，电机驱动系统中使用的碳化硅功率模块可将整体能源利用效率提高9%。因此，凭藉优异的特性，碳化硅功率半导体模块日益受到青睐，能够在这些要求严苛的下游环境中实现更好的性能、更高的效率和更可靠的运行。

下游应用推动全球碳化硅功率模块行业增长。以电动汽车和光伏为代表的下游应用市场快速发展，是全球碳化硅功率模块行业发展的关键驱动因素。电动汽车领域在2020年至2024年期间的年複合增长率高达65.1%，而预计于2024年至2029年期间仍将保持38.4%的显著增速。与此同时，光伏+ESS领域也展现同样的发展势头，同期年複合增长率分别为39.0%和28.4%。电动汽车的普及趋势在中国尤为明显。

全球范围内，2024年电动汽车的渗透率（按电动汽车销量佔汽车总销量的比例计算）为19.2%。相比之下，2024年中国电动汽车渗透率为40.9%。该趋势主要受政府激励措施、严格的排放法规以及消费者更青睐环保交通工具推动。具体而言，中国实施日益严格的汽车排放标准，例如最近实施的国六b排放标准。这些严格的标准推动了电动汽车的广泛应用，进而刺激对用于新能源汽车动力系统以提高效率和性能的碳化硅功率模块的需求。可再生能源的推动，以及对高效能源存储和转换解决方案的需求，使得碳化硅成为光伏行业不可或缺的材料。

与传统硅基模块相比，碳化硅功率模块具有更高的效率、更快的开关速度和更佳的热管理，这对于光伏系统的效率至关重要。此外，智能电网的扩张以及对更高效、更可靠的配电系统的需求进一步刺激了对碳化硅功率模块的需求。因此，全球碳化硅功率模块行业正经历显著增长，市场领先者纷纷投入研发，以提高碳化硅功率模块的性能并降低其生产成本，使其更容易获得更广泛的应用。

政策扶持。中国碳化硅功率器件行业发展势头强劲，主要得益于一系列国家扶持政策。工业和信息化部（工信部）于2024年1月发佈《关于推动未来产业创新发展的实施意见》等政策。该政策专门针对推动碳化硅等尖端半导体材料的创新应用。早在2023年，工信部就通过《制造业可靠性提升实施意见》和《电子信息制造业2023 – 2024年稳增长行动方案》，强调建立行业标准，提高碳化硅等宽禁带半导体功率器件的可靠性。

这些举措旨在建立更稳健可靠的半导体产业，从而促进整个行业的创新和质量提升。此外，全国人民代表大会于2021年3月发佈的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中的战略规划，进一步强化了宽禁带半导体的发展重点。该规划不仅强调了碳化硅技术的重要性，而且与国家经济增长和技术自给自足的宏伟目标相契合。这些举措提供了清晰的政策框架和方向，有力推动了碳化硅功率器件行业的发展，确保其始终处于技术创新的前沿，并满足电子和电力电子领域各种应用日益增长的需求。

生产工艺不断进步，良率提高，产品性能和可靠性提升。全球和中国碳化硅功率模块行业正受到生产工艺不断改进的推动，这些工艺显著提高了良率、产品性能和可靠性。材料生长、晶圆制造和器件制造方面的创新降低了缺陷密度，优化了生产效率，从而提高了碳化硅衬底和元件的质量。这些改进使碳化硅功率模块能够实现卓越的性能指标，例如更高的效率、更快的开关速度和更高的热稳定性，使其在大功率应用中更具竞争力。

全球及中国功率模块市场趋势

上游价格下降提高下游应用的渗透率。全球碳化硅功率模块行业目前上游价格正在下降，主要是由于上游原材料成本的降低。该成本优势使制造商能够提供价格更具竞争力的碳化硅模块，这反过来又加快了其于各种下游应用中的渗透率。因此，电动汽车、光伏及轨道交通等行业越来越多地採用碳化硅模块，因为其具有卓越的性能及成本效益。

涵盖从芯片设计、制造和封装到模块封装和测试的IDM模式崛起。全球及中国碳化硅功率模块行业的一个显著趋势是IDM模式成为主流。该模式涵盖整个价值链，包括芯片设计、晶圆制造、模块封装和测试。通过垂直整合这些流程，IDM可以加强对产品质量的控制，加快开发週期，并更有效地管理供应链。这种方法在快速发展的碳化硅功率模块市场尤其有利，因为技术创新和规模经济对于保持竞争力至关重要。

国产化趋势加快。在中国，碳化硅功率模块市场的国产替代趋势明显，生产本地化进程正在加快。2023年，中国半导体材料整体国产化率约为15%，其中晶圆制造材料国产化率接近15%，封装材料国产化率接近30%。这种转变的特点是，与进口替代品相比，国产碳化硅功率模块的市场吸引力日益增强。此外，中国制造商正以更大的规模直接向海外客户出口，并快速响应市场需求。政府激励措施、技术进步以及在关键技术领域提高自给自足能力的战略推动了这一趋势。因此，中国企业在碳化硅功率模块行业的市场份额预计将大幅扩大，从而减少对外国供应商的依赖，增强国内产业的应变能力。

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