2025年，功率半导体五大关键趋势

2024年，功率半导体行业面临严峻挑战。汽车行业（尤其是电动汽车）需求疲软，地缘政治不确定性导致工业应用增长放缓，消费市场也举步维艰。这些挑战的出现正值许多行业参与者大举投资产能扩张之际，引发了人们对晶圆厂利用率和盈利能力的担忧。

尽管挑战重重，行业仍在积极布局，准备迎接即将到来的新机遇。

2025年功率半导体的五大关键趋势

趋势一：人工智能正在推动功率半导体的发展

生成式AI在消费和工业领域的大规模应用，正促使数据中心运营商和超大规模企业重新审视从供电系统到处理器层面的能源管理策略。要实现更广泛的市场接纳，必须实现数据中心增长与能耗及碳足迹的脱钩。

当前数据中心园区功率普遍超过100兆瓦，新建规划容量更达150吉瓦（其中60%用于生成式AI），其电力需求增速已远超电网承载能力。现场发电将愈发重要，需要构建多元化能源组合——除传统光伏和风电外，小型模块化核反应堆（SMR）和氢燃料电池都将参与供电。这一转变还将推动高容量电池储能系统（BESS）和不间断电源（UPS）需求激增。

数据中心内部，服务器机架功率正攀升至100kW以上，推动功率密度需求突破100W/立方英寸。5.5kW至12kW高功率电源（PSU）和电池备份单元（BBU）需求暴涨，催生对氮化镓（GaN）和碳化硅（SiC）等宽禁带半导体材料的迫切需求。

面对机架功率的指数级增长，业界正在探索更高效的供电方案。48V直流配电虽成主流，但±400V直流等更高电压解决方案呼声渐起，这将催生新型电源转换架构。在处理器层面，背面供电（通过加速卡背面直连供电）正成为降低损耗的新范式，为全行业提供创新竞技场。

趋势二：碳化硅正在向汽车以外的领域多元化发展

碳化硅技术早在电动汽车兴起前就已应用于工业大功率场景（如高铁），但电动汽车市场实际上推动了这项技术从小众走向主流——2024年其市场规模达35亿美元。随着晶圆产能投资加大，以及解决基面位错、栅极漏电等可靠性问题的器件架构与制程进步，650V和1200V标准产品应运而生，推动技术成本持续下降。

随着电动汽车增长放缓，产业焦点正向数据中心、直流快充、可再生能源发电存储及工业电源等领域转移。

碳化硅正在重新回到大功率应用领域，在可再生能源发电、传输和存储领域，随着系统功率提升导致配电电压升高（以降低大电流损耗），2000V碳化硅器件将支撑1500V直流母线应用，其电源转换架构较硅基方案更为简化。

趋势三：氮化镓正在为未来增长做准备

在功率半导体技术中，氮化镓凭借与碳化硅相当的电流承载能力、击穿电压和导通电阻，以及更低的电容特性脱颖而出。其超高开关速度可实现更紧凑的电源系统，加之工艺成本低、芯片尺寸小等优势，已使氮化镓器件在240W USB-C快充和USB-PD插头领域大放异彩。

尽管曾因栅极驱动设计复杂性和可靠性问题面临质疑，产业界正通过技术攻坚释放其全部潜力。当前应用已从低功率AC-DC转换扩展到10-15kW领域，涵盖AI服务器、通信设备、卫星电源及车载充电器。要进军工业应用和电动汽车逆变器市场，还需开发1200V/1700V高压器件。

趋势四：中国持续投资功率半导体

中国对碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）技术的关注，正在增强其在半导体领域的自给自足能力。战略投资正在提升其全球竞争力。

趋势五：功率半导体晶圆尺寸升级

为提升性能、降低成本，功率半导体产业正经历晶圆尺寸变革。多数代工厂将BCD先进工艺研发转向12英寸，成熟BCD工艺也跳过8英寸直接升级。IDM厂商的BCD、HCMOS、IGBT和MOSFET技术同样向12英寸迁移。预计2025年将有更多产能完成转换。

碳化硅技术正从6英寸向8英寸迈进，预计2025年8英寸占比超13%，2030年达59%；而在另一方面，氮化镓领域尚未形成统一标准，，预计2025年主流仍将维持现状。