电力电子市场规模将超过650亿美元 宽禁带半导体驱动增长。电力电子应用领域的原始设备制造商对电力电子元件的效率和功率密度提出了更高要求，同时坚持高可靠性和器件小型化。为实现这些目标，宽禁带半导体如碳化硅和氮化镓在电力电子市场得到广泛应用。这些半导体支持更高电压运行，适用于数据中心、电动汽车和可再生能源等领域的新型电源架构。
未来十年，电力电子产品的需求预计将快速增长，主要得益于电动汽车和数据中心需求的增长。据预测，到2036年，电力电子市场规模将超过650亿美元，未来十年复合年增长率将达到10%。
过去二十年，硅IGBT一直是牵引逆变器、车载充电器和DC-DC转换器领域的主要功率器件。然而，宽禁带技术如碳化硅MOSFET在电动汽车电力电子市场中占据了越来越大的份额。预计到2036年，碳化硅MOSFET将在电动汽车牵引逆变器以及车载充电器和DC-DC转换器市场占据大部分份额。其高温运行、更快的开关速度和更小的尺寸不仅提高了效率，还减轻了重量和体积，提升了电动汽车的续航里程和性能。
氮化镓在电动汽车领域具有巨大潜力，但其发展取决于在电动汽车环境中长期可靠性的证明，以及在800V电动汽车电源架构中高电压下工作的能力。
自2023年人工智能广泛应用以来，数据中心行业发生了巨大变化。复杂的人工智能模型需要更强的计算能力，促使新一代人工智能芯片快速发展，而这些芯片的功耗也更高。这要求数据中心电力电子行业做出调整以支持未来几代人工智能的训练。
宽禁带半导体预计将在数据中心电源单元及负载点电源转换领域得到更广泛的应用。SiC和GaN更高的开关频率和击穿电压使其能在更小的尺寸下实现更强大、高效的电源转换器件，同时保持所需的可靠性。未来几年，数据中心电源架构将从交流供电转向800VDC（高压直流）架构，简化电力电子设备，减少电源转换级数和故障点，提高整体效率，并有望在本十年末实现1MW机架的目标。
尽管风能电力电子在整个电力电子市场中所占份额相对较小，但它与电动汽车和数据中心行业形成鲜明对比。由于风能电力电子器件需要更高的功率等级、更严苛的运行环境且一旦发生故障损失巨大，因此该行业一直对采用新型宽禁带技术持谨慎态度，倾向于选择久经考验、可靠性高的硅技术。通过追踪风电OEM厂商与碳化硅供应商的合作关系，IDTechEx预测未来十年风电电子行业将稳步采用碳化硅。碳化硅在风电行业的应用标志着宽禁带技术的一次变革，在严苛环境下的长期可靠性已得到充分验证，足以将其应用范围扩展到可再生能源领域。
电力电子创新在不同行业中呈现出截然不同的面貌，从对功率密度要求极高的人工智能数据中心到成本压力和可靠性至关重要的风力涡轮机功率转换器。由于应用领域迥异却又相互关联，必须采取跨行业的方法，才能了解一个领域的创新如何影响其他领域。
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