功率半導(dǎo)體是電子裝置電能轉(zhuǎn)換與電路控制的核心，主要用于改變電子裝置中的電壓、頻率及實(shí)現(xiàn)直流交流的轉(zhuǎn)換。該行業(yè)近年來(lái)發(fā)展迅速，其應(yīng)用領(lǐng)域已從傳統(tǒng)的工業(yè)控制和消費(fèi)電子拓展至新能源、軌道交通、智能電網(wǎng)等多個(gè)市場(chǎng)，市場(chǎng)規(guī)模穩(wěn)健增長(zhǎng)。

產(chǎn)業(yè)鏈方面，功率半導(dǎo)體行業(yè)上游主要包括原材料(如硅片、鉬片等)及設(shè)備供應(yīng)商;中游為功率半導(dǎo)體器件及模塊的生產(chǎn)制造，涵蓋二極管、晶體管(如IGBT、MOSFET)、功率IC等關(guān)鍵產(chǎn)品;下游則廣泛應(yīng)用于新能源汽車、光伏、風(fēng)電、消費(fèi)電子等多個(gè)領(lǐng)域。

一、功率半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析

1.1 全球市場(chǎng)概況

功率半導(dǎo)體市場(chǎng)在全球范圍內(nèi)呈現(xiàn)穩(wěn)健增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2024-2029年功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)分析報(bào)告》顯示，全球功率半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模由2017年的441億美元增長(zhǎng)至2022年的481億美元。盡管2020年受疫情影響市場(chǎng)規(guī)模有所下降，但2021年迅速恢復(fù)至459億美元，并預(yù)計(jì)2023年將達(dá)到503億美元。這一增長(zhǎng)主要得益于物聯(lián)網(wǎng)、新能源、新一代通信網(wǎng)絡(luò)等新興行業(yè)對(duì)功率半導(dǎo)體產(chǎn)品的強(qiáng)勁需求。

1.2 中國(guó)市場(chǎng)現(xiàn)狀

作為全球最大的功率半導(dǎo)體消費(fèi)國(guó)，中國(guó)市場(chǎng)近年來(lái)對(duì)功率半導(dǎo)體的需求顯著增長(zhǎng)。自2018年以來(lái)，國(guó)內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)、新能源等行業(yè)的快速發(fā)展拉升了對(duì)上游功率半導(dǎo)體產(chǎn)品的需求。盡管2019年貿(mào)易摩擦對(duì)整體市場(chǎng)收入造成一定影響，但自2020年下半年起，國(guó)內(nèi)功率半導(dǎo)體需求呈現(xiàn)高景氣特征，疊加產(chǎn)能不足因素，供求出現(xiàn)顯著錯(cuò)配，相關(guān)功率半導(dǎo)體公司逐步提價(jià)。2022年中國(guó)功率半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)至1368.86億元，同比增長(zhǎng)4.4%，預(yù)計(jì)2023年將進(jìn)一步增長(zhǎng)至1519.36億元。

1.3 技術(shù)進(jìn)步與應(yīng)用拓展

功率半導(dǎo)體器件可用于整流(交流轉(zhuǎn)換直流)、逆變(直流轉(zhuǎn)換交流)、轉(zhuǎn)換(直流轉(zhuǎn)直流)、變頻(改變交流電頻率)、功率控制等。隨著技術(shù)的進(jìn)步，功率半導(dǎo)體已廣泛應(yīng)用于新能源汽車、光伏、風(fēng)電、儲(chǔ)能、充電樁、電網(wǎng)、鐵路、工業(yè)、電機(jī)、智能家電、消費(fèi)電子、數(shù)據(jù)中心、UPS等領(lǐng)域。特別是IGBT、MOSFET及SiC等器件，在高壓、高頻、高功率密度等應(yīng)用場(chǎng)景中展現(xiàn)出巨大潛力。

二、功率半導(dǎo)體行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局分析

2.1 全球市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局

全球功率半導(dǎo)體市場(chǎng)集中度較高，主要被海外IDM(Integrated Device Manufacturer，集成器件制造商)巨頭占據(jù)。中高端產(chǎn)品生產(chǎn)廠商主要集中在歐美、日本和我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)，大部分屬于IDM廠商。全球功率半導(dǎo)體龍頭企業(yè)英飛凌市場(chǎng)份額為13.5%，其次為德州儀器、安森美等。MOSFET市場(chǎng)和IGBT市場(chǎng)仍由英飛凌等海外廠商牢牢占據(jù)，市場(chǎng)份額占比較大，其他主要參與者也較為集中，細(xì)分市場(chǎng)只有個(gè)別國(guó)產(chǎn)廠商進(jìn)入前十。

2.2 中國(guó)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局

中國(guó)功率半導(dǎo)體市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局較為分散，市場(chǎng)集中度較低，F(xiàn)abless(無(wú)晶圓廠)和IDM廠商并存，且正在快速成長(zhǎng)。由于海外廠商不斷爭(zhēng)奪高端功率器件市場(chǎng)的份額，轉(zhuǎn)向高壓大功率以及SiC的細(xì)分賽道，部分中低端產(chǎn)品的市場(chǎng)份額釋放給國(guó)內(nèi)功率半導(dǎo)體廠商。國(guó)產(chǎn)功率半導(dǎo)體廠商正在快速崛起，不斷追趕海外龍頭的份額。從全球功率分立器件產(chǎn)業(yè)排名來(lái)看，中國(guó)功率半導(dǎo)體廠商的總營(yíng)收持續(xù)增長(zhǎng)，排名不斷上升。

2.3 IDM模式優(yōu)勢(shì)

IDM模式下，功率半導(dǎo)體廠商的設(shè)計(jì)和制造環(huán)節(jié)緊密結(jié)合，能針對(duì)客戶定制化需求來(lái)優(yōu)化設(shè)計(jì)與制造環(huán)節(jié)，產(chǎn)品驗(yàn)證周期速度快，技術(shù)迭代優(yōu)勢(shì)明顯。同時(shí)，自有產(chǎn)線可自控產(chǎn)能，保障產(chǎn)品交付能力及成本控制。這對(duì)于部分車企等下游客戶來(lái)說(shuō)，功率半導(dǎo)體廠商能否自控產(chǎn)線、保障交期成為了首要的考慮因素之一。此外，IDM廠商具有較強(qiáng)的產(chǎn)業(yè)鏈整合能力，在面對(duì)市場(chǎng)波動(dòng)的情況下應(yīng)對(duì)更為靈活，有利于擴(kuò)展整體市場(chǎng)規(guī)模，擠占市場(chǎng)份額。

三、功率半導(dǎo)體行業(yè)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)分析

3.1 技術(shù)革新與材料升級(jí)

隨著以SiC為代表的第三代半導(dǎo)體材料的快速發(fā)展，功率半導(dǎo)體行業(yè)正經(jīng)歷著從硅基到寬禁帶器件的技術(shù)革新。SiC材料具有更高的禁帶寬度、擊穿場(chǎng)強(qiáng)和導(dǎo)熱率，可顯著提高功率半導(dǎo)體的性能，降低損耗，提高開(kāi)關(guān)速度。未來(lái)，SiC材料將在新能源汽車、光伏逆變器等領(lǐng)域逐步替代傳統(tǒng)的硅基功率半導(dǎo)體器件。

3.2 應(yīng)用領(lǐng)域拓展

功率半導(dǎo)體器件的應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，從傳統(tǒng)的工業(yè)控制和消費(fèi)電子領(lǐng)域擴(kuò)展到新能源、軌道交通、智能電網(wǎng)、變頻家電等市場(chǎng)。特別是隨著新能源汽車、可再生能源等領(lǐng)域的快速發(fā)展，功率半導(dǎo)體器件的需求將持續(xù)增長(zhǎng)。此外，在數(shù)據(jù)中心、人工智能等新興領(lǐng)域，功率半導(dǎo)體器件也將發(fā)揮重要作用。

3.3 晶圓尺寸升級(jí)

為了提高性能、成本和可擴(kuò)展性，功率半導(dǎo)體行業(yè)正在經(jīng)歷晶圓尺寸的重大轉(zhuǎn)變。大多數(shù)晶圓代工廠都在12英寸晶圓上進(jìn)行先進(jìn)的BCD(Bipolar-CMOS-DMOS，雙極-互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體-雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體)開(kāi)發(fā)，并已將其成熟的BCD工藝過(guò)渡到12英寸晶圓。同時(shí)，碳化硅(SiC)技術(shù)也正從6英寸晶圓轉(zhuǎn)向8英寸晶圓，以降低成本并提高生產(chǎn)量。預(yù)計(jì)到2025年，8英寸碳化硅晶圓將占產(chǎn)量的13%以上，到2030年將占59%。

四、功率半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展前景分析

4.1 市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)

隨著物聯(lián)網(wǎng)、新能源、新一代通信網(wǎng)絡(luò)等新興行業(yè)的快速發(fā)展，以及新能源汽車、可再生能源等領(lǐng)域的強(qiáng)勁需求，功率半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模將持續(xù)增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)全球功率半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模將在未來(lái)幾年內(nèi)保持穩(wěn)定增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，中國(guó)市場(chǎng)也將繼續(xù)保持高速增長(zhǎng)。

4.2 國(guó)產(chǎn)化替代加速

在國(guó)家政策支持和市場(chǎng)需求的雙重驅(qū)動(dòng)下，中國(guó)功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)將迎來(lái)快速發(fā)展期。國(guó)產(chǎn)功率半導(dǎo)體廠商將不斷加大研發(fā)投入，提高技術(shù)水平，加速國(guó)產(chǎn)化替代進(jìn)程。特別是在中低端產(chǎn)品領(lǐng)域，國(guó)產(chǎn)功率半導(dǎo)體廠商已經(jīng)具備了一定的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，未來(lái)有望進(jìn)一步擴(kuò)大市場(chǎng)份額。

4.3 產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展

功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈包括上游原材料及設(shè)備供應(yīng)、中游生產(chǎn)制造以及下游終端系統(tǒng)應(yīng)用。未來(lái)，產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)將協(xié)同發(fā)展，形成更加緊密的合作關(guān)系。上游原材料及設(shè)備供應(yīng)商將不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低成本;中游生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)將加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)能擴(kuò)張;下游終端系統(tǒng)應(yīng)用將不斷拓展新的應(yīng)用領(lǐng)域和市場(chǎng)。

4.4 國(guó)際合作與競(jìng)爭(zhēng)并存

在全球化背景下，功率半導(dǎo)體行業(yè)將面臨更加激烈的國(guó)際合作與競(jìng)爭(zhēng)。一方面，國(guó)內(nèi)功率半導(dǎo)體廠商將積極尋求與國(guó)際領(lǐng)先企業(yè)的合作機(jī)會(huì)，共同推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步和市場(chǎng)拓展;另一方面，國(guó)內(nèi)廠商也將面臨來(lái)自國(guó)際領(lǐng)先企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)壓力，需要不斷提高自身競(jìng)爭(zhēng)力以應(yīng)對(duì)市場(chǎng)挑戰(zhàn)。

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