本文來源：智東西

功率半導(dǎo)體應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，下游需求旺盛帶動(dòng)功率半導(dǎo)體市場規(guī)模持續(xù)增長。新能源車滲透率提升帶動(dòng)功率半導(dǎo)體需求增長，預(yù)計(jì) 2025 年中國新能源汽車用功率半導(dǎo)體市場規(guī)模將達(dá) 104 億元。

配套充電樁數(shù)量增長疊加快速充電需求驅(qū)動(dòng)充電樁功率提升，預(yù)計(jì) 2025 年充電樁用功率半導(dǎo)體市場空間將達(dá) 35 億元。新能源發(fā)電市場規(guī)模持續(xù)擴(kuò)張，預(yù)計(jì) 2025 年光伏逆變器用功率半導(dǎo)體市場空間約為 44 億元。

5G 時(shí)代，基站數(shù)量擴(kuò)充且功率提升，疊加云計(jì)算、霧計(jì)算擴(kuò)容，加大功率半導(dǎo)體使用需求。家電變頻化& 消費(fèi)電子快充化，驅(qū)動(dòng)功率半導(dǎo)體用量進(jìn)一步增加。

據(jù) Omdia 預(yù)測，全球功率半導(dǎo)體市場規(guī)模將從 2020 年的 430 億美元增至 2024 年的 525 億美元，復(fù)合增速約為 5%。

下游需求旺盛驅(qū)動(dòng)功率半導(dǎo)體市場規(guī)模增長

1、功率半導(dǎo)體用途廣泛，市場空間廣闊

功率半導(dǎo)體用途廣泛 。功率半導(dǎo)體為可起到功率轉(zhuǎn)換、功率放大、功率開關(guān)、線路保護(hù)和整流等作用，其下游應(yīng)用十分廣泛，幾乎用于所有的電子制造行業(yè)，傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域包括消費(fèi)電子、網(wǎng)絡(luò)通信、電子設(shè)備等產(chǎn)業(yè)。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展及技術(shù)工藝的不斷進(jìn)步，新能源汽車及充電樁、智能裝備制造、物聯(lián)網(wǎng)、新能源發(fā)電、軌道交通等新興應(yīng)用領(lǐng)域逐漸成為功率半導(dǎo)體的重要應(yīng)用市場，帶動(dòng)功率半導(dǎo)體需求快速增長。

功率半導(dǎo)體 按類型可分為二極管、晶閘管、晶體管 。

1）功率二極管結(jié)構(gòu)簡單，有單向?qū)щ娦?，廣泛用于消費(fèi)電子中。

2）晶閘管體積小、可靠性高，多用于高壓直流輸電、軌道交通。

3）晶體管可進(jìn)一步分類為 BJT\MOSFET\IGBT。BJT 有低導(dǎo)通壓降特性，有電流放大和開關(guān)的作用，常用于家電和開關(guān)電路。MOSFET 有易于驅(qū)動(dòng)、頻率超高的特點(diǎn)，主要應(yīng)用于手機(jī)充電器、移動(dòng)電源、車載導(dǎo)航等。

IGBT 兼具 MOSFET 的高輸入阻抗和雙極型三極管 BJT 的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)，開關(guān)速度高，易于驅(qū)動(dòng)，頻率高，損耗低，常用于 600V 以上的大功率裝置，如電動(dòng)汽車充電樁、逆變器等。

▲功率半導(dǎo)體的應(yīng)用領(lǐng)域

▲功率半導(dǎo)體 按類型分類

全球及中國功率半導(dǎo)體市場空間廣闊 。近年來，受益于社會(huì)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)水平的進(jìn)步以及應(yīng)用領(lǐng)域的拓寬，功率半導(dǎo)體的市場空間穩(wěn)步增長。2020 年全球功率半導(dǎo)體市場空間約為 430 億美元，據(jù) Omdia 預(yù)測到 2024 年將進(jìn)一步增長至約 525 億美元，未來 4 年 CAGR約為 5%。

另據(jù) IHS 數(shù)據(jù)顯示，2018 年中國功率半導(dǎo)體市場空間約為 138 億美元，占全球市場份額的 35%，預(yù)計(jì) 2021 年中國功率半導(dǎo)體市場空間將增至 159億美元，CAGR 約為5%。

▲全球功率半導(dǎo)體市場空間 （億美元）▲中國功率半導(dǎo)體市場空間（億美元）

汽車電子、工業(yè)電子 、消費(fèi)電子是功率半導(dǎo)體的主要應(yīng)用領(lǐng)域。從全球功率半導(dǎo)體的下游應(yīng)用領(lǐng)域占比來看，2019 年汽車電子占比最多，達(dá) 35.4%，工業(yè)電子、消費(fèi)電子的占比分別為 26.8%和 13.2%，是第二、第三大應(yīng)用領(lǐng)域。從中國功率半導(dǎo)體的下游應(yīng)用領(lǐng)域來看，2019 年在汽車電子同樣占比最多達(dá) 27.4%、其次是消費(fèi)電子、工業(yè)和電力，占比分別為 23.1%和 18.6%。

▲2019 年全球功率半導(dǎo)體下游應(yīng)用領(lǐng)域占比▲2019 年中國功率半導(dǎo)體下游應(yīng)用領(lǐng)域占比

2、新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展提振功率半導(dǎo)體需求

政策、市場雙導(dǎo)向，推動(dòng)新能源汽車景氣度上行。政策方面，多國二氧化碳限排政策、新能源汽車補(bǔ)貼政策雙管齊下，以應(yīng)對(duì)全球氣候變暖壓力，汽車電動(dòng)化路線愈加明顯。在歐盟，ACEA 汽車溫室氣體排放協(xié)議規(guī)定，到 2030 年以前，汽車二氧化碳排放量需低于每公里 59 克。

根據(jù)英飛凌測算，歐盟新能源汽車滲透率將在 2030 達(dá)到 40%。在中國，《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021—2035年）》提出新能源汽車發(fā)展愿景，計(jì)劃到2025年，國內(nèi)新能源汽車滲透率達(dá)到 20%。

▲全球主要國家二氧化碳排放管理與發(fā)展

汽車電動(dòng)化大勢所趨，功率半導(dǎo)體面臨新的增長機(jī)遇。以電力系統(tǒng)作為動(dòng)力源的新能源汽車，對(duì)電子元器件功率管理，功率轉(zhuǎn)換能力提出了更高的要求。在傳統(tǒng)汽車中，功率半導(dǎo)體主要應(yīng)用于車輛啟動(dòng)，發(fā)電和安全領(lǐng)域，低壓低功率電子元器件即可滿足其工作需求。而在新能源汽車中，電池輸出的高電壓需要進(jìn)行頻繁的電壓變換，電流逆變。這些電路大幅提高了汽車對(duì) IGBT 、MOSFET、 雙極晶體管 、二極管的需求，從而提升了單車功率半導(dǎo)體價(jià)值。

▲純電動(dòng)汽車結(jié)構(gòu)圖

預(yù)計(jì) 2025 年中國新能源汽車用功率半導(dǎo)體市場規(guī)模將達(dá) 104 億元。乘聯(lián)會(huì)預(yù)計(jì) 2025年中國汽車銷量將達(dá) 2400 萬輛，若新能源汽車滲透率能夠達(dá)到規(guī)劃提出的 20%，則 2025年新能源汽車銷量預(yù)計(jì)將達(dá)到 480 萬輛。

根據(jù)英飛凌最新統(tǒng)計(jì)，全電池電動(dòng)車（BEV）和全插電混合電動(dòng)車（PHEV）中功率半導(dǎo)體平均價(jià)值約為 330 美元。如果不考慮我國新能源汽車中占比較小的輕混電動(dòng)車、燃料電池電動(dòng)車，預(yù)計(jì)中國新能源汽車功率半導(dǎo)體市場空間將在 2025 年達(dá)到 104 億元人民幣。

▲中國汽車 、 新能源汽車銷量測算（萬輛）▲中國新能源汽車功率半導(dǎo)體市場空間測算

電動(dòng)車充電樁需求提升也將帶動(dòng)功率半導(dǎo)體需求增長 。未來新能源汽車的普及也必將推動(dòng)充電樁需求的提升，且隨著應(yīng)用場景的優(yōu)化，快充將成必然需求，帶動(dòng)充電樁功率提升。而 IGBT 等功率半導(dǎo)體器件在是充電樁電源模塊必不可少的部分。隨著充電樁數(shù)量和功率的提升，相應(yīng)的功率半導(dǎo)體市場空間將進(jìn)一步擴(kuò)大。

▲新能源電動(dòng)汽車直流充電樁控制電路圖▲新能源電動(dòng)汽車交流電樁控制電路圖

IGBT 約占充電樁 20% 的成本，預(yù)計(jì) 2025 年充電樁 IGBT 市場空間達(dá)將達(dá) 35 億元 。我國汽車充電設(shè)施的保有量隨著新能源汽車市場的發(fā)展不斷提升。2019 年中國新能源汽車保有量 418.12 萬輛，充電樁保有量 122 萬座，車樁比約為 3.4：1。

其中公共交流電充電樁交 30 萬座，公共直流電充電樁 22 萬座，私人充電樁 70 萬座。由于直流電充電樁功率高，充電速度快，更能夠滿足消費(fèi)者需求，在未來有更高的提升空間。

從目前看來，新能源汽車報(bào)廢周期在 8-10 年之間，按前述測算，2025 年新能源汽車保有量將達(dá)到 1847 萬輛，隨著新基建的推進(jìn)，假設(shè)到 2025 年車樁比提升至 3：1，可推算出 2025 年充電樁保有量約為 615 萬個(gè)，由于新基建側(cè)重公共充電樁的建設(shè)，到 2025年，公共車樁比例有望到達(dá) 50%。

目前市場上公共直流電充電樁成本約為 4 萬元，公共交流電充電樁成本約 0.5 萬元，私人交流電充電樁成本約 0.3 萬元，IGBT 在充電樁中的成本約為 20％，我們預(yù)計(jì)充電樁用功率半導(dǎo)體市場空間將在 2025 年達(dá)到 35 億元。

▲中國充電樁保有量與測算（萬輛）▲中國充電樁 IGBT 市場空間測算

3、新能源發(fā)電裝機(jī)量持續(xù)增長，帶動(dòng)功率半導(dǎo)體需求

功率半導(dǎo)體是光伏逆變器中的核心器件 。光伏發(fā)電系統(tǒng)由太陽能電池陣列、蓄電池、逆變器組件、控制器和交流/直流負(fù)載組成。因?yàn)樘柲茈姵禺a(chǎn)生的電能為直流電，要將發(fā)出來的電回饋給電網(wǎng)，就需要將直流電通過光伏逆變器轉(zhuǎn)換為電網(wǎng)要求的 220V、50HZ 的交流電。

光伏逆變器中，功率半導(dǎo)體模組，分立器件起到提高轉(zhuǎn)換效率、降低系統(tǒng)散熱片的尺寸、提高相同電路板上的電流密度作用。

▲采用全橋拓?fù)浼軜?gòu)的光伏逆變器電路▲光伏逆變器成本結(jié)構(gòu)占比

預(yù)計(jì) 2025 年光伏逆變器用功率半導(dǎo)體市場空間約為 44 億元。以光伏發(fā)電為例，新增裝機(jī)和逆變器更換都將帶來功率半導(dǎo)體的需求增長，根據(jù) Trend Force 預(yù)測，2025 年光伏逆變器出貨量將達(dá) 327GW。

光伏發(fā)電設(shè)備的逆變器可選擇組串式逆變器、集中式逆變器和集散式逆變器，根據(jù) CIPA 測算，2019 年上述三類逆變器的加權(quán)平均成本大約為 0.2元/W，2025 年有望降至 0.15 元/W。假設(shè)光伏逆變器成本中，功率半導(dǎo)體的占比在 9%左右，預(yù)計(jì) 2025 年光伏逆變器功率半導(dǎo)體市場空間約為 44 億元。

4、5G 時(shí)代四大場景， 驅(qū)動(dòng)功率半導(dǎo)體需求提升

場景一 ，受益于 5G 基站數(shù)量提升帶動(dòng)功率半導(dǎo)體需求增長。為傳輸更大量的信息，5G 傳輸信號(hào)所用電磁波比 4G 有更高的頻率，這導(dǎo)致電磁波穿透能力降低，信號(hào)衰減速度加快。為保證通訊信號(hào)暢通，5G 基站的覆蓋密度必須高于 4G 基站，因此基站數(shù)量將保持上升趨勢。截至目前，我國三大運(yùn)營商 4G 基站數(shù)量合計(jì) 314 萬座，若想達(dá)到 4G 一樣的信號(hào)覆蓋范圍，5G 基站的數(shù)量將會(huì)是 4G 的 2 到 3 倍。更多的基站建設(shè)為功率半導(dǎo)體的需求帶來了更大的空間。

▲帶動(dòng)功率半導(dǎo)體增長的四個(gè) 5G 場景

場景二， 毫米波、Massive MIMO 等技術(shù)應(yīng)用提升單個(gè)基站功率半導(dǎo)體價(jià)值量。為實(shí)現(xiàn)大帶寬，低延時(shí)網(wǎng)絡(luò)傳輸，5G 通信使用了毫米波、Massive MIMO 等技術(shù)。目前工信部為三大運(yùn)營商發(fā)放的 5G 牌照中，頻譜均在 2GHz 以上，隨著 5G 商用化程度提升，未來 5G 信號(hào)頻譜可能將進(jìn)入毫米波時(shí)代，提高基站的發(fā)射功率將成為運(yùn)營商不得不面臨的問題。

MIMO 是指通過多個(gè)天線發(fā)送、接受信號(hào)。在固定信號(hào)頻率和發(fā)射功率的條件下，天線數(shù)量越多，系統(tǒng)信道容量越高，信號(hào)覆蓋范圍越廣。據(jù)英飛凌統(tǒng)計(jì)，4G 基站中使用的 4T4RMIMO 中，功率半導(dǎo)體價(jià)值約為 25 美元，5G 基站中使用的 Massive MIMO 中，功率半導(dǎo)體價(jià)值將提升至 100 美元。

▲不同通信制式下基站耗電量對(duì)比圖▲5G MIMO 功率半導(dǎo)體用量對(duì)比

場景三：5G 數(shù)據(jù)爆發(fā)式增長，云服務(wù)數(shù)據(jù)中心擴(kuò)容帶來功率半導(dǎo)體需求提升。5G 時(shí)代，更高的傳輸速率伴隨著更大的瞬時(shí)數(shù)據(jù)量，蜂窩網(wǎng)絡(luò)傳輸承載能力的提升將對(duì)手機(jī)功率半導(dǎo)體提出更高的要求。此外，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將帶來更多終端設(shè)備，要儲(chǔ)存這些設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)，云服務(wù)數(shù)據(jù)中心必將提高其存儲(chǔ)容量、運(yùn)算速度，這些建設(shè)將有效帶動(dòng) AC/DC，DC/DC 等電源管理模塊的需求。

場景四：霧計(jì)算為功率半導(dǎo)體帶來增量市場。云計(jì)算是裝配了大量服務(wù)器，存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)中心提供的服務(wù)，由于其不能支持高移動(dòng)性終端設(shè)備、不支持地理位置信息等因素，霧計(jì)算應(yīng)運(yùn)而生。采用分布式架構(gòu)的霧計(jì)算更接近網(wǎng)絡(luò)邊緣，它將數(shù)據(jù)處理，應(yīng)用程序集中在例如路由器，機(jī)頂盒之類的網(wǎng)絡(luò)邊緣設(shè)備中，這些設(shè)備的增加將帶動(dòng)功率半導(dǎo)體的用量提升。

5、消費(fèi)電子為功率半導(dǎo)體帶來巨大增量

手機(jī)快充 化提 升 功率半導(dǎo)體 的 需求。隨著人們對(duì)手機(jī)充電效率要求的提高，快充模式成為主要的發(fā)展方向?？斐涞闹饕硎翘岣叱潆婋妷夯虺潆婋娏饕赃_(dá)到高功率充電的目的，這一過程中需要 MOSFET 起到同步整流的作用，從而保證高電壓充電的安全。GaN基 MOSFET 是目前快充功率半導(dǎo)體的發(fā)展趨勢，它可以使充電器減少發(fā)熱，縮小充電器體積。

預(yù)計(jì) 2022 年全球有線充電器市場空間 1081 億元，快充占比將達(dá)到 91.2%，市場空間達(dá) 986 億元。據(jù)奧?？萍颊泄蓵袦y算，快速充電器中半導(dǎo)體材料成本占比約為 12%，預(yù)計(jì) 2022 年全球快充功率半導(dǎo)體市場空間約為 118.32 億元。

▲快速充電器電路示意圖

家電變頻化，核心器件功率半導(dǎo)體需求增加。家電變頻是通過 IGBT，MOSFET，晶閘管等功率半導(dǎo)體改變家電的供電頻率 ，從而調(diào)節(jié)負(fù)載，起到降低功耗，減小損耗的作用。以空調(diào)為例，相比定頻空調(diào)，變頻空調(diào)避免了壓縮機(jī)的頻繁開啟，可節(jié)約 15%-30%的電量。

得益于節(jié)能、高效等屬性，變頻家電滲透率將在未來得到快速提升，從而帶動(dòng)功率半導(dǎo)體的需求。據(jù) 英飛凌測算，定頻家電功率半導(dǎo)體價(jià)值量約為 0.7 歐元，而在變頻家電內(nèi)價(jià)值量約為 9.5 歐元，相比提升超過 12 倍。

預(yù)計(jì)到 2022 年 年 變頻 家電用功率半導(dǎo)體市場空間 將至 增至 462 億元。根據(jù) IHS 統(tǒng)計(jì)，2017 年全球家電銷量約為 7.11 億臺(tái)，其中可變頻家電銷量為 2.44 億臺(tái)，占比為 34%。預(yù)計(jì)到 2022 年可變頻家電銷量將達(dá)到 5.85 億臺(tái)，占比達(dá)到 65%。變頻家電 17-22 年銷量CAGR 為 19.1%。我們根據(jù)以上數(shù)據(jù)進(jìn)行測算，預(yù)計(jì)到 2022 年變頻家電用功率半導(dǎo)體市場空間增長至 432 億元。（備注：按 1 歐元等于 7.78 元人民幣匯率測算）。

▲單機(jī)家電平均功率半導(dǎo)體使用量 （歐元）▲ 全球家電出貨量（百萬臺(tái)）

晶圓代工產(chǎn)能緊張， 有望帶動(dòng)功率半導(dǎo)體價(jià)格上漲

8 英寸晶圓需求大增 ，加劇產(chǎn)能緊張 。目前大部分功率半導(dǎo)體器件已從原先的 6 英寸晶圓生產(chǎn)線轉(zhuǎn)移至 8 英寸生產(chǎn)線，同時(shí)分立器件，MEMS，模擬芯片等半導(dǎo)體產(chǎn)品也將大部分生產(chǎn)線轉(zhuǎn)移至 8 英寸廠。

今年一季度以來“宅經(jīng)濟(jì)”推動(dòng)電腦、平板類產(chǎn)品需求增長，三季度以來，汽車、家電市場景氣度持續(xù)回暖，疊加 5G、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)自動(dòng)化等產(chǎn)業(yè)持續(xù)推進(jìn)，大幅拉動(dòng)了功率半導(dǎo)體需求的增長，再加上芯片廠商因供應(yīng)鏈安全需要提高安全庫存，使得晶圓廠產(chǎn)能持續(xù)處于滿產(chǎn)狀態(tài)，加劇了 2018 年以來 8 英寸晶圓廠的產(chǎn)能緊張。

代工廠商 8 英寸 產(chǎn)能利用率接近滿載。由于下游需求強(qiáng)勁，各大晶圓代工廠商 8 英寸廠接近滿載。世界先進(jìn)，華虹宏力 2020Q3 產(chǎn)能利用率均超過 100%，聯(lián)電，中芯國際產(chǎn)能利用率也處在 95%的高位附近。工廠已經(jīng)超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，供貨期也相應(yīng)延長，以功率器件IGBT 為例，當(dāng)前的供貨期遠(yuǎn)高于 IGBT 正常 7-8 周的供貨期。英飛凌、安森美、Microsemi等 IGBT 供應(yīng)商 2020Q1 的供貨期已達(dá) 13-30 周。

▲ 部分8 英寸晶圓代工廠產(chǎn)能利用率

8 英寸產(chǎn)能緊張短期內(nèi)較難緩解 。晶圓代工廠近年來的新建產(chǎn)能主要為12英寸產(chǎn)線，新 8 英寸生產(chǎn)線建設(shè)步伐緩慢。2019 年全球 8 英寸晶圓廠仍舊少于 200 座。雖然根據(jù)SEMI 預(yù)測，由于移動(dòng)通訊、物聯(lián)網(wǎng)等需求的增長，2022 年 8 英寸晶圓廠產(chǎn)能預(yù)計(jì)將增加70 萬片/月，占現(xiàn)有產(chǎn)能的 12%，使全球 8 英寸晶圓產(chǎn)能達(dá)到 650 萬片/月。但根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，新建晶圓廠從建設(shè)規(guī)劃到投產(chǎn)往往需要 2 年左右的時(shí)間，短期內(nèi)較難解決產(chǎn)能緊張的困境。

▲全球 8 英寸廠和 12 英寸廠數(shù)量變化 （座）

功率半導(dǎo)體價(jià)格有望上漲。由于 8 英寸晶圓需求大增，代工廠產(chǎn)能利用率處在高位，且受疫情影響，海外規(guī)模較大的晶圓廠和封測廠陸續(xù)宣布停產(chǎn)，意法半導(dǎo)體罷工造成全球半導(dǎo)體缺貨嚴(yán)重。而且 8 英寸新產(chǎn)能投產(chǎn)也需時(shí)間和產(chǎn)能爬坡期，預(yù)計(jì)當(dāng)前 8 英寸晶圓產(chǎn)能緊張短期內(nèi)仍將持續(xù)，近期部分代工廠已宣布對(duì)部分 8 英寸晶圓客戶提高價(jià)格。

聯(lián)電通過法說會(huì)證實(shí)了目前部分晶圓代工廠 8 英寸晶圓漲價(jià)的信息，并考慮調(diào)高 2021 年第一季度價(jià)格。世界先進(jìn)目前也正在與客戶商談 8 英寸晶圓代工價(jià)格上漲的事宜。預(yù)計(jì) 8 英寸晶圓代工的漲價(jià)情況將向下游傳導(dǎo)，以 8 英寸晶圓為主要應(yīng)用平臺(tái)的功率半導(dǎo)體價(jià)格有望上漲。

性能優(yōu)勢& 成本下降，第三代半導(dǎo)體材料加速滲透

1、功率半導(dǎo)體國產(chǎn)化率較低，主要集中在高端領(lǐng)域

國內(nèi)功率半導(dǎo)體市場空間巨大 ，但國產(chǎn)化率較低。2018 年中國功率半導(dǎo)體市場空間達(dá)到 138 億美元，占全球市場份額的 35%。但功率半導(dǎo)體國產(chǎn)化程度較低，據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)顯示，2017 年我國功率半導(dǎo)體國產(chǎn)化率低于 50%，其中 IGBT 單管、MOSFET的國產(chǎn)化率不到 40%。

▲2017 年功率半導(dǎo)體各器件國產(chǎn)化率

全球功率半導(dǎo)體前 8 大 廠商均為海外公司 。2018 年全球功率半導(dǎo)體前 5 大廠商市占率合計(jì)為 43.5%，競爭格局較為分散。第一名為德國英飛凌，占比 18.6%，美國安森美，歐洲的意法半導(dǎo)體分列第二、第三名。全球前 8 大功率半導(dǎo)體廠商均為海外公司。

▲2018 年全球功率半導(dǎo)體分立器件及模組的競爭格局

中低端產(chǎn)品國內(nèi)廠商已實(shí)現(xiàn)大量出口 ， 但高端產(chǎn)品領(lǐng)域份額依然較低。當(dāng)前二極管等低端功率半導(dǎo)體的國內(nèi)企業(yè)市場份額較高，而市場份額較大的中高端產(chǎn)品較大程度上仍然依賴進(jìn)口。由于二極管工藝相對(duì)簡單，技術(shù)壁壘較低，國內(nèi)廠商已基本完成國產(chǎn)替代。我國自 2014 年起，每年二極管出口數(shù)量均超過進(jìn)口數(shù)量。預(yù)計(jì)國內(nèi)功率半導(dǎo)體廠商憑借成熟的工藝和成本優(yōu)勢，未來仍將保持較大的市場份額。

▲ 中國二極管及類似半導(dǎo)體器件進(jìn)出口情況

高端產(chǎn)品領(lǐng)域市場集中度高 ，前十名幾乎均為海外企業(yè)。MOSFET 和 IGBT 作為功率半導(dǎo)體中相對(duì)高端的產(chǎn)品，由于其技術(shù)門檻較高，競爭格局集中，2018 年全球 CR5 市占率合計(jì)均超過 60%。IGBT 市場份額前十廠商均為海外廠商，而 MOSFET 市場份額前十廠商除第八名安世半導(dǎo)體（聞泰科技子公司）為國內(nèi)公司外，其它均為海外廠商。

▲2018 年 年球 全球 IGBT 分立器件市場格局▲2018 年 年球 全球 MOSFET 分立器件市場格局

當(dāng)前國內(nèi)功率半導(dǎo)體廠商營收體量較低，未來收入增長空間巨大。2019 年英飛凌、安森美在中國區(qū)的營收分別為 167.5、99.4 億人民幣。而國內(nèi)功率半導(dǎo)體營收規(guī)模較大的華潤微、揚(yáng)杰科技 2019 年的營收為 22.7 和 20.1 億人民幣，僅為英飛凌中國區(qū)營收的 13%左右，其他國內(nèi)功率半導(dǎo)體企業(yè) 2019 的營收僅為英飛凌中國區(qū)營收的 3%~5%?？梢姡?dāng)前國內(nèi)功率半導(dǎo)體廠商營收體量較低，但展望未來來看，收入增長空間巨大。

▲2019 年國內(nèi)功率半導(dǎo)體廠商營收（億人民幣）

2、功率半導(dǎo)體技術(shù)迭代較慢& 政策支持助力國內(nèi)廠商份額提升

較慢的迭代頻率和較長的產(chǎn)品生命周期給國內(nèi)功率半導(dǎo)體廠商有利的追趕契機(jī)。邏輯芯片追求先進(jìn)制程，技術(shù)升級(jí)周期較短一般為 1-2 年。快速的升級(jí)迭代使得國內(nèi)廠商追趕難度較大，而功率半導(dǎo)體的生命周期長達(dá) 5-10 年。

以英飛凌為例，英飛凌已于 2018 年底推出第 7 代 IGBT 產(chǎn)品，較第 4 代產(chǎn)品面積減少 25%，成本和功耗也進(jìn)一步降低。但市場主流仍是其第四代 IGBT 產(chǎn)品，該產(chǎn)品于 2007 年發(fā)布。據(jù)英飛凌數(shù)據(jù)顯示，其 IGBT3和 IGBT4 在進(jìn)入市場后 10 年內(nèi)收入持續(xù)增長，且預(yù)計(jì)增長趨勢仍將維持。功率半導(dǎo)體較慢的迭代速度和較長的產(chǎn)品生命周期給了國內(nèi)廠商有利的追趕契機(jī)。

▲英飛凌各代 IGBT 產(chǎn)品進(jìn)入市場后收入變化情況

功率半導(dǎo)體技術(shù)難度相對(duì)較低， 投資強(qiáng)度相對(duì)較小， 是國產(chǎn)替代的最佳突破賽道 。數(shù)字芯片技術(shù)壁壘高，資金投入大，追求制程的先進(jìn)性和更大的器件密度。臺(tái)積電在 5nm 制程平臺(tái)投資 250 億美元，三星新的 5nm 芯片生產(chǎn)線投資 81 億美元，中芯國際的 14nm 及以下 SN1 項(xiàng)目投資額 91 億美元。

而功率半導(dǎo)體對(duì)制程的要求較低，先進(jìn)制程并非影響產(chǎn)品性能的決定性因素。比如士蘭微與廈門半導(dǎo)體集團(tuán)共同投資 170 億元建設(shè) 2 條 12 英寸90-65nm 生產(chǎn)線，技術(shù)處于國際領(lǐng)先水平，而單條產(chǎn)線平均投資額不到 100 億人民幣。較低的進(jìn)入門檻，較少的制程依賴性，疊加產(chǎn)品較長的生命周期，使功率半導(dǎo)體成為國內(nèi)廠商完成國產(chǎn)替代的最佳賽道。

國內(nèi)廠商具有快速響應(yīng)和成本優(yōu)勢。與國外競爭對(duì)手相比，國內(nèi)廠商與下游客戶的溝通成本低，供貨速度快，服務(wù)能力強(qiáng)，能夠快速響應(yīng)下游客戶的定制化需求，具有快速響應(yīng)的優(yōu)勢。此外，國內(nèi)功率半導(dǎo)體廠商還具有較低的運(yùn)費(fèi)，人工成本等優(yōu)勢。

政策 、資金助力功率半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展。近年來，國家不斷推出多項(xiàng)政策分別從產(chǎn)業(yè)發(fā)展、研究開發(fā)、財(cái)稅投資等方面支持包括功率半導(dǎo)體在內(nèi)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展。國務(wù)院于2020 年 8 月印發(fā)《新時(shí)期促進(jìn)集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干政策》從財(cái)稅、投融資、研究開發(fā)等全面支持半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展。政策的全面支持將成為功率半導(dǎo)體行業(yè)快速發(fā)展的催化劑。

此外國家在資金層面也給予支持，國家集成電路產(chǎn)業(yè)基金（簡稱大基金）一期、二期也先后于 2014 年、2019 年成立，其中大基金一期募資金額 1387 億元，大基金二期注冊(cè)資本 2041.5 億元。據(jù)集微網(wǎng)統(tǒng)計(jì)，大基金一期投資領(lǐng)域包括：集成電路制造67%，設(shè)計(jì) 17%，封測 10%，裝備材料 6%。在大基金及其所撬動(dòng)的社會(huì)資本的投資帶動(dòng)下，我國集成電路產(chǎn)業(yè)取得了良好發(fā)展 。

▲功率半導(dǎo)體行業(yè)政策梳理

3、技術(shù)進(jìn)步產(chǎn)能擴(kuò)張，國產(chǎn)替代未來可期

國內(nèi)功率半導(dǎo)體廠商研發(fā)支出/ 人員不斷擴(kuò)大。近年來國內(nèi)廠商加大研發(fā)投入，研發(fā)支出快速增長，多家廠商 2020 年度前三季度的研發(fā)支出已接近 2019 年全年水平，研發(fā)人員數(shù)量也呈快速增加趨勢。

▲國內(nèi)功率半導(dǎo)體廠商研發(fā)支出 （萬元）▲國內(nèi)功率半導(dǎo)體廠商研發(fā)人員數(shù)量 （人）

部分產(chǎn)品技術(shù)水平已達(dá)到國外主流水準(zhǔn)。持續(xù)的研發(fā)投入帶來了國內(nèi)功率半導(dǎo)體廠商的技術(shù)進(jìn)步。部分功率半導(dǎo)體產(chǎn)品已達(dá)到與國外主流競品的同等技術(shù)水平。比如，華潤微已建立國內(nèi)領(lǐng)先的 Trench-FS 工藝平臺(tái)，具備 600V-6500V IGBT 工藝能力，在 MOSFET方面可提供-100V 至 1500V 的全系列產(chǎn)品。斯達(dá)半導(dǎo)擁有基于第六代 Trench Field Stop 技術(shù)的 1700V IGBT 芯片及配套的快恢復(fù)二極管芯片技術(shù)。新潔能 MOSFET 國內(nèi)領(lǐng)先，可提供 12-250V 溝槽型/500-900V 超結(jié)/30-300V 屏蔽柵 MOSFET 產(chǎn)品，性能接近英飛凌主流產(chǎn)品。

▲國內(nèi)主要功率半導(dǎo)體廠商概況

國內(nèi)廠商產(chǎn)能擴(kuò)張助力份額提升。在技術(shù)進(jìn)步的同時(shí)，國內(nèi)功率半導(dǎo)體廠商也不斷加大投資建廠步伐，擴(kuò)大產(chǎn)能以提升市場份額。如：斯達(dá)半導(dǎo)投資 2.5 和 2.2 億元用于新能源汽車用 IGBT 模塊擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目和 IPM 模塊項(xiàng)目，士蘭微投資 15 億元用于 8 英寸生產(chǎn)線，新潔能投資 3.2 億元用于半導(dǎo)體功率器件封裝測試產(chǎn)線。

▲國內(nèi)主要功率半導(dǎo)體廠商概況

通過以上分析，國內(nèi)廠商有望憑借技術(shù)進(jìn)步、成本優(yōu)勢和快速響應(yīng)能力實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)替代 、 份額提升 。當(dāng)前功率半導(dǎo)體國產(chǎn)化率較低主要集中在高端產(chǎn)品領(lǐng)域。但功率半導(dǎo)體行業(yè)因?yàn)榧夹g(shù)迭代較慢、產(chǎn)品生命周期較長、投資強(qiáng)度相對(duì)較小的特點(diǎn)，有望成為國替代的最佳賽道。當(dāng)前國內(nèi)功率半導(dǎo)體廠商憑借持續(xù)的研發(fā)投入，部分產(chǎn)品的性能已達(dá)到國際主流水平，在國內(nèi)政策積極支持的有利條件下，有望憑借技術(shù)進(jìn)步、快速響應(yīng)能力和成本優(yōu)勢完成國產(chǎn)替代，實(shí)現(xiàn)市場份額的大幅提升。

功率半導(dǎo)體的應(yīng)用十分廣泛，從幾十毫瓦的耳機(jī)放大系統(tǒng)，到上千兆瓦的高壓直流傳輸過程;從儲(chǔ)能、家電，到IT 產(chǎn)品、網(wǎng)絡(luò)通訊，只要是涉及電的領(lǐng)域，都存在它的身影。國內(nèi)市場發(fā)展前景廣闊，實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破、產(chǎn)品提升，以及進(jìn)口替代是我國功率半導(dǎo)體行業(yè)未來發(fā)展的必然選擇。隨著工業(yè)、汽車、無線通訊和消費(fèi)電子等領(lǐng)域新應(yīng)用的不斷涌現(xiàn)以及節(jié)能減排需求日益迫切，我國功率半導(dǎo)體有龐大的市場需求，容易催生新產(chǎn)業(yè)新技術(shù)，在國家政策利好下，功率半導(dǎo)體將成為“中國芯”的最好突破口。

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