功率半導(dǎo)體是電力電子技術(shù)的基礎(chǔ)，也是電子裝置中電能轉(zhuǎn)換與電路控制的核心器件，主要用于改變電子裝置中電壓和頻率、直流交流轉(zhuǎn)換等。應(yīng)用范圍覆蓋工業(yè)控制、4C領(lǐng)域（Computer計算機(jī)產(chǎn)品、Communication通訊產(chǎn)品、Consumerelectronics數(shù)碼家電、COM網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品）、新能源車、光伏、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域。
中國是全球最大的功率半導(dǎo)體消費國。根據(jù)IHS數(shù)據(jù)，2018年，我國功率半導(dǎo)體市場規(guī)模達(dá)到138億美元，增速為9.5%，占全球需求比例高達(dá)35%。2021年我國功率半導(dǎo)體市場規(guī)模有望達(dá)到159億美元，年復(fù)合增長率達(dá)到4.83%，超過全球功率半導(dǎo)體增長速度。
功率半導(dǎo)體產(chǎn)品可以分為功率分立器件、電源管理IC和功率模組三大類。
根據(jù)YoleDevelopment的數(shù)據(jù)，2018年全球功率半導(dǎo)體中分立器件/模組/功率IC占比32.7%、13.3%和54.0%。
分立器件主要包括功率二極管、功率三極管、晶閘管、MOSFET、IGBT等半導(dǎo)體功率器件產(chǎn)品；其中，MOSFET和IGBT屬于電壓控制型開關(guān)器件，相比于功率三極管、晶閘管等電流控制型開關(guān)器件，具有易于驅(qū)動、開關(guān)速度快、損耗低等特點。
對國內(nèi)市場而言，功率二極管、功率三極管、晶閘管等分立器件產(chǎn)品大部分已實現(xiàn)國產(chǎn)化，而MOSFET、IGBT等分立器件產(chǎn)品由于其技術(shù)及工藝的先進(jìn)性，還較大程度上依賴進(jìn)口，未來進(jìn)口替代空間大。
IHSMarkit預(yù)測，MOSFET和IGBT是未來5年增長強(qiáng)勁的半導(dǎo)體功率器件。
MOSFET全稱金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管，是一種可以廣泛使用在模擬與數(shù)字電路的場效應(yīng)晶體管。MOSFET具有高頻、驅(qū)動簡單、抗擊穿性好等特點，應(yīng)用范圍涵蓋電源管理、計算機(jī)及外設(shè)設(shè)備、通信、消費電子、汽車電子、工業(yè)控制等多個領(lǐng)域。
IGBT全稱絕緣柵雙極晶體管，是由雙極型三極管BJT和MOSFET組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動式功率器件。IGBT具有電導(dǎo)調(diào)制能力，以及較強(qiáng)的正向電流傳導(dǎo)密度和低通態(tài)壓降。IGBT的開關(guān)特性可以實現(xiàn)直流電和交流電之間的轉(zhuǎn)化或者改變電流的頻率，有逆變和變頻的作用，應(yīng)用于逆變器、變頻器、開關(guān)電源、照明電路、牽引傳動等領(lǐng)域。
IGBT是新能源汽車電控系統(tǒng)和直流充電樁的核心器件，成本占到新能源汽車整車成本的10%，占充電樁成本的20%。由于未來幾年新能源汽車/充電樁等新興市場的快速發(fā)展，IGBT等半導(dǎo)體功率器件將迎來黃金發(fā)展期。
中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)數(shù)據(jù)，到2020年全球IGBT單管市場空間達(dá)到60億美元左右，預(yù)計未來五年我國新能源汽車和充電樁市場將帶動200億元IGBT模塊的國內(nèi)市場需求。
電源管理IC在電子設(shè)備中承擔(dān)變換、分配、檢測等電能管理功能，有提升集成度、模塊化、數(shù)字化的發(fā)展趨勢，同時GaN、SiC等新型材料研發(fā)與應(yīng)用也為電源管理IC發(fā)展注入全新動力。得益于下游消費電子、新能源汽車、通訊行業(yè)近幾年的快速發(fā)展，電源管理IC市場近幾年持穩(wěn)健增長的態(tài)勢。
由于復(fù)雜電子系統(tǒng)對電壓和電流水平的要求不斷提高以及需要將系統(tǒng)與電源隔離，用于功率管理的模擬IC將迎來持續(xù)的增長。根據(jù)yole的全球電源管理IC市場追蹤報告，2022年，電源管理IC市場將達(dá)到180億美元，2016至2020年間，有望實現(xiàn)3.6%的復(fù)合年增長率。
從市場格局來看，全球功率半導(dǎo)體市場中，海外龍頭企業(yè)占據(jù)主導(dǎo)地位。半導(dǎo)體分立器件起源于歐美，日韓后續(xù)不斷形成其自身競爭優(yōu)勢。
在MOSFET領(lǐng)域，根據(jù)iHS數(shù)據(jù)，收入前五大廠商高分別為英飛凌、安森美、瑞薩、東芝和意法半導(dǎo)體，市占率合計為62%，集中度較高，英飛凌以27%的市占率高居龍頭地位，長期穩(wěn)居行業(yè)第一。目前，國廠商由于技術(shù)落后，主要在低壓領(lǐng)域布局，在中高壓領(lǐng)域基本還是外國企業(yè)處于主導(dǎo)地位。
在IGBT領(lǐng)域，根據(jù)IHS數(shù)據(jù)，2018年全球IGBT市場收入前五大供應(yīng)商分別為英飛凌、三菱、富士機(jī)電、賽米控、威科電子，五家企業(yè)市場份額為67%，占比較大。其中，英飛凌一家市占率就高達(dá)34%。
在功率IC領(lǐng)域，總體來看，市場競爭格局比較成熟，美國廠商具有優(yōu)勢，日本企業(yè)雖然數(shù)量眾多，但是市場份額普遍較小。根據(jù)IHS數(shù)據(jù)，2018年全球功率IC前五大廠商分別為德州儀器、英飛凌、高通、ADI和意法半導(dǎo)體，市占率合計為44%，德州儀器以16%的市占率穩(wěn)居行業(yè)龍頭地位。
據(jù)Gartner數(shù)據(jù)，德州儀器（TI）在電源管理IC市場份額較高，其次是MaximIntegrated，LinearTechnology等。下游應(yīng)用來看通信、消費、工業(yè)/醫(yī)療、數(shù)據(jù)處理占比較高。
國際大廠長期占據(jù)著我國半導(dǎo)體分立器件的高端應(yīng)用市場，但該等廠商產(chǎn)品的價格十分高昂，無法滿足國內(nèi)迅速爆發(fā)的市場需求，導(dǎo)致國內(nèi)市場供求存在失衡。
在下游的應(yīng)用領(lǐng)域中，功率半導(dǎo)體已從工業(yè)控制和消費電子拓展至新能源、軌道交通、智能電網(wǎng)、變頻家電等諸多市場，其中消費電子與汽車電子占比較高，整體市場規(guī)模呈現(xiàn)穩(wěn)健增長態(tài)勢。
在消費電子領(lǐng)域，主板、顯卡的升級換代、快充、Type-C接口的持續(xù)滲透持續(xù)帶動MOSFET的市場需求。
在汽車電子領(lǐng)域，MOSFET在電動馬達(dá)輔助驅(qū)動、電動助力轉(zhuǎn)向及電制動等動力控制系統(tǒng)，以及電池管理系統(tǒng)等功率變換模塊領(lǐng)域均發(fā)揮重要作用，有著廣泛的應(yīng)用市場及發(fā)展前景。
電控系統(tǒng)是新能源汽車三大核心部件之一，占整車成本約20%，而電控系統(tǒng)需要運用大量的MOSFET和IGBT等半導(dǎo)體功率器件。因此，新能源汽車產(chǎn)銷規(guī)模擴(kuò)大將拉動對MOSFET、IGBT等半導(dǎo)體功率器件的需求。
新能源汽車單車半導(dǎo)體價值將達(dá)到傳統(tǒng)汽車的兩倍，同時功率半導(dǎo)體用量比例也從20%提升到近50%。根據(jù)McKinsey&Company統(tǒng)計，純電動汽車的半導(dǎo)體成本為704美元，是傳統(tǒng)汽車的350美元的2倍，其中功率器件成本高達(dá)387美元，占55%。純電動汽車相比傳統(tǒng)汽車新增的半導(dǎo)體成本中，功率器件成本約為269美元，占新增成本的76%。
StrategyAnalytics研究表明，鑒于新能源汽車對于半導(dǎo)體功率器件的需求，未來半導(dǎo)體功率器件市場規(guī)模有望快速增長。
通訊行業(yè)是功率半導(dǎo)體的另一大領(lǐng)域，在信號基站、交換機(jī)、光端機(jī)、路由器等上均有應(yīng)用，其中信號基站的需求規(guī)模最大，占據(jù)半壁江山。5G建設(shè)所需的基站設(shè)備及其普及后帶來物聯(lián)網(wǎng)、云計算的快速發(fā)展，將對功率半導(dǎo)體產(chǎn)生長期大量需求。
5G的核心技術(shù)MassiveMIMO大大提升對于功率MOSFET構(gòu)成的射頻器件的需求量。據(jù)中國產(chǎn)業(yè)信息研究院的數(shù)據(jù)，通訊功率半導(dǎo)體市場在2021年有望達(dá)到70.81億美元。
未來，隨著國內(nèi)企業(yè)逐步突破行業(yè)高端產(chǎn)品的技術(shù)瓶頸，我國半導(dǎo)體分立器件對進(jìn)口的依賴將會進(jìn)一步減弱，進(jìn)口替代效應(yīng)將顯著增強(qiáng)。伴隨新興行業(yè)快速發(fā)展，功率半導(dǎo)體市場規(guī)模呈增長態(tài)勢。
