功率半導(dǎo)體市場逐漸從依賴進(jìn)口向國內(nèi)自給自足轉(zhuǎn)變，國產(chǎn)替代潛力大

• 柯壯賓 2023年5月5日 來源：中研網(wǎng) 1336 88
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功率半導(dǎo)體，又稱電力電子器件或功率電子器件，是電子產(chǎn)業(yè)鏈中最核心的一類器件之一。能夠?qū)崿F(xiàn)電能轉(zhuǎn)換和電路控制，在電路中主要起著功率轉(zhuǎn)換、功率放大、功率開關(guān)、線路保護(hù)、逆變（直流轉(zhuǎn)交流）和整流（交流轉(zhuǎn)直流）等作用。

功率半導(dǎo)體，又稱電力電子器件或功率電子器件，是電子產(chǎn)業(yè)鏈中最核心的一類器件之一。能夠?qū)崿F(xiàn)電能轉(zhuǎn)換和電路控制，在電路中主要起著功率轉(zhuǎn)換、功率放大、功率開關(guān)、線路保護(hù)、逆變（直流轉(zhuǎn)交流）和整流（交流轉(zhuǎn)直流）等作用。

圖表：半導(dǎo)體分類

功率半導(dǎo)體包括功率半導(dǎo)體分立器件（含模塊）以及功率IC等。其中，功率半導(dǎo)體分立器件，按照器件結(jié)構(gòu)劃分，可分為二極管、晶閘管和晶體管等。

根據(jù)中研網(wǎng)《2023-2028年中國功率半導(dǎo)體行業(yè)供需預(yù)測及投資潛力研究報告》分析，功率半導(dǎo)體分立器件中，以MOSFET和IGBT為代表的晶體管占比最大，約28.8%。從目前市場需求來看，硅基MOSFET、硅基IGBT以及碳化硅為目前功率半導(dǎo)體分立器件的主力產(chǎn)品。

產(chǎn)品由低端逐步走向中高端，國產(chǎn)替代空間廣闊。我國功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)仍處于起步階段，總體呈現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈完整、廠家多、發(fā)展迅速等特點(diǎn)。截止2022年4月，中國功率半導(dǎo)體相關(guān)企業(yè)已超320家。主要分布在廣東（130家）和江蘇（56家）等東南沿海地區(qū)。

國產(chǎn)功率半導(dǎo)體已在眾多領(lǐng)域應(yīng)用，特別是低端產(chǎn)品，如二極管、三極管、晶閘管、低壓MOSFET（非車規(guī)）等，已初現(xiàn)“規(guī)模化效應(yīng)、國產(chǎn)化率相對較高”等特點(diǎn)。在中高端領(lǐng)域，如SJMOSFET、IGBT、碳化硅等，特別是車規(guī)產(chǎn)品，由于起步晚、工藝相對復(fù)雜以及缺乏車規(guī)驗(yàn)證機(jī)會等問題，國內(nèi)廠家依然在追隨海外廠家技術(shù)發(fā)展路線。但近年來，市場逐漸從依賴進(jìn)口向國內(nèi)自給自足轉(zhuǎn)變，國產(chǎn)替代潛力大。

國家和地方政策支持，加速國產(chǎn)替代進(jìn)程。受益于國家和地方政府的鼓勵政策，國內(nèi)電動汽車與充電樁、光伏與儲能等領(lǐng)域需求增長，功率半導(dǎo)體競爭格局有望被重塑——國內(nèi)功率半導(dǎo)體的國產(chǎn)化進(jìn)程有望加速。
功率半導(dǎo)體應(yīng)用前景廣闊，幾乎涵蓋了所有電子產(chǎn)業(yè)鏈。以MOSFET、IGBT以及SiCMOSFET為代表的功率器件需求旺盛。根據(jù)性能不同，廣泛應(yīng)用于汽車、充電樁、光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、消費(fèi)電子、軌道交通、工業(yè)電機(jī)、儲能、航空航天和軍工等眾多領(lǐng)域。

據(jù)Yole數(shù)據(jù)預(yù)測，至2025年，全球功率半導(dǎo)體分立器件和模塊的市場規(guī)模將分別達(dá)到76億美元和113億美元。據(jù)中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)數(shù)據(jù)，2023年中國大陸地區(qū)IGBT市場規(guī)模預(yù)計達(dá)到290.8億元，同比增長11.6%。據(jù)中國半導(dǎo)體器件行業(yè)現(xiàn)狀深度分析與未來投資預(yù)測報告數(shù)據(jù)，2023年中國大陸地區(qū)MOSFET市場規(guī)模將達(dá)到396.2億元（56.6億美元，人民幣兌美元匯率按照7計算），同比增長4.8%。

以MOSFET為例，據(jù)Yole預(yù)測，到2026年，全球MOSFET（包括分立器件和模塊）市場總規(guī)模預(yù)計將達(dá)到94.8億美元，復(fù)合增長率達(dá)3.8%（2020年至2026年）。

MOSFET汽車應(yīng)用（電動汽車和汽車充電樁）占比居首位，高達(dá)33%，其中電動汽車和充電樁分別占比25%和8%。從耐壓范圍看，到2026年，低壓MOSFET（0-40V）占總需求的39%，中壓（41V-400V）占26%，高壓（大于等于600V）廣泛應(yīng)用在220V系統(tǒng)中，占總需求的35%。同時，SiCMOSFET和GaNMOSFET市場滲透率在逐步提高。
2020年以來，電動汽車、汽車充電樁和光伏逆變器可謂拉動功率半導(dǎo)體增長的三駕馬車。

1、電動汽車：電動汽車進(jìn)一步滲透終端消費(fèi)市場，帶動功率器件和模塊需求快速增長。特別是MOSFET和IGBT（包括單管及模組）的增長較為顯著。據(jù)貝殼投研數(shù)據(jù)，2021年中國車規(guī)級IGBT市場規(guī)模為47.8億元，預(yù)計到2025年，其將達(dá)到151.6億元。據(jù)芯謀研究數(shù)據(jù)，2021年和2025年中國車規(guī)MOSFET的市場規(guī)模分別為73.5億元（10.5億美元，匯率按7計算）和122.5億元（預(yù)測數(shù)據(jù)，17.5億美元，匯率按7計算）。

2、充電樁：受益于新能源汽車快速增長，與之配套的充電樁市場亦呈現(xiàn)快速發(fā)展態(tài)勢。據(jù)億渡數(shù)據(jù)預(yù)測，至2026年，中國充電設(shè)施市場規(guī)模將達(dá)2870.2億元，2022年到2026年復(fù)合增長率高達(dá)37.83%。從直流充電樁相關(guān)零部件分解可以看出，充電機(jī)是充電樁的最核心部件，成本占充電樁的50%以上，而功率半導(dǎo)體是充電機(jī)的最核心組成部分，成本占充電機(jī)的一半以上。

3、光伏：據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)，至2025年，中國新增光伏裝機(jī)保守預(yù)測為90GW，同比增長10%。據(jù)未來智庫數(shù)據(jù)預(yù)測，2025年中國光伏逆變器市場規(guī)模達(dá)196億元。

逆變器是光伏系統(tǒng)的心臟，中高壓MOSFET、IGBT及碳化硅等功率器件是光伏逆變器的核心，其決定著光伏逆變器的性能高低，進(jìn)而直接影響光伏系統(tǒng)的穩(wěn)定性、發(fā)電效率以及使用壽命。光伏逆變器綜上，在電動汽車、充電樁以及光伏逆變器等多輪驅(qū)動下，功率器件有望穩(wěn)健增長，為千億賽道奠定堅實(shí)路基。主要由機(jī)械件、電感和半導(dǎo)體器件構(gòu)成，分別占比27.6%、14.2%、11.8%。

汽車的百年史里，數(shù)次技術(shù)變革都極大的推動了汽車消費(fèi)和汽車工業(yè)的發(fā)展，如發(fā)動機(jī)控制、自動變速、底盤、主被動安全、通信及多媒體影音等技術(shù)。雖然這些技術(shù)給汽車的駕駛感受和舒適性都帶來了提升，但汽車能源供給方式、駕駛方式以及驅(qū)動方式都沒有發(fā)生變化。如今，傳統(tǒng)燃油車動力和傳動系統(tǒng)將被電動車的大、小三電系統(tǒng)取代。自動駕駛、線控底盤、網(wǎng)聯(lián)化和軟件化，車、路和云端協(xié)同等賦予了汽車新的定義和生命力。汽車已不再單單是一個載客的交通工具，而是被定義為一個智能科技終端、可以在其中工作和休閑的第三移動空間。

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