功率半導體是電子裝置電能轉換與電路控制的核心，主要用于改變電子裝置中的電壓、頻率及實現直流交流的轉換。該行業近年來發展迅速，其應用領域已從傳統的工業控制和消費電子拓展至新能源、軌道交通、智能電網等多個市場，市場規模穩健增長。
產業鏈方面，功率半導體行業上游主要包括原材料(如硅片、鉬片等)及設備供應商;中游為功率半導體器件及模塊的生產制造，涵蓋二極管、晶體管(如IGBT、MOSFET)、功率IC等關鍵產品;下游則廣泛應用于新能源汽車、光伏、風電、消費電子等多個領域。
1.1 全球市場概況
功率半導體市場在全球范圍內呈現穩健增長態勢。根據中研普華產業研究院發布的《2024-2029年功率半導體產業現狀及未來發展趨勢分析報告》顯示，全球功率半導體市場規模由2017年的441億美元增長至2022年的481億美元。盡管2020年受疫情影響市場規模有所下降，但2021年迅速恢復至459億美元，并預計2023年將達到503億美元。這一增長主要得益于物聯網、新能源、新一代通信網絡等新興行業對功率半導體產品的強勁需求。
1.2 中國市場現狀
作為全球最大的功率半導體消費國，中國市場近年來對功率半導體的需求顯著增長。自2018年以來，國內物聯網、新能源等行業的快速發展拉升了對上游功率半導體產品的需求。盡管2019年貿易摩擦對整體市場收入造成一定影響，但自2020年下半年起，國內功率半導體需求呈現高景氣特征，疊加產能不足因素，供求出現顯著錯配，相關功率半導體公司逐步提價。2022年中國功率半導體市場規模增長至1368.86億元，同比增長4.4%，預計2023年將進一步增長至1519.36億元。
1.3 技術進步與應用拓展
功率半導體器件可用于整流(交流轉換直流)、逆變(直流轉換交流)、轉換(直流轉直流)、變頻(改變交流電頻率)、功率控制等。隨著技術的進步，功率半導體已廣泛應用于新能源汽車、光伏、風電、儲能、充電樁、電網、鐵路、工業、電機、智能家電、消費電子、數據中心、UPS等領域。特別是IGBT、MOSFET及SiC等器件，在高壓、高頻、高功率密度等應用場景中展現出巨大潛力。
2.1 全球市場競爭格局
全球功率半導體市場集中度較高，主要被海外IDM(Integrated Device Manufacturer，集成器件制造商)巨頭占據。中高端產品生產廠商主要集中在歐美、日本和我國臺灣地區，大部分屬于IDM廠商。全球功率半導體龍頭企業英飛凌市場份額為13.5%，其次為德州儀器、安森美等。MOSFET市場和IGBT市場仍由英飛凌等海外廠商牢牢占據，市場份額占比較大，其他主要參與者也較為集中，細分市場只有個別國產廠商進入前十。
2.2 中國市場競爭格局
中國功率半導體市場競爭格局較為分散，市場集中度較低，Fabless(無晶圓廠)和IDM廠商并存，且正在快速成長。由于海外廠商不斷爭奪高端功率器件市場的份額，轉向高壓大功率以及SiC的細分賽道，部分中低端產品的市場份額釋放給國內功率半導體廠商。國產功率半導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業排名來看，中國功率半導體廠商的總營收持續增長，排名不斷上升。
2.3 IDM模式優勢
IDM模式下，功率半導體廠商的設計和制造環節緊密結合，能針對客戶定制化需求來優化設計與制造環節，產品驗證周期速度快，技術迭代優勢明顯。同時，自有產線可自控產能，保障產品交付能力及成本控制。這對于部分車企等下游客戶來說，功率半導體廠商能否自控產線、保障交期成為了首要的考慮因素之一。此外，IDM廠商具有較強的產業鏈整合能力，在面對市場波動的情況下應對更為靈活，有利于擴展整體市場規模，擠占市場份額。
3.1 技術革新與材料升級
隨著以SiC為代表的第三代半導體材料的快速發展，功率半導體行業正經歷著從硅基到寬禁帶器件的技術革新。SiC材料具有更高的禁帶寬度、擊穿場強和導熱率，可顯著提高功率半導體的性能，降低損耗，提高開關速度。未來，SiC材料將在新能源汽車、光伏逆變器等領域逐步替代傳統的硅基功率半導體器件。
3.2 應用領域拓展
功率半導體器件的應用領域不斷拓展，從傳統的工業控制和消費電子領域擴展到新能源、軌道交通、智能電網、變頻家電等市場。特別是隨著新能源汽車、可再生能源等領域的快速發展，功率半導體器件的需求將持續增長。此外，在數據中心、人工智能等新興領域，功率半導體器件也將發揮重要作用。
3.3 晶圓尺寸升級
為了提高性能、成本和可擴展性，功率半導體行業正在經歷晶圓尺寸的重大轉變。大多數晶圓代工廠都在12英寸晶圓上進行先進的BCD(Bipolar-CMOS-DMOS，雙極-互補金屬氧化物半導體-雙擴散金屬氧化物半導體)開發，并已將其成熟的BCD工藝過渡到12英寸晶圓。同時，碳化硅(SiC)技術也正從6英寸晶圓轉向8英寸晶圓，以降低成本并提高生產量。預計到2025年，8英寸碳化硅晶圓將占產量的13%以上，到2030年將占59%。
4.1 市場規模持續增長
隨著物聯網、新能源、新一代通信網絡等新興行業的快速發展，以及新能源汽車、可再生能源等領域的強勁需求，功率半導體市場規模將持續增長。預計全球功率半導體市場規模將在未來幾年內保持穩定增長態勢，中國市場也將繼續保持高速增長。
4.2 國產化替代加速
在國家政策支持和市場需求的雙重驅動下，中國功率半導體產業將迎來快速發展期。國產功率半導體廠商將不斷加大研發投入，提高技術水平，加速國產化替代進程。特別是在中低端產品領域，國產功率半導體廠商已經具備了一定的競爭優勢，未來有望進一步擴大市場份額。
4.3 產業鏈協同發展
功率半導體產業鏈包括上游原材料及設備供應、中游生產制造以及下游終端系統應用。未來，產業鏈各環節將協同發展，形成更加緊密的合作關系。上游原材料及設備供應商將不斷提高產品質量和降低成本;中游生產制造環節將加強技術創新和產能擴張;下游終端系統應用將不斷拓展新的應用領域和市場。
4.4 國際合作與競爭并存
在全球化背景下，功率半導體行業將面臨更加激烈的國際合作與競爭。一方面，國內功率半導體廠商將積極尋求與國際領先企業的合作機會，共同推動技術進步和市場拓展;另一方面，國內廠商也將面臨來自國際領先企業的競爭壓力，需要不斷提高自身競爭力以應對市場挑戰。
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