功率半導體器件是半導體器件的重要組成部分,是電力電子應用裝備的基礎和核心器件。它們廣泛應用于工業控制、新能源發電和電能質量管理、汽車電子和汽車充電樁等領域,特別是在大功率、大電流、高頻高速、低噪聲等應用領域起著無法替代的關鍵作用。隨著全球能源結構的轉型和智能制造的推進,功率半導體器件的需求持續增長,成為半導體行業中一個備受關注的細分領域。
功率半導體產業細分領域
功率半導體產業主要包括多個細分領域,如IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)、MOSFET(金屬氧化物半導體場效應晶體管)、FRED(快速恢復二極管)等。這些器件在電能轉換、功率放大、功率開關、線路保護、逆變(直流轉交流)和整流(交流轉直流)等方面發揮著重要作用。其中,IGBT是新能源汽車電機控制器的核心元件,也是風能、太陽能發電中逆變器的核心元器件;MOSFET則因其高頻特性和低成本,廣泛應用于消費電子、工業、通訊、汽車電子等領域。
功率半導體產業鏈結構
功率半導體產業鏈主要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。上游環節涉及硅片、電子特氣、光刻膠及配套試劑、濕電子化學品等半導體材料的供應,以及氣液流量控制系統、真空系統、制程診斷系統等半導體設備的供應。中游環節包括芯片設計、制造、封裝和測試等生產制造環節,產品包括功率IC、分立器件和模塊。下游環節則涵蓋消費電子、工業電子、汽車電子、醫療電子及航空、照明等眾多行業的應用市場。
功率半導體行業發展現狀
據中研普華產業院研究報告《2024-2029年功率半導體產業現狀及未來發展趨勢分析報告》分析
市場規模:近年來,受益于國際電子制造產業的轉移以及行業下游需求的持續旺盛,功率半導體市場規模持續增長。中國作為全球功率半導體最大的消費國,市場規模同樣呈現穩健增長態勢。
競爭格局:全球功率半導體市場集中度較高,主要被海外IDM(垂直整合制造)巨頭占據,如英飛凌、德州儀器、安森美等。這些企業在中高端產品市場上具有顯著優勢,特別是在IGBT和MOSFET等細分領域。然而,隨著國內企業的崛起,市場競爭格局正在發生變化。中國功率市場競爭格局較為分散,但國內企業在中低端產品市場上逐漸擴大份額,國產功率半導體正在快速崛起。
政策環境:為推動節能減排和促進電力電子技術和產業的發展,國家有關部門陸續出臺了一系列相關政策,支持新型電力電子器件的產業化發展。這些政策為功率半導體行業的發展提供了良好的政策環境,推動了國內企業在技術研發和市場拓展方面的積極進展。
技術進步:近年來,功率半導體行業在技術進步方面取得了顯著成果。國內企業在IGBT、MOSFET等核心器件的研發和生產上取得了突破,逐步擺脫了對進口產品的依賴。同時,隨著SiC(碳化硅)和GaN(氮化鎵)等寬禁帶半導體材料的廣泛應用,功率半導體器件的性能得到了顯著提升,為行業帶來了新的發展機遇。
市場需求:隨著新能源汽車、光伏、風電等新能源產業的快速發展,以及智能制造、工業互聯網等新興領域的興起,功率半導體器件的市場需求持續增長。特別是在新能源汽車領域,IGBT等功率半導體器件作為電機控制器的核心元件,市場需求旺盛。
挑戰與機遇:盡管功率半導體行業面臨激烈的市場競爭和技術挑戰,但同時也迎來了巨大的發展機遇。一方面,國內企業需要不斷提升技術水平和產品質量,以應對國際競爭對手的激烈競爭;另一方面,隨著新能源產業的快速發展和智能制造的推進,功率半導體器件的市場需求將持續增長,為行業提供了廣闊的發展空間。
功率半導體,又稱電力電子器件或功率電子器件,是電子產業鏈中最核心的一類器件之一。近年來,隨著新能源汽車、智能電網等領域的快速發展,功率半導體市場規模持續增長。市場競爭激烈,國際知名廠商如英飛凌、安森美等占據重要地位。同時,國內企業如華潤微、士蘭微等也通過技術創新和產業升級不斷提升自身實力,逐步在國際市場上占據一席之地。
從2024年第一季度業績來看,中國大陸主要的功率半導體公司如士蘭微、揚杰科技、華潤微等中,部分公司如時代電氣、華微電子等實現了歸母凈利潤的增長。由于不堪虧損的重負,一些企業如捷捷微電、揚州晶新微電子等對部分產品開啟了漲價模式,價格上調幅度在5%至20%不等。進入第二季度,沉寂了近兩年的功率半導體板塊迎來復蘇,各大晶圓廠的產能已經接近滿載,漲價也成為行業內熱議的話題。
重點企業情況分析
士蘭微:主營業務是電子元器件的研發、生產和銷售,產品主要有集成電路、分立器件、發光二極管。2023年實現營業收入93.4億元,同比增長12.77%;歸母凈利潤虧損0.36億元。
華潤微:主營業務是功率半導體、智能傳感器及智能控制產品的設計、生產及銷售,以及提供開放式晶圓制造、封裝測試等制造服務。2023年實現營業收入99.01億元,同比下降1.58%;實現歸母凈利潤14.79億元,同比下降43.48%。
時代電氣:業務主要由軌交裝備和新興裝備構成,其中新興裝備業務包含了功率半導體器件等。功率半導體器件作為新興裝備業務的重要組成部分,近年來實現了快速發展。2023年實現營業收入217.99億元,同比增長20.88%;實現歸母凈利潤31.06億元,同比增長21.52%。
新潔能:主營業務為MOSFET、IGBT等半導體芯片和功率器件的研發設計及銷售。2023年實現營業收入14.77億元,同比下降18.44%;實現歸母凈利潤3.23億元,同比下降25.75%。
技術進步:隨著新材料(如碳化硅SiC、氮化鎵GaN等)和新工藝(如微細加工技術)的不斷發展,功率半導體器件的性能將得到進一步提升,滿足更高功率密度、更高效率、更低損耗的需求。
應用領域拓寬:功率半導體器件的應用領域將進一步拓寬,特別是在新能源汽車、智能電網、光伏儲能、工業控制等領域的需求將持續增長。隨著物聯網、智能家居等新興市場的興起,功率半導體器件在消費電子領域的應用也將不斷增加。
國產化加速:在國家政策的大力支持下,功率半導體器件的國產化進程加速推進。國內企業在技術研發、生產制造等方面不斷提升實力,逐步縮小與國際先進水平的差距。
功率半導體行業前景
從市場需求和趨勢來看,功率半導體行業的前景廣闊。新能源汽車、智能電網等領域的快速發展將帶動功率半導體器件的市場需求大幅增加。據預測,到2024年,中國功率半導體市場規模將達到顯著水平,并有望繼續保持快速增長的態勢。
市場上的競爭對手和市場份額方面,國際知名廠商占據重要地位,但國內企業通過技術創新和產業升級不斷提升自身實力,逐步在國際市場上占據一席之地。未來,隨著技術的不斷進步和市場的不斷擴大,國內外企業之間的競爭將更加激烈。
功率半導體行業目前存在問題及痛點分析
技術實力不足:國內部分企業在技術實力上與國際先進水平相比仍存在一定差距,需要加強技術研發和創新。
市場競爭激烈:功率半導體市場競爭激烈,中小企業生存空間受到擠壓,需要不斷提升自身實力以應對市場競爭。
產業鏈不完善:國內功率半導體產業鏈上下游企業之間的聯系不夠緊密,需要加強產業鏈協同與生態優化。
人才短缺:芯片產業是高投入、高風險、高回報的產業,而人才短缺是全球半導體產業共同面臨的痛點。中國半導體行業協會預測,2024年中國行業人才總需求為79萬人左右,而人才缺口將達到23萬人。
功率半導體行業作為半導體行業中的一個重要細分領域,具有廣闊的發展前景和巨大的市場潛力。
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