楊興杰
一、功率半導體行業概述
根據《功率半導體分立器件產業及標準化白皮書（2019版）》，功率半導體按器件集成度可以分為功率器件和功率IC兩大類。功率器件包括二極管、晶體管和晶閘管三大類，其中晶體管市場份額最大，常見的晶體管主要包括MOSFET、IGBT、BJT等。功率IC是指將高壓功率器件與其控制電路、外圍接口電路及各種保護電路等集成于同一芯片的集成電路，是系統信號處理部分和執行部分的橋梁。
圖表：功率半導體產品范圍示意圖
二、功率半導體市場規模
功率半導體的應用十分廣闊，涉及電路控制和電能轉換的產品均離不開功率半導體的使用。根據Omdia的數據及預測，2021年全球功率半導體市場規模為462億美元（主要包括功率器件、功率IC和功率模組），預計2024年將達到522億美元。
圖表：全球功率半導體市場規模
數據來源：Omdia
中國的功率半導體行業在國家相關政策支持、國產化替代加速及資本推動等因素合力下，取得了長足的進步與發展。根據Omdia數據及預測，2021年中國功率半導體市場規模為182億美元，預計2024年將達206億美元，中國作為全球最大的功率半導體市場，發展前景十分廣闊。
圖表：中國功率半導體市場規模
數據來源：Omdia
三、功率器件市場
功率半導體主要可分為功率器件和功率IC兩大類。根據Omdia數據，2020年全球功率器件市場規模約為149.82億美元。隨著各個領域對功率器件的電壓和工作頻率要求逐漸提升，能較好滿足該需求的MOSFET等功率器件產品成為了功率器件的主流產品。根據Omdia數據，2020年全球MOSFET器件市場規模為80.8億美元，在所有功率器件類別中占比最高，占比達53.90%，且增速與功率器件總體增速接近，需求保持穩定增長。
圖表：功率器件各細分領域市場占比
數據來源：Omdia
四、MOSFET細分市場的情況
①MOSFET行業總覽
MOSFET全稱為金屬氧化物半導體場效應晶體管，是一種廣泛應用于模擬電路與數字電路的場效晶體管，用于將輸入電壓的變化轉化為輸出電流的變化，可實現開關和信號放大等功能，與雙極型晶體管（BipolarJunctionTransistor，也稱BJT、三極管）和絕緣柵雙極晶體管（InsulatedGateBipolarTransistor，也稱IGBT）同屬于晶體管領域。MOSFET具有開關速度快、輸入阻抗高、熱穩定性好等特性，應用于包括通信、消費電子、汽車電子、工業控制在內的眾多領域。
根據芯謀研究（ICwise）數據，2021年全球MOSFET市場規模為113.2億美元，預計2025年將增長至150.5億美元，年化復合增長率達7.4%。全球MOSFET市場規模預計將保持穩定擴張，市場前景廣闊。
圖表：全球MOSFET市場規模及增長預測
2021年中國MOSFET市場規模約為46.6億美元，占全球市場的41%。預計2025年中國MOSFET市場規模將增長至64.7億美元，年化復合增長率為8.5%，增速高于全球市場增速。
圖表：中國MOSFET市場規模及增長預測
②MOSFET產品的技術特點
功率器件種類較多，主要包括二極管、三極管（BJT）、晶閘管、MOSFET和IGBT等。其中，二極管、晶閘管、三極管（BJT）的優點是成本低，生產工藝相對簡單，在中低端領域大量應用；MOSFET、IGBT等器件結構相對復雜，工藝門檻和生產成本相對較高，系具有較高技術先進性的產品。根據Omdia數據，2020年全球MOSFET器件市場規模為80.8億美元，在所有功率器件類別中占比最高，占比達53.90%，需求保持穩定增長。
③MOSFET細分產品情況
根據工作電壓劃分，以400V為分界，MOSFET可分為高壓MOSFET和中低壓MOSFET；根據器件結構劃分，MOSFET可分為平面MOSFET、溝槽型MOSFET、超結MOSFET等。
A.三類MOSFET的市場規模和國產化率情況
根據研究，2021年中國平面MOSFET的市場規模約為20.8億美元，預計2025年可增長至30.2億美元；2021年中國溝槽型MOSFET的市場規模約為19.0億美元，預計2025年可增長至23.9億美元；2021年中國超結MOSFET的市場規模約為6.8億美元，預計2025年可增長至10.7億美元。整體來看，未來三類MOSFET的市場規模均將繼續增長，三類MOSFET共存于市場。
國產化率方面，整體來看高壓MOSFET的國產化率低于中低壓產品。根據芯謀研究，2021年中低壓平面（400V以下）MOSFET的國產化率約為42.2%，高壓平面MOSFET的國產化率約為29.9%，超高壓平面MOSFET的國產化率約為18.2%。
B.三類MOSFET產品的研發差異
MOSFET的主要技術發展維度包括器件結構、制程、工藝、材料等多個方面，MOSFET的發展不高度依賴于先進制程工藝，更側重于打造特色平臺，在結構、工藝及材料方面不斷優化。
基于MOSFET不追求極致線寬、不必遵循摩爾定律的技術發展特點，MOSFET產品的整體研發方向為：在考慮成本因素的前提下，進一步優化工藝以提升良率、改進優化器件參數，達到性能、成本、可靠性的最優解。具體來看，三類MOSFET的研發難度各有側重；平面MOSFET偏重于設計和工藝的結合，溝槽型MOSFET和超結MOSFET偏重于實現工藝，對設備精度的依賴性更高。
C.三類MOSFET產品的市場前景
三類MOSFET均可應用于消費電子、工業控制等領域，以消費電子代表性品類智能家居產品為例，根據StrategyAnalytics數據，擁有一件以上智能家居產品的家庭比例將由2021年的15%上升至2025年的接近20%，智能家居市場規模將從2021年的1,230億美元增長至2025年的1,730億美元，亞太地區將成為最大的智能家居市場，市場前景廣闊。
以工業控制領域代表性應用產品逆變器為例，根據GlobalMarketInsight數據，全球光伏逆變器市場規模預計將從2021年的191.8億美元增長至2028年的270億美元以上，根據當前6%的功率器件成本占比計算，光伏逆變器中使用的功率器件市場規模超過100億元人民幣，市場前景廣闊。
超結MOSFET的下游應用市場主要受新能源汽車帶動，以其代表性應用場景新能源充電樁為例，根據中國電動汽車充電基礎設施促進聯盟數據，2021年中國新能源充電樁市場規模達418.7億元，預計2026年可增長至2,870.2億元，巨大增長空間中將產生大量超結MOSFET需求，具有廣闊的市場前景。未來三類MOSFET的市場規模將繼續保持增長，體現出三類MOSFET之間主要為互補關系；三類MOSFET的下游應用領域均包含消費電子、工業控制等，具有廣闊的市場前景。
④MOSFET市場的競爭格局
長期以來，以英飛凌、安森美、意法半導體、東芝、瑞薩為代表的國外品牌憑借先進制造優勢、人才集聚優勢、大規模研發投入和技術積累，目前占據全球MOSFET市場的主要份額。根據Omdia數據，以銷售額計，2020年MOSFET市場前七大品牌的市場占有率合計達到68.09%。市場競爭格局相對穩定。我國知名功率半導體企業華潤微、士蘭微分別位列第八位和第十位，安世半導體（已被聞泰科技收購）位列第九位，三家合計市場份額占比10.26%。這表明國產品牌經過多年發展已在國際競爭中嶄露頭角，但整體市場份額較國外品牌仍存差距。
圖表：全球市場各品牌MOSFET銷售額占比
數據來源：Omdia
根據Omdia數據，2020年英飛凌和安森美分別占據了中國MOSFET市場產品銷售額的24.87%和16.53%，中國本土最大的MOSFET品牌華潤微市場占有率約為9%，排名第三。
近年來，在政府的政策引導及資金扶持下，國內MOSFET市場蓬勃發展，MOSFET廠商資本支出和研發投入持續提升，涌現出華潤微、士蘭微、華微電子、新潔能、東微半導等一批國內廠商，與國外品牌進行市場競爭，標志著國內MOSFET品牌與國外品牌的技術差距正在縮小。
圖表：中國市場各品牌MOSFET銷售額占比
數據來源：Omdia
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