功率半導(dǎo)體能改變電路中的電壓、電流、頻率、導(dǎo)通狀態(tài)等物理特性，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的管理，是電能轉(zhuǎn)換與電路控制的核心器件。

一、功率器件品類眾多，其中車規(guī)功率器件量?jī)r(jià)齊升市場(chǎng)規(guī)模已超過(guò)1000億元

按技術(shù)特點(diǎn)與功能的不同，功率半導(dǎo)體器件可以分為二極管、晶閘管、晶體管等產(chǎn)品。其中，晶體管包含BJT、MOSFET、IGBT等熱門品線，總體占比超過(guò)70%，是功率半導(dǎo)體市場(chǎng)份額中最大的品類。

資料來(lái)源：Omdia

具體來(lái)看，二極管中商業(yè)化較為成功的器件包括PiN功率二極管和肖特基勢(shì)壘功率二極管，二者在開(kāi)關(guān)速度、開(kāi)關(guān)頻率等方面呈現(xiàn)互補(bǔ)關(guān)系；晶閘管則是一種半控型功率器件，早期由于其較高的電壓和應(yīng)用電流，被廣泛應(yīng)用率高功率場(chǎng)景；BJT是結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單的功率器件，其在功率和頻率上的表現(xiàn)都不突出，但由于其工藝成熟、成本較低等優(yōu)點(diǎn)，仍在低端功率應(yīng)用場(chǎng)景中具備一定的份額；功率 MOS 可以進(jìn)一步細(xì)分為平面型MOSFET、溝槽型MOSFET、超結(jié)MOSFET、屏蔽柵MOSFET等，分別具有不同的功率和頻率特性，應(yīng)用場(chǎng)景較為廣泛；而IGBT 的出現(xiàn)大大拓寬了硅基功率半導(dǎo)體的工作電壓范圍，其最高工作電壓達(dá)到 6500V，同時(shí)具備功率 MOS 相對(duì)合適的工作頻率，在電動(dòng)車、軌道交通、電網(wǎng)、光伏和風(fēng)電等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。

市場(chǎng)規(guī)模方面，根據(jù)Omdia的數(shù)據(jù)，2020年全球功率半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到 452 億美元，其中功率 IC 市場(chǎng)規(guī)模為 243 億美元，功率器件市場(chǎng)規(guī)模為 209 億美元。功率器件中，二極管、晶閘管、BJT、功率 MOS 和 IGBT 的市場(chǎng)規(guī)模分別為 38.7 億美元、4.7 億美元、18.1 億美元、81 億美元和 66.5 億美元。

值得強(qiáng)調(diào)的是，隨著近年來(lái)汽車電動(dòng)化的發(fā)展，功率半導(dǎo)體的具體應(yīng)用場(chǎng)景已經(jīng)從燃油車時(shí)代的輔助驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)單一場(chǎng)景不斷向牽引逆變器、OBC、高低壓輔助驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、DC/DC模塊、充電樁等多個(gè)細(xì)分領(lǐng)域拓展，以此帶來(lái)了內(nèi)部功率半導(dǎo)體使用數(shù)量的快速增加。

功率半導(dǎo)體在新能源汽車上的應(yīng)用

資料來(lái)源：英飛凌

除了數(shù)量大幅增長(zhǎng)之外，相較于傳統(tǒng)燃油車，新能源汽車的功率越大，電氣化程度越高，其單車功率半導(dǎo)體價(jià)值量也就越大。根據(jù)英飛凌數(shù)據(jù)，目前新能源汽車的單車功率半導(dǎo)體價(jià)值量可達(dá)到458.7美元，約為傳統(tǒng)燃油車87.6美元的 5 倍。在量?jī)r(jià)齊升的帶動(dòng)下，汽車領(lǐng)域功率半導(dǎo)體市場(chǎng)份額逐年提高，目前占比已經(jīng)達(dá)到35%，金額約為160億美元。

二、車規(guī)功率半導(dǎo)體被國(guó)際玩家壟斷，供需缺口在2023年看不到緩解的跡象

功率半導(dǎo)體器件又被稱為電力電子器件，是電力電子技術(shù)的基礎(chǔ)，也是構(gòu)成電力電子變換裝置的核心器件。

根據(jù)Omdia的數(shù)據(jù)，2021年前十大功率半導(dǎo)體為英飛凌、安森美、意法半導(dǎo)體、三菱電機(jī)、富士電機(jī)、東芝、威仕、恩智浦、瑞薩、羅姆。其中，排名第一的英飛凌以48.69億美元的銷售額排名第一，市占率約20%左右；安森美以20.51億美元的銷售額緊隨其后排名第二，市占率約9%左右；第3-10名合計(jì)市占率約30%左右，排名每年變化迅速。

此外，值得注意的是企業(yè)榜單中有一半為日本企業(yè)，分別是三菱電機(jī)(第4)、富士電機(jī)(第5)、東芝(第6)、瑞薩(第9)、羅姆(第10)，五家企業(yè)的營(yíng)收在過(guò)去三年內(nèi)大體保持在榜單總營(yíng)收的32%~33%左右。

資料來(lái)源：Omdia

（一）二極管與晶閘管

從細(xì)分品類來(lái)看，二極管的導(dǎo)通和截止，相當(dāng)于開(kāi)關(guān)的接通與斷開(kāi)。目前包括肖特基二極管、碳化硅二極管、超快二極管等產(chǎn)品已經(jīng)在汽車領(lǐng)域廣泛使用。

據(jù)GIR (Global Info Research)調(diào)研，2021年全球車規(guī)級(jí)二極管收入大約491.6百萬(wàn)美元，預(yù)計(jì)2028年達(dá)到810.1百萬(wàn)美元，2022至2028期間年復(fù)合增長(zhǎng)率CAGR為 7.4%。國(guó)際上目前車規(guī)二級(jí)管的玩家主要有英飛凌、安森美、恩智浦、威仕、羅姆等。

而晶閘管是基礎(chǔ)型功率半導(dǎo)體分立器件，由于具有技術(shù)成熟、工作可靠性高、性價(jià)比優(yōu)勢(shì)明顯等特點(diǎn)，在發(fā)電、輸電、變電、配電、用電的各個(gè)應(yīng)用場(chǎng)合占有重要地位，具有應(yīng)用廣泛性和不可替代性的特點(diǎn)。

據(jù)華金產(chǎn)業(yè)研究院的數(shù)據(jù)，2021年全球晶閘管中，意法半導(dǎo)體市占率20.4%，排名第一；威仕占比13.7%，排名第二。而在車規(guī)晶閘管方面，意法半導(dǎo)體、威仕、瑞薩等企業(yè)排名前列。

資料來(lái)源：華金產(chǎn)業(yè)研究院

（二）MOSFET

MOSFET是汽車電子的核心。相較于其他功率半導(dǎo)體產(chǎn)品，MOSFET具有開(kāi)關(guān)頻率高，穩(wěn)定性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)在汽車領(lǐng)域廣泛使用，2022年其占比已經(jīng)達(dá)到22%，并且有逐年加大的趨勢(shì)。

從汽車MOSFET的主要玩家來(lái)看，主要以英飛凌、安森美、瑞薩、東芝、意法半導(dǎo)體、羅姆、微芯科技等廠商為主。

2022年四季度，各類型MOSFET（低壓、高壓、 寬帶隙）交期均維在24周以上，其中英飛凌、意法半導(dǎo)體等大廠的交期更是在42周以上，由此可見(jiàn)市場(chǎng)對(duì)MOSFET產(chǎn)品需求依舊維持高漲；從價(jià)格趨勢(shì)上來(lái)看，大部分MOSFET廠商產(chǎn)品價(jià)格維持穩(wěn)定，市場(chǎng)短期內(nèi)未看到下行的風(fēng)險(xiǎn)。

（三）IGBT

IGBT在新能源汽車中的主要應(yīng)用包括電機(jī)控制器、車載充電器（OBC）、車載空調(diào)、以及為新能源汽車充電的直流充電樁中。

從價(jià)值量來(lái)看，IGBT及IGBT模塊在新能源汽車成本結(jié)構(gòu)中，占驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的比重已達(dá)50%，占全車成本的比重也高達(dá)8-10%，是新能源汽車中成本最高的單一元器件，并且單車價(jià)值量在持續(xù)提升，價(jià)值量占新增器件比重超過(guò)80%，是功率器中在汽車電動(dòng)化過(guò)程中最受益的品種。

競(jìng)爭(zhēng)格局方面，目前IGBT主要由歐洲和日本大廠主導(dǎo)，前五大廠商市占率超過(guò)60%。據(jù)民生證券統(tǒng)計(jì)，目前英飛凌市占率為32.7%，是IGBT領(lǐng)域的絕對(duì)巨頭。除了英飛凌之外，三菱電機(jī)和富士電機(jī)目前市占率都為9.6%，其他廠商比如賽米控市占率為6%、Vincotech市占率為4.4%、日立市占率為2.7%。

由于新能源汽車需求端的爆發(fā)與供給端擴(kuò)產(chǎn)周期的錯(cuò)配，導(dǎo)致目前整個(gè)汽車IGBT都處于嚴(yán)重供不用求的狀態(tài)。

早在2022年，業(yè)內(nèi)就傳出安森美深圳工廠的2023年產(chǎn)能已全部售罄，為了防止交不上貨的風(fēng)險(xiǎn)，公司已停止接受新的IGBT訂單。作為汽車行業(yè)前十大半導(dǎo)體供應(yīng)商之一，安森美IGBT模塊產(chǎn)能超五十萬(wàn)只，收入的近1/3來(lái)自汽車市場(chǎng)。而安森美停止接單的這一舉動(dòng)，足以說(shuō)明當(dāng)下車規(guī)IGBT行情的火熱。供應(yīng)鏈人士認(rèn)為，目前車規(guī)IGBT的供需缺口在2023年看不到任何緩解的跡象。

（四）碳化硅功率器件

SiC功率器件在新能源汽車中主要應(yīng)用于主驅(qū)逆變器、OBC、DC/DC車載電源轉(zhuǎn)換器和大功率DC/DC充電器領(lǐng)域。

其中，在主逆變器中，碳化硅能將動(dòng)力電池的直流電逆變成三相交流電驅(qū)動(dòng)電機(jī)；在OBC（車載充電機(jī)）中，能將電網(wǎng)的交流電轉(zhuǎn)變成對(duì)應(yīng)電壓的直流電為動(dòng)力電池充電；而在DC-DC中，碳化硅功率器件將動(dòng)力電池的高電壓轉(zhuǎn)換為12V、48V等低電壓，為其他低電壓系統(tǒng)供電。

從整體市場(chǎng)布局看，目前碳化硅器件尤其是車用碳化硅功率器件市場(chǎng)主要由海外大廠掌控，包括意法半導(dǎo)體、英飛凌、Wolfspeed、羅姆及安森美等頭部IDM廠商深耕車用市場(chǎng)多年，跨足上游材料到加工器件等產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)，并且與各車企及Tier1廠商及車企合作緊密，市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)明顯。

數(shù)據(jù)來(lái)源：Yole

具體來(lái)看，意法半導(dǎo)體在車規(guī)碳化硅領(lǐng)域擁有先發(fā)優(yōu)勢(shì)，其通過(guò)率先打入特斯拉供應(yīng)鏈，目前在車規(guī)級(jí)碳化硅模塊應(yīng)用市場(chǎng)占比約41%；英飛凌依托其在車規(guī)級(jí)功率器件方面的技術(shù)積淀，近兩年開(kāi)拓了大眾、現(xiàn)代、日產(chǎn)、小鵬等客戶，市占率快速提升，目前市占率為23%；此外，安森美也看好并積極“押注”車規(guī)級(jí)碳化硅產(chǎn)品，2021年通過(guò)收購(gòu)襯底供應(yīng)商GTAT，搭建了從碳化硅晶錠、襯底、器件生產(chǎn)到模塊封裝的垂直整合模式，建立了自己獨(dú)特的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，主要客戶有蔚來(lái)、特斯拉、奔馳等。

資料來(lái)源：芯八哥整理

三、依托最大的新能源汽車市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)車規(guī)功率器件廠商在國(guó)產(chǎn)替代的驅(qū)動(dòng)下迅速崛起

從技術(shù)層面來(lái)說(shuō)，由于功率半導(dǎo)體對(duì)晶圓尺寸及工藝制程要求相對(duì)較低，比如二極管、晶閘管等功率器件目前還是以4英寸/6英寸的微米級(jí)別的工藝制程為主，其他如MOSFET和IGBT雖然工藝要求更高一點(diǎn)，但目前也還是以8英寸的工藝制程為主，這和邏輯芯片不斷追求摩爾定律快速更新迭代有較大的區(qū)別。

功率器件和邏輯器件在晶圓尺寸和工藝制程的對(duì)比

資料來(lái)源：集邦咨詢

因此，在當(dāng)前全球汽車缺芯疊加國(guó)產(chǎn)替代的大背景下，依靠國(guó)內(nèi)豐富的晶圓代工、封測(cè)資源，我國(guó)功率器件廠商或?qū)⒂瓉?lái)歷史性發(fā)展機(jī)遇。

總體來(lái)看，由于二極管和晶閘管出現(xiàn)的時(shí)間相對(duì)較早，總體結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝較為簡(jiǎn)單，目前我國(guó)廠商已經(jīng)在這兩個(gè)領(lǐng)域取得了一定的發(fā)展成績(jī)。而目前需求增長(zhǎng)較快的MOSFET、IGBT等晶體管系列，當(dāng)前正處于下游高景氣和國(guó)產(chǎn)替代的關(guān)鍵時(shí)期，也有一部分廠商在上述領(lǐng)域開(kāi)始崛起。

（一）二極管與晶閘管

從細(xì)分市場(chǎng)來(lái)看，在二極管領(lǐng)域，安世半導(dǎo)體、蘇州固鍀、揚(yáng)杰科技、捷捷微電等廠商市占率位于國(guó)內(nèi)前列。其中安世半導(dǎo)體在汽車二極管方面擁有汽車齊納二極管、汽車肖特基二極管和整流器、汽車開(kāi)關(guān)二極管等產(chǎn)品，客戶除了特斯拉、比亞迪等汽車終端廠商外,也包括了大陸、德?tīng)柛?、電裝等全球頂尖的Tier1廠商；揚(yáng)杰科技緊抓功率半導(dǎo)體國(guó)產(chǎn)替代契機(jī)，新能源汽車業(yè)務(wù)正在持續(xù)放量。截至目前，公司已獲得比亞迪、吉利、海馬、長(zhǎng)安汽車、上汽榮威等客戶的認(rèn)證和訂單；捷捷微電在新能源汽車方面，有部分瞬態(tài)二極管產(chǎn)品已經(jīng)用于充電樁上，主要合作客戶有東風(fēng)、羅思韋爾等。

在晶閘管領(lǐng)域，2021年捷捷微電、時(shí)代電氣、臺(tái)基股份分別以28.5%、14.4%、10.7%的比例位于國(guó)內(nèi)市場(chǎng)前三。其中，捷捷微電在國(guó)內(nèi)汽車電子領(lǐng)域合作客戶有比亞迪、羅思韋爾等，主要用于充電樁中。

資料來(lái)源：華金產(chǎn)業(yè)研究院

文章來(lái)源：芯八哥<span style="margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; wo