一文看懂中國功率半導體行業

作為半導體行業的重要細分領域，功率半導體是電子裝置中電能轉換與電路控制的核心。

功率半導體的應用領域已從工業控制和消費電子拓展至新能源、軌道交通、智能電網、變頻家電等諸多細分方向，市場規模呈現穩健增長態勢。

作為全球最大的功率半導體需求市場，中國佔全球需求比例高達35%。在電動車、工業領域需求助推下，國內市場有望繼續維持快速增長。

國元證券測算表示，到2025年國內功率半導體市場提供純增量規模有望達到200億元。

在國產替代方面，功率半導體追趕的技術難度相對較小，國內配套的產業鏈也更完整。

考慮到市場需求、技術難度等多方因素，功率半導體在可預見的將來有望成為國產替代進度最快的細分領域之一。

什麼是功率半導體？

功率半導體屬於半導體大行業中的一個重要細分領域，是電能轉換和電路控制的核心器件，主要用於電子裝置中電壓和頻率、直流交流轉換等。器件核心是使用最小的輸入控制功率保證輸出功率的大小和時延。

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按集成度分類，功率半導體可分為功率IC和功率分立器件兩個大類：前者是把控制電路和大功率器件都集成在同一塊晶片上的高度集成電路；後者則主要包括二三極體、電晶體和晶閘管等，根據耐壓、工作頻率不同，各自適用於不同領域。

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電晶體是分立器件的主要組成部分，細分產品包括雙極型電晶體、MOSFET（金屬氧化物半導體場效電晶體）和IGBT（絕緣柵雙極型電晶體）。

MOSFET和IGBT由於產品性能優越，應用廣泛，近年來市場規模增長較快，結構佔比不斷提升。IHS Markit預測認為，MOSFET和IGBT將是未來5年增長最強勁的半導體功率器件。

　　圖片來源：廣發證券 工業、汽車佔比最大，汽車增速最快

在應用場景方面，功率半導體目前主要應用領域包括六大方向：電動汽車、可再生能源發電、工業和自動化、儲能、數據中心和伺服器、消費類電子產品/白色家電。

在電動車領域，功率半導體組件為汽車的高扭矩電動機供電所需的轉換器，用於降低電池電壓的DC/DC轉換器，用於電池充電器的附加類似組件，是電動汽車運行的關鍵。與傳統汽車相比，電動車上的功率半導體價值增加了5倍之多。

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而在工業領域，使用IGBT的變速驅動器越來越多地取代工業應用中的傳統電機：其可以顯著提高能效，精確控制工業電機，節約約20—30%的能源消耗。

在市場佔比方面，WSTS統計顯示，2014—2018年功率半導體的主要應用領域是工業、車用和消費電子。佔比最大的是工業領域，2018年佔比超過40%；其次是電動汽車領域，2018年佔比達26.4%。

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除了市場佔比外，汽車和工業領域功率半導體需求增速同樣突出，年複合增長率分別達到8.2%和3.8%。Yole預測認為，到2023年，工業和新能源車領域功率半導體市場空間有望達到37億美元，工業領域為25億美元。　

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400億美元市場 中國需求超三成

全球市場方面，功率半導體市場規模呈現穩健增長態勢。根據IHS Markit數據，2018年全球功率半導體市場規模約為391億美元，預計至2021年市場規模將增長至441億美元，年化增速為4.1%。

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而中國則是世界最大功率半導體消費市場。

IHS Markit數據顯示，2018年中國市場需求規模達到138億美元，增速為9.5%，佔全球需求比例高達35%。市場普遍預計未來中國功率半導體將繼續保持較高速度增長，2021年市場規模有望達到159億美元，年複合增速達4.8%。

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在供應端方面，海外大廠依然在功率半導體供應方面佔據主導地位。

WSTS數據顯示，2018年全球排名前十功率半導體企業大多來自於美國、歐洲和日本，包括英飛凌， TI， NXP，日本瑞薩等。前十名廠商佔有57%的市場份額。但相對於集成電路行業，功率半導體市場集中度較低，商業生態壁壘不高。

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在頭部企業方面，目前市場佔比最大的企業是英飛凌，約佔19%左右。公司最重要的產品是MOSFET和IGBT。

英飛凌同樣是MOSFET和IGBT細分市場的領先者，分別以27%和28%的市佔率位居全球第一的位置。不同於二極體市場和電晶體市場的高度分散化，IGBT和MOSFET市場由於其技術門檻更高，具備更高的市場集中度。

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國內功率半導體供應方面，海外大廠同樣佔據主導地位：市場前五大供應商分別為英飛凌、安森美、德州儀器、高通和Dialog，合計市場份額為42%，英飛凌憑藉14%的市佔率位居首位。

　　圖片來源：廣發證券 國產替代進度最快的細分領域之一？

海外巨頭佔據供應主導地位並不意味著國內功率半導體廠商完全沒有機會。考慮到市場需求、技術難度等多方因素，功率半導體在可預見將來有望成為國產替代進度最快的細分領域之一 。

國元證券指出，相對於邏輯晶片，功率半導體追趕的技術難度相對較小，國內配套的產業鏈也更完整。

在行業屬性方面，功率半導體不需要追趕摩爾定律（投資門檻較低），倚重製程工藝、封裝設計和新材料迭代，整體趨向集成化、模塊化。

同時國內產業鏈配套齊全，製造和封測環節處於國際先進，材料和設備剛需國產化難度低。設備可以採用國產或二手，新材料剛剛開始大規模產業化，國內外技術差距不大，容易趕超。

在政策方面，國務院此前已印發 《關於印發鼓勵軟體產業和集成電路產業發展若干政策的通知》，全面支持國內半導體行業。

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在市場需求、政策、人才、資金和技術多因素催化下，國內功率半導體行業未來3—5年有望進入黃金髮展期。功率半導體在可預見將來有望成為國產替代進度最快的細分領域之一。