一、功率半導體概述
功率半導體是電子裝置電能轉換與電路控制的核心，本質上，是通過利用半導體的單向導電性實現電源開關和電力轉換的功能，來實現是變頻、變相、變壓、逆變、整流、增幅、開關等，被廣泛應用於汽車、通信、消費電子和工業領域。
功率半導體主要分為功率器件、功率IC。其中功率器件主要包括二極體、電晶體、晶閘管三大類別，其中電晶體是分立器件中市場份額最大的種類。常見電晶體主要有BJT、IGBT和MOSFET。MOSFET和IGBT逐漸成為主流，而多個IGBT可以集成為IPM模塊，用於大電流和大電壓的環境。功率IC是由功率半導體與驅動電路、電源管理晶片等集成而來的模塊，主要應用在小電流和低電壓的環境。
圖：功率半導體分類（中銀證券）
根據Yole數據，2017年功率IC佔全球功率半導體市場規模的54%，是市場份額佔比最大的功率半導體產品；MOSFET市場規模佔比17%；功率二極體市場規模佔比15%；由於IGBT的操作頻率範圍較廣，能夠覆蓋較高的功率範圍，市場規模佔比12%。
圖：功率半導體市場結構（新時代證券）
二極體：二極體是最簡單的功率器件，通常用於穩壓電路、整流電路、檢波電路等。整流器由二極體與一些金屬堆疊而成，二者在功能上相似。根據Yole的數據，2016年全球二極體及整流器市場規模為33.43億美元，其中整流器市場規模為27.58億美元，佔比為82.50%。
MOSFET（金屬-氧化物半導體場效應電晶體）：可廣泛運用於數字電路和模擬電路，運用於開關電源、鎮流器、高頻感應加熱等領域。MOSFET在功率器件中佔比最高，2018年全球MOSFET市場規模為59.61億美元，佔功率器件市場的39.78%。預計2020年全球市場規模可達68.81億美元。
圖：全球MOSFET市場規模（新時代證券）
IGBT（絕緣柵雙極型電晶體）：是電機驅動的核心，廣泛應用與逆變器、變頻器等，其應用領域非常廣泛，小到家電、數碼產品，大到航空航天、高鐵等領域，新能源汽車、智能電網等新興應用也會大量使用IGBT。IGBT分為IGBT晶片和IGBT模塊，IGBT模塊常用於大電流和大電壓環境。預計2022年全球IGBT晶片市場規模為14.07億美元，IGBT模塊市場規模為47.75億美元。
圖：全球IGBT市場規模
功率IC：功率IC通常由功率器件、電源管理晶片和驅動電路集成而來，能承受的電流比較小，能承受大電流的模塊一般是IGBT集成形成的IPM模塊。功率IC可以分為以下五大類：線性穩壓、開關穩壓器、 電壓基準、開關IC和其他功率IC。
二、功率半導體的應用領域廣泛，市場規模持續增長
根據Yole數據，2017年全球功率半導體市場規模為327億美元，預計到2022年達到426億美元，複合增長率為5.43%。其中，工業、汽車、無線通訊和消費電子是功率半導體的前四大終端市場。根據中商產業研究院的數據，2017年工業應用市場佔全球功率半導體市場的34%，汽車領域佔比為23%，消費電子佔比為20%，無線通訊佔比為23%。隨著對節能減排的需求日益迫切，功率半導體的應用領域從傳統的工業領域和4C領域逐步進入新能源、智能電網、軌道交通、變頻家電等市場。
圖：全球功率半導體市場規模
圖：功率半導體終端市場格局
受益於工業、電網、新能源汽車和消費電子領域新興應用不斷出現，功率半導體器件市場規模不斷增長。根據Yole數據，2017年全球功率半導體器件市場規模為144.01億美元，預計到2022年功率半導體器件市場規模將達到174.88億美元，複合增長率為3.96%。
圖：全球功率半導體器件市場規模
工業領域：工業領域是功率半導體最大的市場，數控工具機、牽引機等電機對功率半導體需求很大，主要使用的功率半導體是IGBT。
根據中商產業研究院的數據，2016年全球工業功率半導體的市場規模為90億美元，受益於工業技術的進步，2020年全球工業功率半導體的市場規模將達到125億美元，複合增長率為8.56%。
汽車電子：與傳統汽車相比，電動汽車將新增大量與電池能源轉換相關的功率半導體器件，功率半導體應用大幅上升。根據麥肯錫統計數據，純電動汽車的半導體成本比傳統汽車高出近1倍。根據中商產業研究院、英飛凌數據，2017年全球汽車功率半導體市場規模為58億美元，預計到2020年達到70億美元，複合增長率6.47%。
同時，與新能源汽車相配套的充電樁對功率半導體需求也很大，新能源汽車充電樁分為直流IGBT充電樁和交流MOSFET充電樁，預計2020 年直流充電樁需求為151萬個，交流充電樁需求90.6萬個，2020年全球充電樁市場對功率半導體的需求為15.22億美元。
智能電網：智能電網發電過程中使用大量的逆變器和整流器，其中核心的功率半導體是 IGBT。光伏電網還需要使用大量的光伏二極體，預計2020年全球光伏功率半導體市場規模27.54億美元。
通信行業：5G將成為通信功率半導體市場的增長動力，5G通信帶動基站等設備的建設。通信設備市場規模不斷提升，功率半導體需求不斷增加，根據中商產業研究院數據，全球通信功率半導體市場規模將由2017年的57.45億美元增長至2020年的65.96億美元，複合增長率為4.71%，5G基站升級是通信功率半導體市場最重要的推動力。
消費電子：消費電子類型很多，電視、手機、冰箱、空調等產品都要使用功率半導體，一般是小電壓的功率半導體，如MOSFET等。受益於Type-C接口普及以及電子產品升級換代，消費電子對功率半導體需求穩步增加。根據中商產業研究院數據，2017年全球消費電子功率半導體的市場規模為19.6億美元，預計到2020年市場規模將達到23億美元，複合增長率為5.48%。
三、市場格局
功率半導體行業壁壘較高，在高端功率器件領域，以美、日、歐龍頭廠商為主導。根據IHS統計，英飛凌、安森美、意法半導體、三菱電機、東芝半導體是全球前五的功率半導體供應商，前五大供應商市場佔比達到42.6%，前十大供應商佔比達到60.6%。
而功率半導體廠商大多採用IDM模式，有完整的晶圓廠、晶片製造廠和封裝廠，垂直整合優勢明顯，對成本和質量控制能力很強，實力強勁。歐美日的功率半導體廠家大多是IDM模式，以高端產品為主；中國大陸的廠商大多也是IDM模式，產品以低端二極體和低壓MOSFET為主，實力較弱；中國臺灣以Fabless模式為主，主要負責晶片製造和封裝。
圖：功率半導體競爭格局情況
從供給端來看，全球功率半導體的主要產地集中在歐美日，佔據全球功率半導體大部分的市場份額。其次是中國臺灣，目前佔據全球10%的市場份額。中國大陸以二極體、低壓MOSFET、晶閘管等低端功率半導體為主，目前實力較弱，佔據全球10%的市場份額。
從需求端來看，中國是全球最大的功率半導體消費國。根據Yole數據，中國功率半導體市場空間佔全球比例39%，居第一位；
如此看來，中國大陸功率半導體呈供需嚴重不匹配的格局，且國內以低端產品為主，國產替代缺口巨大。隨著新領域的應用增加以及歐美產品升級產業轉移到國內，國內市場將有很大的增長空間。
圖：全球功率器件供給按照區域劃分佔比
圖：全球功率器件需求按區域劃分佔比
國內生產企業：
楊傑科技：光伏二極體領域龍頭，國內功率器件市佔率第二。
捷捷微電：消費電子領域晶閘管龍頭, 國內晶閘管市場佔有率45%以上。
臺基股份：工控領域晶閘管龍頭。
華微電子：功率IGBT行業國內領導者。
士蘭微：中高功率IGBT國內領軍企業。
斯達半導：國內IGBT龍頭，IGBT全球前十。
華潤微：國內營業收入最大、產品系列最全的MOSFET廠商。
聞泰科技：安世半導體分立器件、邏輯器件、MOSFET器件的主要產品市佔率均位於全球前三。
蘇州固鎝：國內整流器件龍頭、全球最大的二極體生產商之一