中國功率半導體，開啟黃金十年

半導體產業縱橫|其他|other else|

2023-03-16 08:51:58 739

隨著國內功率半導體廠商對相關產品的持續研發，以及國外巨頭的產能不斷擴張，功率半導體如今已成為競爭激烈的“紅海市場”。

功率半導體的功能主要是對電能進行轉換，對電路進行控制，改變電子裝置中的電壓和頻率，直流或交流等，具有處理高電壓，大電流的能力。

在過去相當長的一段時間里，功率半導體市場一直由歐、美、日等外資巨頭牢牢占據著主導地位，隨著近年來新能源汽車的發展，許多本土企業也紛紛入局。放眼市場，不論是傳統Si功率器件IGBT、MOSFET，還是以SiC、GaN等為代表的第三代半導體，國內都有企業布局。

IGBT市場爆發

2022年中國IGBT產業進入爆發期。

根據中國汽車工業協會最新統計顯示，2022年中國新能源汽車持續爆發式增長，產銷分別完成705.8萬輛和688.7萬輛，同比分別增長96.9%和93.4%，連續8年保持全球*。

IGBT作為新能源汽車核心零部件，需求量持續高漲。IGBT芯片廠商包括英飛凌和安森美等，這些大廠的交期平均都在一年以上，同時海外如歐洲和美國的電動車市場也開始進入高速增長期，他們會優先保障本土供應。因此，在供需偏緊的情況下，國產IGBT廠商在車載IGBT領域的替代進程加速。

2021年底，時代電氣、士蘭微和華虹半導體等廠商的IGBT產能相繼投產，相關企業利潤也迅速增厚。比如：斯達半導、士蘭微、比亞迪半導體、時代電氣、宏微科技、華潤微、新潔能等半導體企業IGBT業務均實現了極大提升，車規級IGBT產品在市場上也實現了極大突破。

根據DIGITIMES Research統計與分析，2022年IGBT因電動車與光伏發電市場的強勁需求，在供應端產能有限的情況下，整體供需缺口達13.6%。對于中國市場來說，IGBT是近年來半導體和電動汽車的布局熱點，不過至今車規級IGBT產品國產化率仍然較低。

MOSFET營收超億

MOSFET器件具有開關速度快、輸入阻抗高、熱穩定性好等特點，廣泛應用于低中高壓的電路中，是覆蓋電壓范圍最廣，下游應用最多的功率器件之一。

隨著新能源汽車加速發展，汽車功率器件供應缺口拉大，以及以瑞薩為代表的大廠逐步退出中低壓 MOSFET 部分市場。在供給優化與需求增加的雙重驅動下，國產車規級功率器件廠商開始加速進入汽車供應鏈。

目前士蘭微、安世半導體在 MOSFET 市場份額上位列國內廠商前列。此外，華潤微、揚杰科技、蘇州固锝、華微電子、新潔能、東微半導、捷捷微電等國內廠商近年來在車規級 MOSFET 領域持續發展。

以士蘭微、華潤微、揚杰科技為代表的 IDM 公司已覆蓋高壓超級結產品，并逐步擴大產品占有率：士蘭微已完成 12 英寸高壓超結 MOS 工藝平臺開發；華潤微2022年Q1高壓超結產品收入超億元；揚杰科技2022年Q1汽車 MOS 訂單實現大幅增長。

在設計公司端，東微半導、新潔能為代表的 MOSFET 廠商發展迅速：東微半導 2022年Q1高壓超結 MOS 產品收入占比達 78.1%，車載充電機收入占比超14%；新潔能2022年Q1 超結MOS 收入近億元(占11.5%)，汽車電子收入占比達 13%。

SiC持續加碼

SiC作為第三代半導體材料，具有比硅更優越的性能。不僅禁帶寬度較大，還兼具熱導率高、飽和電子漂移速率高、抗輻射性能強、熱穩定性和化學穩定性好等優良特性。

SiC器件廣泛用于光伏逆變器、工業電源和充電樁市場，已成為中國功率半導體廠商的必爭之地。目前斯達半導車規級 SiC MOSFET 模塊開始大批量裝車應用，并新增多個使用車規級 SiC MOSFET 模塊的主電機控制器項目定點；三安光電、華潤微等企業在 SiC 二極管、SiC MOSFET 等器件領域已逐步實現產品系列化；士蘭微、聞泰科技等企業也積極布局 SiC 器件研發，并已取得階段性進展。

面對市場需求轉變，功率半導體被認為是中國半導體產業崛起的可能突破口之一，中國廠商也投入了大量資金進行布局，相關計劃也陸續傳出進度更新的消息。

豪擲千金“下注”

去年12月，華潤微電子重慶12英寸晶圓制造生產線以及先進功率封測基地實現通線。其12英寸晶圓制造生產線項目總投資75.5億元，功率半導體封測基地項目總投資42億元，成功通線標志著華潤微車用功率裝置產業基地已初步成形，將持續支持產品應用升級，進一步完善在車用功率半導體領域的布局。

去年10月，中車時代功率半導體器件核心制造產業園項目開工。該項目計劃總投資逾52億元。項目建成達產后，可新增年產36萬片8英寸中低壓組件基材的生產能力，產品主要面向新能源發電及工控家電領域。

去年6月，士蘭微投資建設“年產720萬塊汽車級功率模塊封裝項目”該項目總投資30億元。隨后在10月，又投資65億元，用于年產36萬片12英寸芯片生產線項目（39億元）、SiC功率器件生產線建設項目（15億元）、汽車半導體封裝項目（一期）（30億元）等。

當下困局

可以看到，中國功率半導體的發展如火如荼，各大廠商正在大舉進軍，然而功率半導體行業仍存在著諸多難題需要克服。

整體國產率依舊較低。中國的功率半導體產業規模增速快于全球，但總的來說，本土功率半導體器件自給率依舊較低，在器件的生產制造和自身消費之間存在巨大供需缺口。據中商產業研究院數據顯示，2020年國內功率半導體市場需求規模達到56億美元，占全球需求比例約為39%。中國是全球最大的功率器件消費國，但國內功率器件整體自給率不足10%，自給率很低，超過90%的需求還依靠進口。

缺乏行業龍頭。根據Omdia公布的2021年功率半導體市場前十大廠商銷售額排名，英飛凌排名*，安森美排名第二，意法半導體排名第三，中國則只有聞泰科技旗下安世半導體上榜，排名第八。可以看到，相比美日歐強勢的市占率，中國還與之存在較大差距。

產品處于劣勢。功率半導體器件真正實現“上車”需要經過多重驗證。目前意法半導體、英飛凌等設計生產的SiC MOSFET已經大規模上車。中國廠商的斯達半導、比亞迪半導體等，尚處于少量供應階段。不過隨著技術逐步突破，國內功率半導體產品正在陸續完成車規認證。

何時能跑出中國的英飛凌？

近日，士蘭微發布了向特定對象融資65億元，以發展包括SiC和IGBT等功率器件在內的多項產品的報告。在報道中，士蘭微分享了他們對功率半導體，特別是中國功率半導體行業的看法。

士蘭微在報告中指出：

近年來，功率半導體行業呈現穩健增長的態勢，根據 IHS Markit 的統計，2021 年全球功率半導體市場規模約為 462 億美元。隨著下游應用領域的不斷拓展延伸以及物聯網、通信和新能源汽車等新興應用領域的蓬勃發展，未來功率半導體市場仍將保持增長態勢。根據 IHS Markit 預測，到 2024 年全球功率半導體市場規模將達到 522 億美元。

中國作為全球最大的新能源汽車市場，在車規級功率半導體市場領域一直被國際巨頭占據，國內自給率不足 10%，存在巨大的供需缺口。但功率半導體器件技術迭代速度較慢，使用周期較長，國內廠商擁有充足的發展和追趕時間。

正如士蘭微所言，功率半導體采用非尺寸依賴的特色工藝，不追求7nm、5nm等先進制程，因此功率半導體相對邏輯IC工藝技術難度低，同時不需要動輒百億美金的產線投入，國產廠商更容易實現技術追趕。

根據中國半導體行業協會的數據，2021年中國功率半導體前十大企業為安世半導體、華潤微、揚杰科技、士蘭微、華微電子、捷捷微電、斯達半導、新潔能、比亞迪半導體、時代電氣。前十大企業中，安世半導體產品覆蓋最為*，基本上涵蓋了二極管、MOS、IGBT、SiC等主要產品線；此外，士蘭微、華潤微、揚杰科技等老牌功率器件廠商產品也基本上覆蓋了市場主流的MOS和IGBT產品；而比亞迪半導體和時代電氣，背靠母公司擁有強大的終端市場，相關功率器件產品除了自用外，也走向市場開始向其他大客戶實現了批量出貨。

中國擁有功率半導體應用增長最快、潛力最大的特色市場，市場的比重也在繼續提升，未來，隨著技術水平的提升以及管理經驗的積累，國內相關企業有望進一步對國外企業形成競爭優勢，占據更大的市場空間。

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