產(chǎn)研?| 中國功率分立器件產(chǎn)業(yè)分析（截止2022年1月）

功率半導體作為電子電力設備中電能轉(zhuǎn)換與電路控制的核心，主要用于改變電子裝置中電壓和頻率、直流交流轉(zhuǎn)換（變頻、變壓、變流和功率管理）等。功率半導體可以分為功率IC和功率分立器件兩大類。功率分立器件主要包括二極管、晶閘管、晶體管等產(chǎn)品；功率IC可分為AC-DC、AC-DC和PMIC等器件。本文將主要討論功率分立器件的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。

功率半導體產(chǎn)品范圍示意圖，來源：華潤微招股書

功率器件的種類較多，根據(jù)可控性分類可以將功率半導體分為不可控型（二極管）、半可控型（晶閘管為主）及全控型（IGBT、MOSFET為主）。二極管、晶閘管等傳統(tǒng)器件在較復雜的高頻率下應用較為困難，但優(yōu)勢在于成本較低，生產(chǎn)工藝相對簡單，主要適用于結(jié)構(gòu)相對簡單的產(chǎn)品領(lǐng)域。IGBT、MOSFET等器件更多應用于高壓、高可靠性領(lǐng)域，工藝結(jié)構(gòu)相對復雜且生產(chǎn)工藝難度較高，成本也相對較高，在汽車、逆變器、軌交等領(lǐng)域廣泛使用。

各類功率半導體特性，來源：東亞前海證券研究所

?功率分立器件全球市場現(xiàn)狀

功率半導體器件是半導體器件的重要組成部分，是電力電子應用裝備的基礎(chǔ)和核心器件，主要用于電力電子設備的整流、穩(wěn)壓、開關(guān)、變頻等，具有應用范圍廣、用量大等特點。

功率半導體分立器件，來源：WIND

功率器件可用于幾乎所有的電子制造業(yè)，其下游應用非常廣泛，包括新能源（風電、光伏、電動汽車）、消費電子、智能電網(wǎng)、軌道交通等，根據(jù)每個細分領(lǐng)域性能要求的不同（頻率、電壓、損耗），不同的功率器件（MOSFET、IGBT、SiC等）可以應用于不同的領(lǐng)域。按照下游應用領(lǐng)域，功率器件主要可以分為五大類，包括工業(yè)控制（市場占比約為23%），消費電子（20%），計算機（20%），汽車電子（18%），網(wǎng)絡通信（15%）。MOSFET、二極管和IGBT是三種占比最高的功率器件。

功率半導體器件下游應用市場結(jié)構(gòu)，來源：來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院

功率半導體器件類型市場結(jié)構(gòu)，來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院

從應用角度來看，功率分立器件的下游應用主要包括消費電子、白色家電、工業(yè)控制、新能源汽車等。針對不同應用場景對應的功率和頻率，各領(lǐng)域產(chǎn)品選擇使用相應的功率器件。功率MOSFET因其開關(guān)高頻、低損耗特性，主要應用于手機、相機、PC、車載、照明、TV等領(lǐng)域。IGBT因其耐壓高、開關(guān)速度快特性，主要應用于變頻家電、新能源汽車、工業(yè)領(lǐng)域。新能源汽車無疑將是功率半導體下游中最具發(fā)展?jié)摿Φ男袠I(yè)。同時電氣化需求及新能源汽車發(fā)展也將驅(qū)動可再生能源發(fā)電、工業(yè)（包括IoT和自動駕駛）等領(lǐng)域成長，這些領(lǐng)域都將驅(qū)動功率半導體市場需求增長。

功率半導體下游應用廣泛，來源：Rohm

2021年全球功率分立器件市場規(guī)模約300億美元，工業(yè)、汽車是重要應用領(lǐng)域。功率器件主要作用為電力轉(zhuǎn)換和功率控制，可有效提高能量轉(zhuǎn)換效率減少功耗，可分為二極管、晶閘管、晶體管等。根據(jù)WSTS的數(shù)據(jù)，2020年全球功率分立器件市場規(guī)模為238億美元，預計2021、2022年將分別增長26.4%、7.2%至301億美元和323億美元。根據(jù)IHSMarkit?的數(shù)據(jù)，2018年全球功率半導體市場中工業(yè)占比35.08%，汽車占比23.55%，通訊占比23.19%，消費電子占比18.18%。

目前全球功率器件市場仍由歐美日企業(yè)主導，其中英飛凌以19%的市占率占據(jù)絕對領(lǐng)先地位。其后的安森美和三菱市占率分別為10.0%和7.0%。前十大公司合計市占率達到58.9%。具體到MOSFET和IGTB細分領(lǐng)域，在中國MOSFET市場中，市占率前三分別是英飛凌、安森美和華潤微，市占率分別為28.4%、16.9%和8.7%。IGBT市場同樣英飛凌一家獨大，全球市占率達到37%，其后的安森美和富士電氣市占率達到10%和9%。功率器件高端應用市場和技術(shù)基本被國外企業(yè)壟斷。在市場方面，國內(nèi)軌道交通、通訊基站等高端應用領(lǐng)域的MOSFET及IGBT產(chǎn)品主要被國際巨頭壟斷，尤其在超低能耗高可靠性功率器件細分市場，幾乎全部被國際一流半導體企業(yè)壟斷。在技術(shù)方面，一些半導體功率器件關(guān)鍵技術(shù)仍掌握在少數(shù)國外公司手中；以高端功率MOSFET為例，國際一流半導體企業(yè)如英飛凌、安森美、意法半導體等均已推出全球先進技術(shù)的屏蔽柵功率MOSFET和超結(jié)功率MOSFET，而國內(nèi)僅有少數(shù)幾家企業(yè)具備研發(fā)設計能力并推出相關(guān)產(chǎn)品。

全球功率器件和模組市場格局，來源：IHS

?中國本土功率器件產(chǎn)業(yè)情況

相對于發(fā)達國家，中國的功率器件行業(yè)起步較晚，技術(shù)實力、產(chǎn)品穩(wěn)定性與行內(nèi)主要企業(yè)相比，仍然存在較大的差距特別是中高檔產(chǎn)品仍一定程度依賴進口。

但是，中國已經(jīng)成為全球功率半導體產(chǎn)業(yè)的重要市場。2021年中國功率半導體市場規(guī)模將達159億美元，2015-2021年CAGR達6.3%。國內(nèi)功率半導體市場發(fā)展日益成熟，中國作為全球最大的功率半導體消費國，市場規(guī)模穩(wěn)步增長。我國功率半導體器件行業(yè)的高速發(fā)展，離不開下游應用產(chǎn)品的旺盛需求。從應用領(lǐng)域來看，工業(yè)控制、汽車電子等領(lǐng)域是我國功率半導體領(lǐng)域需求最大的幾個領(lǐng)域。根據(jù)IHS Markit預測，MOSFET和IGBT是未來5年增長最強勁的半導體功率器件。隨著新能源車（電機控制器、車載空調(diào)、充電樁）、光伏等行業(yè)的快速發(fā)展，MOSFET、IGBT在功率半導體的市場規(guī)模占比有望持續(xù)提升。

2020中國半導體功率器件十強企業(yè)（中國半導體行業(yè)協(xié)會）

據(jù)與非研究院統(tǒng)計，目前，國內(nèi)功率器件廠商約為88家，從城市分布來看（總部所在地），廣東25家，江蘇18家，上海16家，陜西6家，北京5家，浙江5家，福建4家，四川2家，山東2家，安徽2家，重慶1家，湖南1家，河南1家。廣東、江蘇、上海成為了功率半導體發(fā)展的三大重鎮(zhèn)，對比2021年中國IC設計業(yè)規(guī)模最大的十個城市（按IC銷售額排名：上海、北京、深圳、杭州、無錫、西安、南京、武漢、珠海、成都。）重合度并不大。可見功率器件產(chǎn)業(yè)規(guī)模的發(fā)展有其自身的行業(yè)特殊性，考慮到功率器件的應用中工業(yè)、汽車、通信占比較高，從貼近客戶的角度，或許可以解釋相對應的城市區(qū)位分布。

中國功率半導體產(chǎn)業(yè)鏈（上市部分），來源：上市公司公開資料

與非研究院同時也羅列了國產(chǎn)功率半導體產(chǎn)業(yè)鏈上的上市公司。其中功率分立器件業(yè)務為主的公司主要以IDM模式為主，也有一些Fabless模式的公司：

聞泰科技于2006年創(chuàng)立，2008年主營業(yè)務轉(zhuǎn)型升級為ODM，2016年借殼中茵股份“曲線上市”。2018年收購功率半導體IDM企業(yè)安世半導體打通了產(chǎn)業(yè)鏈上下游從芯片設計、晶圓制造、半導體封裝測試全流程，并擁有自建模具廠和完善的智能化生產(chǎn)線。安世半導體是全球領(lǐng)先的功率半導體制造商。據(jù)安世數(shù)據(jù)顯示，公司全球整體市占率達到8.4%，其中在小信號二極管和晶體管、ESD保護器件全球排名第一，PowerMOS汽車領(lǐng)域、邏輯器件全球排名第二，小信號MOSFET排名第三。

新潔能成立于2013年，目前已成長為國內(nèi)8英寸及12英寸芯片投片數(shù)量最大的功率半導體公司之一，公司連續(xù)四年名列“中國半導體功率器件十強企業(yè)”。目前公司已經(jīng)掌握MOSFET、IGBT等多款產(chǎn)品的研發(fā)核心技術(shù)。是國內(nèi)最早同時擁有溝槽型功率MOSFET、超結(jié)功率MOSFET、屏蔽柵功率MOSFET及IGBT四大產(chǎn)品平臺的本土企業(yè)之一。產(chǎn)品電壓覆蓋12V~1700V的全系列產(chǎn)品，是國內(nèi)MOSFET、IGBT等半導體功率器件市場占有率排名領(lǐng)先的企業(yè)。此外，公司在SiC/GaN第三代半導體器件亦有所布局。

嘉興斯達半導體股份有限公司成立于2005年4月，主要從事功率半導體芯片和模塊尤其是IGBT芯片和模塊研發(fā)、生產(chǎn)和銷售服務的國家級高新技術(shù)企業(yè)。公司在全球IGBT模塊市場市占率為3.3%，全球排名第六，國內(nèi)排名第一，是國內(nèi)IGBT領(lǐng)軍企業(yè)。公司的產(chǎn)品廣泛應用于工業(yè)控制和電源、可再生能源、新能源汽車、白色家電等領(lǐng)域。

中車時代電氣是中國中車旗下股份制企業(yè)。公司于2006年在香港聯(lián)交所主板上市，2021年科創(chuàng)板上市，實現(xiàn)A+H股兩地上市。功率半導體領(lǐng)域，公司建有6英寸雙極器件、8英寸IGBT和6英寸碳化硅的產(chǎn)業(yè)化基地，擁有芯片、模塊、組件及應用的全套自主技術(shù)。公司全系列高可靠性IGBT產(chǎn)品打破了軌道交通核心器件和特高壓輸電工程關(guān)鍵器件由國外企業(yè)壟斷的局面。目前正在解決新能源汽車核心器件自主化問題。

華潤微成立于2003年，自2004年起連續(xù)被工信部評為中國電子信息百強企業(yè)。公司是國內(nèi)領(lǐng)先的掌握芯片設計、制造、封測一體化運營能力的IDM企業(yè)。主營產(chǎn)品：MOSFET、IGBT、FRD、SBD等功率器件。在MOSFET領(lǐng)域中，公司是國內(nèi)少數(shù)能夠提供100V至1500V范圍內(nèi)低、中、高壓全系列MOSFET產(chǎn)品的企業(yè)。同時，公司成功研發(fā)1200V和650VSiC肖特基二極管產(chǎn)品。此外，公司國內(nèi)首條6英寸商用SiC晶圓生產(chǎn)線正式量產(chǎn)。2020年MOSFET市場公司排名全球第八，中國大陸第一，市占率達到3.9%。

士蘭微成立于1997年9月，2003年3月公司在上交所上市。目前已發(fā)展成為國內(nèi)規(guī)模最大的集成電路芯片設計與制造一體（IDM）的企業(yè)之一。公司被國家發(fā)展和改革委員會、工業(yè)和信息化部等國家部委認定為“國家規(guī)劃布局內(nèi)重點軟件和集成電路設計企業(yè)”，且陸續(xù)承擔了國家科技重大專項“01專項”和“02專項”多個科研專項課題。公司主要產(chǎn)品包括集成電路、半導體分立器件、LED（發(fā)光二極管）產(chǎn)品。公司擁有5、6、8英寸芯片生產(chǎn)線和正在建設的12英寸芯片生產(chǎn)線和先進化合物芯片生產(chǎn)線。產(chǎn)品方面，公司完成了國內(nèi)領(lǐng)先的高壓BCD、超薄片槽柵IGBT、超結(jié)高壓MOSFET、高密度溝槽柵MOSFET、快恢復二極管、MEMS傳感器等工藝的研發(fā)，形成了較完整的特色工藝制造平臺。2020年MOSFET市場公司排名全球第十，中國大陸第三，市占率2.2%。IGBT分立器件市場公司排名全球第十，中國大陸第一，市占率2.6%。

捷捷微電子成立于1995年，主要從事功率半導體芯片和器件的研發(fā)、設計、生產(chǎn)和銷售。公司產(chǎn)品包括單向可控硅、雙向可控硅、TVS、固體放電管、整流二極管、快恢復二極管、MOSFET等。目前擁有200多個品種的功率半導體芯片和器件產(chǎn)品。其中，公司晶閘管業(yè)務在國內(nèi)處于領(lǐng)先地位。2021年6月，公司擬發(fā)行可轉(zhuǎn)債募投11.95億元，用于投入車規(guī)級功率半導體先進封測項目，未來隨著公司逐步開發(fā)車規(guī)級MOSFET產(chǎn)品，MOSFET將成為公司業(yè)績增長的主要動能。

揚州揚杰電子科技股份有限公司成立于2006年，于2014年1月23日在深交所上市。公司是國內(nèi)少數(shù)集半導體分立器件芯片設計制造、封裝測試、終端銷售與服務等產(chǎn)業(yè)鏈垂直一體化（IDM）的杰出廠商。公司已連續(xù)數(shù)年入圍"中國半導體功率器件十強企業(yè)"前三強。公司主營產(chǎn)品為包括分立器件芯片、整流器件、保護器件、小信號、MOSFET、IGBT等。其中二極管、整流橋類產(chǎn)品在國內(nèi)占據(jù)領(lǐng)先地位。產(chǎn)品廣泛應用于消費類電子、安防、工控、汽車電子、新能源、家電等領(lǐng)域。IGBT：8英寸工藝的1200VTrench FS IGBT?芯片及對應模塊開始風險量產(chǎn)，IGBT高頻系列模塊、IGBT變頻器系列模塊等也取得批量訂單。MOSFET：公司持續(xù)優(yōu)化提高TrenchMOSFET?和SGTMOS?系列產(chǎn)品性能，擴充產(chǎn)品品類。

無錫芯朋微電子成立于2005年，主要業(yè)務為電源管理為主的模擬及數(shù)?；旌霞呻娐吩O計，專注于開發(fā)綠色電源管理和驅(qū)動芯片。公司主要產(chǎn)品包括家用電器類芯片、標準電源類芯片、工控功率類芯片產(chǎn)品創(chuàng)新方面，公司開發(fā)并率先量產(chǎn)700V單片集成MOS開關(guān)電源管理芯片、1000V智能MOS開關(guān)電源管理芯片、零瓦待機的高壓工業(yè)開關(guān)電源芯片、200VSOI集成驅(qū)動電源芯片等創(chuàng)新產(chǎn)品目前，公司已發(fā)展成為國內(nèi)家用電器、標準電源行業(yè)電源管理芯片的主要供應商，產(chǎn)品已滲透至國內(nèi)知名終端客戶，包括美的、格力、海爾、創(chuàng)維、蘇泊爾、九陽、小米、聯(lián)想等。

富滿微電子集團股份有限公司創(chuàng)立于2001年，目前已經(jīng)成為集成電路行業(yè)電源管理類芯片、LED控制及驅(qū)動類芯片等細分領(lǐng)域的領(lǐng)先企業(yè)。2012年起，公司陸續(xù)投建封測產(chǎn)線，實現(xiàn)了集設計、生產(chǎn)一體化，保障客戶需求的同時，提升自身的市場競爭力。公司主要產(chǎn)品包括電源管理類芯片、LED控制及驅(qū)動類芯片、射頻前端芯片等。產(chǎn)品廣泛應用于消費電子、通訊設備、工業(yè)控制、汽車電子、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域。

?結(jié)論：芯片大缺貨給國產(chǎn)功率器件帶來機會

2021Q4功率半導體交期及價格現(xiàn)狀，來源：東亞前海證券研究所

從2021年的市場行情來看，四季度MOSFET、IGBT交貨周期平均維持25周以上，交期持續(xù)拉長，供不應求局面短期仍難以緩解。從交期趨勢上來看，2021年三季度受東南亞新一輪疫情影響，功率半導體各大廠商出貨受阻，市場缺貨加劇，交期進一步拉長。國外功率器件品牌的交期普遍延長，缺貨情況嚴重導致產(chǎn)品價格快速上漲，這也讓終端客戶由于缺芯被迫削減訂單。

以往功率器件對產(chǎn)品性能和耐用性起到至關(guān)重要作用，因此下游廠商缺乏動力替換供應商。即使產(chǎn)品性能一致，國內(nèi)廠商也缺乏機會進入供應鏈。在海外半導體供應不確定性加劇的情況下，從供應鏈安全的角度考慮，越來越多的客戶考慮選擇本土供應商，這也給了國產(chǎn)功率器件巨大的機遇和挑戰(zhàn)。對于一些不涉及、不影響核心的產(chǎn)品，本土OEM可能會主動趨于國產(chǎn)化產(chǎn)品，或者進行相關(guān)的備份，以培育本土供應商體系。一旦本土企業(yè)的技術(shù)在市場上經(jīng)過了規(guī)?；炞C，加之本土企業(yè)本身在成本以及供貨保障上的優(yōu)勢，有希望在不同領(lǐng)域打破國外品牌的壟斷。

近年來，國內(nèi)功率器件廠商也在不斷增強產(chǎn)品的國際競爭力。隨著智能化時代的到來，例如新能源汽車實現(xiàn)自動駕駛和聯(lián)網(wǎng)化，需要更長的續(xù)航能力的和高效的電池管理，對于功率半導體將提出更高的要求。而新一代半導體材料，例如碳化硅和氨化鎵，在電場強度、熱導率禁帶寬度飽和遷移速度方面有著優(yōu)異表現(xiàn)，已經(jīng)成為國內(nèi)功率半導體廠商的重點研發(fā)方向。在制造工藝方面，國內(nèi)企業(yè)與國際一流的技術(shù)水平差距逐漸縮小。因為模擬電路設計和工藝制程更新速度相對較慢，所以國內(nèi)廠商有機會拉近與一流水平的差距，以BCD工藝制程為例，目前華虹無錫12英寸廠的90納米BCD工藝平臺是世界先進水平。

此外，國內(nèi)企業(yè)的研發(fā)部門在國內(nèi)，可以配合客戶的定制化需求，更好的貼近客戶。在二極管、中低壓MOSFET、晶閘管等領(lǐng)域，本土廠商已經(jīng)開始進口替代，但市場份額占比仍然較低，未來有望依靠上述優(yōu)勢提升市占率。當然，要提供我國功率器件的核心競爭力，除了在產(chǎn)量上要提升，更要加強核心技術(shù)，在高端領(lǐng)域進行突破，擺脫我國功率器件高端產(chǎn)品的進口以來。據(jù)悉，在高壓MOSFET和IGBT器件等中高端領(lǐng)域,目前部分企業(yè)已經(jīng)實現(xiàn)突破。