功率半导体行业特点趋势及机遇挑战

从产业竞争格局来看，全球功率半导体中高端产品生产厂商主要集中在美国、欧洲、日本和韩国。较于国际同行，中国功率半导体行业起步较晚，主要通过国外引进及国内企业自主创新，逐步提升行业的国产化程度，满足日益增长的下游需求。国际厂商在技术和工艺方面具有先发优势，产品门类更为齐全，形成规模经济，整体竞争力较国内企业更具优势。目前，只有少数本土公司通过长期的技术积累和持续的自主创新，在功率半导体的细分产品领域具备芯片研发、设计、制造全方位的差异化竞争优势，通过产品改进和客户积累，在某些特定下游应用领域具备国产替代优势，在国内竞争主体众多的环境中处于相对领先地位。

业界通常将国内功率半导体市场的主要企业分为三个梯队，相关梯队及企业的构成和特征如下表：

资料来源：普华有策整理

1、功率半导体产业的特点及发展趋势

作为电子系统中的基本单元，功率半导体是电力电子设备正常运行不可或缺的部件，应用场景广泛，且需求日益丰富。从行业技术和性能发展来看，功率半导体器件结构朝复杂化演进，功率半导体的衬底材料朝大尺寸和新材料方向发展；由于不同结构和不同衬底材料的功率半导体电学性能和成本各有差异，在不同应用场景各具优势，功率半导体市场呈现多器件结构和多衬底材料共存的特点。

（1）功率半导体是电力电子的基础，需求场景日益丰富

功率半导体是构成电力电子转换装置的核心组件，几乎进入国民经济各个工业部门和社会生活的各个方面，电子设备应用场景日益丰富，功率半导体的市场需求也与日俱增。随着新应用场景的出现和发展，功率半导体的应用范围已从传统的消费电子、工业控制、电力传输、计算机、轨道交通、新能源等领域，扩展至物联网、电动汽车、云计算和大数据等新兴应用领域，相关领域的应用场景如下：

资料来源：普华有策整理

消费电子和工业控制仍是功率半导体的主要应用领域，2020 年消费电子和工业控制用功率半导体市场份额分别为23.8%和20.3%。

（2）从器件结构来看，功率半导体呈现多世代并存的特点

功率半导体自20世纪50年代开始发展起来，至今形成以二极管、晶闸管、MOSFET、IGBT等为代表的多世代产品体系。新技术、新产品的诞生拓宽了原有产品和技术的应用范围，适应更多终端产品的需求，但是，每类产品在功率、频率、开关速度等参数上均具有不可替代的优势，功率半导体市场呈现多世代并存的特点。

二极管结构简单，有单向导电性，只允许电流由单一方向流过，由于无法对导通电流进行控制，属于不可控型器件。二极管广泛应用于各种电子产品中，主要用于整流、开关、稳压、限幅、续流、检波等。

与二极管相比，晶闸管用微小的触发电流即可控制主电路的开通，在实际应用中主要作为可控整流器件和可控电子开关使用，主要用于电机调速和温度控制等场景。此外，与其他功率半导体相比，晶闸管具有更高电压，更大电流的处理能力，在大功率应用领域具有独特的优势，主要应用场景有工业控制的电源模块、电力传输的无功补偿装置、家用电器的控制板等领域。

MOSFET为电压控制型器件，具有开关和功率调节功能。与二极管和晶闸管依靠电流驱动相比，电压驱动器件电路结构简单；与其它功率半导体相比，MOSFET的开关速度快、开关损耗小，能耗低、热稳定性好、便于集成；MOSFET在节能以及便携领域具有广泛应用。例如，在消费电子、工业控制、不间断电源、光伏逆变器、充电桩的电源模块、新能源车的驱动控制系统等领域。

IGBT为电压驱动型器件，耐压高，工作频率介于晶闸管和MOSFET之间，能耗低、散热小，器件稳定性高。在低压下MOSFET相对IGBT在电性能和价格上具有优势；超过600V以上，IGBT的相对优势凸显，电压越高，IGBT优势越明显。IGBT在轨道交通、汽车电子、风力和光伏发电等高电压领域应用广泛。

（3）从衬底材料来看，硅基材料的晶圆衬底为市场主流

目前，全球半导体衬底材料已经发展到第三代，包括以硅（Si）、锗（Ge）等为代表的第一代元素半导体材料，以砷化镓（GaAs）等为代表的第二代化合物半导体材料，以及以碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）等为代表的第三代宽禁带半导体材料。新材料进一步改善功率半导体的性能，但整体来看，硅基材料的功率半导体产品仍是市场主流。

近年来，随着第三代宽禁带材料半导体迅速发展，SiC与GaN功率半导体器件的应用规模开始持续增长。相对于硅衬底，宽禁带材料半导体具有更大的禁带宽度，在单位尺寸上能获得更高的器件耐压，以宽禁带材料为衬底制作的功率半导体器件尺寸更小，在特定应用场景具有优势。但由于生产规模还相对较小，生产技术有待成熟，产品价格相对较高，其应用场景受到了一定的限制。

硅材料因其具有单方向导电特性、热敏特性、光电特性、掺杂特性等优良性能，可以生长为大尺寸高纯度晶体，且储量丰富、价格低廉，故而成为全球应用最广泛、最重要的半导体衬底材料。在物理性能方面，硅氧化膜性能优异，与其它衬底材料相比，与硅晶格适配性好，器件稳定性好。目前全球半导体市场中，90%以上的芯片都是基于硅材料制造而成。

（4）从硅片尺寸来看，硅片朝大尺寸方向发展

半导体的生产效率和成本与硅片尺寸直接相关。一般来说，硅片尺寸越大，用于产出半导体芯片的效率越高，单位耗用原材料越少。但随着尺寸增大，硅片的处理工艺难度越高。按照量产尺寸来看，半导体硅片主要有2英寸、3英寸、4英寸、5英寸、6英寸、8英寸、12英寸等规格。

在半导体材料选择上，晶圆制造厂商会综合考虑生产效率、工艺难度及生产成本等多项因素，使用不同尺寸的硅片来匹配不同应用场景，以达到效益最大化。8英寸及12英寸硅片主要用于集成电路（IC），具体包括存储芯片、图像处理芯片、通用处理器芯片、高性能FPGA与ASIC芯片等；8英寸及以下半导体硅片的需求主要来源于功率半导体、电源管理器、非易失性存储器、MEMS、显示驱动芯片与指纹识别芯片等。

2、功率半导体行业面临的机遇及挑战

（1）机遇

A、产业政策的支持提供了良好的政策环境

功率半导体行业为国家政策支持的行业。《产业结构调整指导目录（2019 年版）》鼓励电力电子器件及高性能覆铜板；《基础电子元器件产业发展行动计划（2021-2023 年）》实施重点产品高端提升行动，重点发展高可靠半导体分立器件及模块。2020 年 3 月，我国提出加快 5G 网络、数据中心等新型基础设施建设（简称“新基建”）进度。“新基建”中的每个行业均离不开电能，功率半导体作为电能处理的核心器件将随着“新基建”的推进迎来不断增长的市场空间。国家产业政策同时从供给和需求端为功率半导体行业的快速发展营造了良好的政策环境。

B、产业链转移为国产化提供了机遇

根据市场发展规律，制造业邻近下游需求的空间分布，能够降低生产成本、促进产品开发合作、缩短供货周期、及时响应客户需求，下游需求的崛起为孕育上游本土化的功率半导体企业创造了优沃土壤。相比国外厂商，国内厂商与下游客户的距离更近，客户的沟通交流更加顺畅，并且在客户需求服务响应、降低成本等方面具有竞争优势，功率半导体国产替代率逐渐上升是大势所趋。此外，功率半导体产品销售从导入到验证需要一定的周期，因此，在客户拓展正式形成销售后具有较强的客户粘性。在半导体产业转移和国产化政策的驱动下，中国功率半导体企业迎来了发展壮大的产业环境。

C、下游需求发展提供了直接支撑

功率半导体的应用十分广泛，几乎覆盖了所有的电子制造业，且随着新应用场景的出现而发展。随着“智能制造”和“新基建”等国家政策的深入推进，上述每个行业均离不开电能，功率半导体作为电能处理的核心器件将随着“智能制造”和“新基建”的推进迎来不断增长的市场空间。此外，“碳达峰、碳中和”双碳战略的落实，功率半导体作为新能源装置的重要零部件之一，将迎来不断增长的市场空间。需求端的发展为功率半导体行业提供了良好的市场环境。

（2）挑战

A、技术壁垒

目前，在功率半导体市场，国外厂商占据了主导地位。由于国外半导体公司对其掌握的先进技术实行严格的技术封锁，本土企业很难直接从大型半导体公司学习先进技术，必须依靠自主研发实现技术突破，在一定程度上延缓了我国高端功率半导体的发展速度。

B、市场下行

功率半导体由于其应用场景丰富，下游需求广泛。目前，受益于下游市场需求增长，功率半导体行业整体景气度较高，但不排除未来市场形势发生变化，进入周期性调整阶段，出现下游市场需求降低、产品供给过剩等情形，导致产品价格下跌，制造企业产能过剩、产能利用率不足，从而对公司的生产经营形成挑战。

更多行业资料请参考普华有策咨询《2022-2028年国内外功率半导体行业深度调查及投资前景预测报告》，同时普华有策咨询还提供产业研究报告、产业链咨询、项目可行性报告、十四五规划、BP商业计划书、产业图谱、产业规划、蓝白皮书、IPO募投可研、IPO工作底稿咨询等服务。

目录

第一章　功率半导体产业概述

1.1　半导体相关介绍

1.1.1　半导体的定义

1.1.2　半导体的分类

1.1.3　半导体的应用

1.2　功率半导体相关概述

1.2.1　功率半导体介绍

1.2.2　功率半导体发展历史

1.2.3　功率半导体性能要求

1.3　功率半导体分类情况

1.3.1　主要种类

1.3.2　MOSFET

1.3.3　IGBT

1.3.4　整流管

1.3.5　晶闸管

第二章　2017-2021年半导体产业发展综述

2.1　2017-2021年全球半导体市场总体分析

2.1.1　市场销售规模

2.1.2　收入增长结构

2.1.3　产业研发支出

2.1.4　市场竞争格局

2.1.5　产业发展前景

2.2　中国半导体行业政策驱动因素分析

2.2.1　《中国制造2025》相关政策

2.2.2　集成电路产业扶持政策

2.2.3　集成电路企业税收政策

2.2.4　国家产业基金发展支持

2.3　2017-2021年中国半导体市场运行状况

2.3.1　产业发展历程

2.3.2　产业销售规模

2.3.3　区域分布情况

2.3.4　自主创新发展

2.3.5　发展机会分析

2.4　中国半导体产业发展问题分析

2.4.1　产业技术落后

2.4.2　产业发展困境

2.4.3　市场垄断困境

2.5　中国半导体产业发展建议分析

2.5.1　产业发展战略

2.5.2　产业国产化发展

2.5.3　加强技术创新

2.5.4　突破垄断策略

第三章　2017-2021年功率半导体上下游产业链分析

3.1　功率半导体价值链分析

3.1.1　价值链核心环节

3.1.2　设计环节的发展价值

3.1.3　价值链竞争形势分析

3.2　功率半导体产业链整体结构

3.2.1　产业链结构图

3.2.2　相关上市公司

3.3　功率半导体上游领域分析

3.3.1　上游材料领域

3.3.2　上游设备领域

3.3.3　重点行业分析

3.3.4　上游相关企业

3.4　功率半导体下游领域分析

3.4.1　主要应用领域

3.4.2　创新应用领域

3.4.3　下游相关企业

第四章　2017-2021年功率半导体产业发展分析

4.1　2017-2021年全球功率半导体发展分析

4.1.1　发展驱动因素

4.1.2　市场发展规模

4.1.3　细分市场占比

4.1.4　企业竞争格局

4.1.5　应用领域状况

4.1.6　厂商扩产情况

4.2　2017-2021年中国功率半导体发展分析

4.2.1　行业发展特点

4.2.2　市场发展规模

4.2.3　市场竞争格局

4.2.4　支持基金分布

4.2.5　企业研发状况

4.2.6　下游应用状况

4.3　2017-2021年国内功率半导体项目建设动态

4.3.1　碳化硅功率半导体模块封测项目

4.3.2　扬杰功率半导体芯片封测项目

4.3.3　台芯科技大功率半导体IGBT模块项目

4.3.4　露笑科技第三代半导体项目

4.3.5　12英寸车规级功率半导体项目

4.3.6　富能功率半导体8英寸项目

4.4　功率半导体产业发展困境及建议

4.4.1　行业发展困境

4.4.2　行业发展建议

第五章　2017-2021年功率半导体主要细分市场发展分析——MOSFET

5.1　MOSFET产业发展概述

5.1.1　MOSFET主要类型

5.1.2　MOSFET发展历程

5.1.3　MOSFET产品介绍

5.2　2017-2021年MOSFET市场发展状况分析

5.2.1　行业驱动因素

5.2.2　市场发展规模

5.2.3　市场竞争格局

5.2.4　企业竞争优势

5.2.5　价格变动影响

5.3　MOSFET产业分层次发展情况分析

5.3.1　分层情况

5.3.2　低端层次

5.3.3　中端层次

5.3.4　高端层次

5.3.5　对比分析

5.4　MOSFET主要应用领域分析

5.4.1　应用领域介绍

5.4.2　下游行业分析

5.4.3　需求动力分析

5.5　MOSFET市场前景展望及趋势分析

5.5.1　市场空间测算

5.5.2　长期发展趋势

第六章　2017-2021年功率半导体主要细分市场发展分析——IGBT

6.1　2017-2021年全球IGBT行业发展分析

6.1.1　行业发展历程

6.1.2　市场发展规模

6.1.3　市场竞争格局

6.1.4　下游应用占比

6.2　2017-2021年中国IGBT行业发展分析

6.2.1　市场发展规模

6.2.2　商业模式分析

6.2.3　市场竞争格局

6.2.4　企业技术布局

6.2.5　应用领域分布

6.3　IGBT产业链发展分析

6.3.1　国际IGBT产业链企业分布

6.3.2　国内IGBT产业链基础分析

6.3.3　国内IGBT产业链配套问题

6.4　IGBT主要应用领域分析

6.4.1　工业控制领域

6.4.2　家电领域应用

6.4.3　新能源发电领域

6.4.4　新能源汽车

6.4.5　轨道交通

6.5　IGBT产业发展机遇及前景展望

6.5.1　国产发展机遇

6.5.2　产业发展方向

6.5.3　发展前景展望

第七章　2017-2021年功率半导体新兴细分市场发展分析

7.1　碳化硅（SiC）功率半导体

7.1.1　产品优势分析

7.1.2　市场发展历程

7.1.3　市场发展规模

7.1.4　企业竞争格局

7.1.5　下游市场应用

7.1.6　产品技术挑战

7.1.7　未来发展展望

7.2　氮化镓（GaN）功率半导体

7.2.1　产品优势分析

7.2.2　产业链条结构

7.2.3　市场竞争格局

7.2.4　应用领域分布

7.2.5　发展前景展望

第八章　2017-2021年功率半导体产业技术发展分析

8.1　功率半导体技术发展概况

8.1.1　技术演进方式

8.1.2　技术演变历程

8.1.3　技术发展趋势

8.2　2017-2021年国内功率半导体技术发展状况

8.2.1　新型产品发展

8.2.2　区域发展状况

8.2.3　车规级技术发展

8.3　IGBT技术进展及挑战分析

8.3.1　封装技术分析

8.3.2　车用技术要求

8.3.3　技术发展挑战

8.4　车规级IGBT的技术挑战与解决方案

8.4.1　技术难题与挑战

8.4.2　车规级IGBT拓扑结构

8.4.3　车规级IGBT技术解决方案

8.5　车规级功率器件技术发展趋势分析

8.5.1　精细化技术

8.5.2　超结IGBT技术

8.5.3　高结温终端技术

8.5.4　先进封装技术

8.5.5　功能集成技术

第九章　2017-2021年功率半导体产业下游应用领域发展分析

9.1　消费电子领域

9.1.1　产业发展规模

9.1.2　产业创新成效

9.1.3　应用潜力分析

9.2　传统汽车电子领域

9.2.1　产业相关概述

9.2.2　产业链条分析

9.2.3　市场发展规模

9.2.4　市场竞争格局

9.2.5　应用潜力分析

9.3　新能源汽车领域

9.3.1　产业发展现状

9.3.2　器件应用情况

9.3.3　应用潜力分析

9.3.4　应用价值对比

9.3.5　市场空间测算

9.4　工业控制领域

9.4.1　驱动因素分析

9.4.2　市场发展规模

9.4.3　核心领域发展

9.4.4　市场竞争格局

9.4.5　未来发展展望

9.5　家用电器领域

9.5.1　家电行业发展阶段

9.5.2　家电行业运行规模

9.5.3　变频家电应用需求

9.5.4　变频家电销售数量

9.5.5　变频家电应用前景

9.6　其他应用领域

9.6.1　物联网领域

9.6.2　新能源发电领域

第十章　国际功率半导体产业重点企业经营分析

10.1　A公司

10.1.1　企业发展概况

10.1.2　企业功率半导体产品介绍

10.1.3　企业经营状况分析

10.1.4　企业营收构成分析

10.2　B公司

10.2.1　企业发展概况

10.2.2　企业功率半导体产品介绍

10.2.3　企业经营状况分析

10.2.4　企业营收构成分析

10.3　C公司

10.3.1　企业发展概况

10.3.2　企业功率半导体产品介绍

10.3.3　企业经营状况分析

10.3.4　企业营收构成分析

10.4　D公司

10.4.1　企业发展概况

10.4.2　企业功率半导体产品介绍

10.4.3　企业经营状况分析

10.4.4　企业营收构成分析

10.5　E公司

10.5.1　企业发展概况

10.5.2　企业功率半导体产品介绍

10.5.3　企业经营状况分析

10.5.4　企业营收构成分析

第十一章　中国功率半导体产业重点企业经营分析

11.1　A公司

11.1.1　企业发展概况

11.1.2　经营效益分析

11.1.3　业务经营分析

11.1.4　财务状况分析

11.1.5　核心竞争力分析

11.1.6　公司发展战略

11.2　B公司

11.2.1　企业发展概况

11.2.2　经营效益分析

11.2.3　业务经营分析

11.2.4　财务状况分析

11.2.5　核心竞争力分析

11.2.6　公司发展战略

11.3　C公司

11.3.1　企业发展概况

11.3.2　经营效益分析

11.3.3　业务经营分析

11.3.4　财务状况分析

11.3.5　核心竞争力分析

11.3.6　公司发展战略

11.4　D公司

11.4.1　企业发展概况

11.4.2　经营效益分析

11.4.3　业务经营分析

11.4.4　财务状况分析

11.4.5　核心竞争力分析

11.5　E公司

11.5.1　企业发展概况

11.5.2　经营效益分析

11.5.3　业务经营分析

11.5.4　财务状况分析

11.5.5　核心竞争力分析

11.5.6　公司发展战略

第十二章　中国功率半导体行业典型项目投资建设深度解析

12.1　超薄微功率半导体芯片封测项目

12.1.1　项目基本概况

12.1.2　项目实施进度

12.1.3　项目投资概算

12.1.4　项目经济效益

12.1.5　项目可行性分析

12.2　华润微功率半导体封测基地项目

12.2.1　项目基本概况

12.2.2　项目实施规划

12.2.3　项目投资必要性

12.2.4　项目投资可行性

12.3　功率半导体“车规级”封测产业化项目

12.3.1　项目基本概况

12.3.2　项目投资概算

12.3.3　项目投资规划

12.3.4　项目经济效益

12.3.5　项目投资必要性

12.3.6　项目投资可行性

12.4　嘉兴斯达功率半导体项目

12.4.1　项目基本概况

12.4.2　项目投资计划

12.4.3　项目投资必要性

12.4.4　项目投资可行性

第十三章　功率半导体行业投资壁垒及风险分析

13.1　功率半导体行业投资壁垒

13.1.1　技术壁垒

13.1.2　人才壁垒

13.1.3　资金壁垒

13.1.4　其他壁垒

13.2　功率半导体行业投资风险

13.2.1　宏观经济波动风险

13.2.2　政策导向变化风险

13.2.3　原材料风险

13.2.4　国际市场竞争风险

13.2.5　技术产品创新风险

13.2.6　其他风险

13.3　功率半导体行业投资逻辑及建议

13.3.1　投资逻辑分析

13.3.2　投资方向建议

13.3.3　企业投资建议

第十四章　2022-2028年功率半导体产业发展机遇及前景展望

14.1　功率半导体产业发展机遇分析

14.1.1　进口替代机遇分析

14.1.2　能效标准规定机遇

14.1.3　终端应用升级机遇

14.1.4　工业市场应用机遇

14.1.5　汽车市场应用机遇

14.2　功率半导体未来需求应用场景

14.2.1　清洁能源行业的发展

14.2.2　新能源汽车行业的发展

14.2.3　物联网行业的发展

14.3　功率半导体产业发展趋势

14.4　2022-2028年中国功率半导体行业预测分析

14.4.1　2022-2028年中国功率半导体行业影响因素分析

14.4.2　2022-2028年中国功率半导体市场规模预测