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功率半导体器件(PowerElectronicDevice)又称为电力电子器件和功率电子器件,是电力电子行业的重要基础元器件之一,管理着全球超过50%的电能资源,广泛应用于电力设备的电能转化和电路控制等领域,是工业体系中不可或缺的核心半导体器件。
而中国是全球第一大功率半导体市场,华兴证券研究所在市场研报中指出,预计本土厂家在国内低端功率市场的份额超过50%,随着本土厂家积极布局中高端市场,进入工业和汽车领域,并全面涉足电力系统,这些厂家将实现在中高端板块的突破,并不断提高市场占有率,逐步实现国产替代。
市场规模持续性增长
中高端功率器件主要包括高压金氧半场效晶体管(MOSFET)、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)功率芯片。从产品形态划分,大致可分为分立器件(PowerDiscrete)、功率模块和功率IC三大类。
据独立研究机构Omdia数据统计,-年,功率半导体领域中功率芯片占比超过50%,是功率半导体领域的主要细分产品,其次为功率半导体分立器件,年全球功率芯片和功率半导体分立器件产品占比分别为55.78%和32.03%。
半导体行业协会(SIA)表示,近几个月来,全球半导体销售增长节奏放缓,相比之下,功率半导体及第三代半导体市场却频频传来扩厂扩建、加大投资的消息,甚至这股持续性的“暖流”有着愈演愈烈的趋势。
Omdia预计,到年,功率半导体全球市场规模将达到亿美元,市场前景十分广阔。
目前,功率半导体产业链上游为各类原材料及设备;中游包括二极管、晶体管、晶闸管、AC/DC转换器、DC/DC变换器、电源管理芯片、驱动芯片等;下游应用主要集中在工业和新能源领域。比如IGBT就广泛应用于电机节能、轨道交通、新能源汽车,并受益于国内新能源汽车的高速发展,其产量快速增长。
据国家能源局数据显示,年我国IGBT产量为万只,同比增长27.7%,预计年将大幅增长至万只。
从品类布局广度来看,国内在功率半导体产品布局最完善的厂商是安世半导体和华润微,两家各自的功率器件品类覆盖率达到80%,主攻集成电路芯片设计的士兰微覆盖率也达到了73%。
政策加持企业齐发力
功率半导体被认为是我国半导体产业崛起的突破口,随着全球对节能减排的需求愈发迫切,功率半导体的应用领域已从传统的工业控制和4C(通信、计算机、消费电子、汽车)领域迈向新能源、新能源汽车、轨道交通、智能电网、变频家电等诸多产业,行业市场规模呈现稳健增长态势。
并且伴随着智能电网、新能源汽车等需求量的大幅提升,我国功率半导体产业链正在日趋完善,技术也在不断突破,有许多龙头企业在细分领域所掌握的技术已达到世界领先水平。
例如,重庆万国半导体具有全球前沿的电源管理及功率器件的芯片制造与封装测试技术,晶圆制造产线目前可以生产从低压12V到高压V的功率半导体MOSFET产品;闻泰科技目前推出的硅基氮化镓功率器件(GaNFET)已通过AECQ认证测试并实现量产,碳化硅二极管产品也已经出样;时代电气不仅有车规级、轨交级IGBT模块产品,同样布局车规级SiC模块,拥有全电压等级(V-V)SiCMOSFET及SBD芯片产品。
国家相关部门也通过各项政策不断加大扶持力度,年1月29日工信部印发的《基础电子元器件产业发展行动计划(-年)》,以及年12月中央网络安全和信息化委员会印发的《“十四五”国家信息化规划》中,都指出了发展功率半导体的明确要求、支持和重要性地位。
据国家能源局数据统计,年,中国功率半导体市场规模约为亿美元,同比增长6.4%,预计年将进一步增长至亿美元。