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1.功率半导体：电子装置电能转换与电路控制的核心功率半导体是电子装置电能转换与电路控制的核心。功率半导体是一种广泛用于电力电子装置和电能转换和控制电路的半导体元件，可通过半导体的单向导电性实现电源开关和电力转换的功能。功率半导体具有能够支持高电压、大电流的特性，主要用途包括变频、整流、变压、功率放大、功率控制等。除保障电路正常运行外，因其能够减少电能浪费，功率半导体还能起到节能、省电的作用。图表1.功率半导体原理图表2.功率半导体功能2.功率半导体=功率器件+功率IC功率半导体按器件集成度可以分为功率分立器件和功率IC两大类。功率分立器件包括二极管、晶体管和晶闸管三大类，其中晶体管市场规模最大，常见的晶体管主要包括IGBT、MOSFET、BJT（双极结型晶体管）。功率IC是指将高压功率器件与其控制电路、外围接口电路及保护电路等集成在同一芯片的集成电路，是系统信号处理部分和执行部分的桥梁。图表3.功率半导体产品范围示意图3.IGBT：电力电子行业的“CPU”兼具MOSFET及BJT两类器件优势，IGBT被称为电力电子行业的“CPU”。IGBT全称绝缘栅双极晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件。IGBT具有电导调制能力，相对于MOSFET和双极晶体管具有较强的正向电流传导密度和低通态压降，因此兼具有MOSFET的高输入阻抗MOSFET器件驱动功率小、开关速度快、BJT器件饱和压降低、电流密度高和GTR的低导通压降的优点。图表4：3种类型英飞凌IGBT结构示意图图表5.IGBT结构图4.IGBT发展史：历经七代技术演进，产品性能逐代提升历时超30年，IGBT已经发展至第七代，各方面性能不断优化。目前为止，IGBT芯片经历了七代升级：衬底从PT穿通，NPT非穿通到FS场截止，栅极从平面到Trench沟槽，最后到第七代的精细Trench沟槽。随着技术的升级，芯片面积、工艺线宽、通态功耗、关断时间、开关功耗均不断减小，断态电压由第一代的V升至第七代V。图表6.IGBT技术演进图表7.IGBT芯片技术发展5.下游应用：新能源汽车、轨交等新兴领域打开市场空间低压IGBT多用于消费、汽车、家电领域，中高压IGBT多用于轨交、智能电网领域。IGBT下游应用领域广泛，按电压等级划分，超低压（-V）IGBT主要应用于消费电子领域，低压（-V）IGBT多应用于电动汽车、新能源、智能家电领域，中压（1-2V）IGBT多应用于轨道交通、新能源发电领域，高压（2-6V）IGBT多应用于轨道牵引、智能电网领域。目前，IGBT作为新型功率半导体器件的主流器件，其应用领域包含工业、4C（通信、计算机、消费电子、汽车电子）等传统产业领域，以及轨道交通、新能源、智能电网、新能源汽车等战略性新兴产业领域。图表8.IGBT的主要应用领域图表9.IGBT芯片技术发展6.市场规模：年全球IGBT市场规模有望达到57亿美元-年全球IGBT市场规模CAGR达7.04%，中国市场主要应用包括新能源汽车、工控、消费电子。受益于工业控制及电源行业市场的逐步回暖，以及下游的变频家电、新能源汽车等领域的迅速发展，全球及中国IGBT市场规模持续增长。根据WSTS数据，预计年全球IGBT市场规模将达到近57亿美元，-年CAGR达到7.04%。从下游应用领域规模占比来看，年中国IGBT市场应用以新能源汽车、工业控制及消费电子类为主，占比分别为30%、27%及22%。图表10.全球IGBT市场规模（单位：亿美元）图表11.年中国IGBT市场下游应用占比7.市场格局：海外大厂占据主要市场，中国企业追赶空间大IGBT市场英飞凌市占率全面领先，年斯达半导跻身IGBT模块市场前六。根据Omdia数据，年IGBT分立器件市场及IGBT模块市场规模前三的企业均为英飞凌、富士电机及三菱。其中英飞凌IGBT市场市占率全面领先，IGBT分立器件和IGBT模块的市占率分别为29.3%和36.5%。在IGBT分立器件市场中，中国企业士兰微进入全球前十，年市场份额为2.6%；在IGBT模块市场中，年斯达半导跻身全球第六，市场份额为3.3%。图表12.年全球IGBT分立器件市场格局图表13.年全球IGBT模块市场格局8.国内外重点公司布局情况（1）中国IGBT产业链图表15.中国IGBT产业链①斯达半导：国内IGBT龙头企业，全球IGBT模块市占率第六嘉兴斯达半导体股份有限公司成立于年4月，主要从事功率半导体芯片和模块尤其是IGBT芯片和模块研发、生产和销售服务的国家级高新技术企业。公司在全球IGBT模块市场市占率为3.3%，全球排名第六，国内排名第一，是国内IGBT领军企业。公司的产品广泛应用于工业控制和电源、可再生能源、新能源汽车、白色家电等领域。年前三季度，公司实现营收11.97亿元，同比增长79.11%，归母净利润2.67亿元，同比增长98.71%。图表16.斯达半导发展历程斯达半导在中高压IGBT产品全面布局，定增加码车规SiC芯片研发。公司第六代FS-TrenchV/VIGBT芯片及在新能源汽车行业使用比率持续提升；VIGBT芯片在12寸产线上开发成功并开始批量生产;VIGBT芯片及配套的快恢复二极管芯片在风力发电行业、高压变频器行业规模化装机应用。汽车级IGBT模块合计配套超过20万辆新能源汽车；同时，公司在车用空调，充电桩等领域的布局将助力公司在新能源汽车半导体市场占有率进一步提高。年公司发布增发预案，募集资金总额不超过35亿元，主要用于高压特色工艺功率芯片及SiC芯片的研发。未来，公司将持续加大在下一代IGBT芯片、车规级SiC芯片以及V-6V高压IGBT的研发力度。图表17.各类IGBT产品应用②时代电气：轨交电气龙头，高压IGBT产品实现国产替代中车时代电气是中国中车旗下股份制企业。公司于年在香港联交所主板上市，年科创板上市，实现A+H股两地上市。功率半导体领域，公司建有6英寸双极器件、8英寸IGBT和6英寸碳化硅的产业化基地，拥有芯片、模块、组件及应用的全套自主技术。公司全系列高可靠性IGBT产品打破了轨道交通核心器件和特高压输电工程关键器件由国外企业垄断的局面。目前正在解决新能源汽车核心器件自主化问题。年前三季度公司实现营收85.3亿元，同比下降13.7%。归母净利润12.02亿元，同比下降19.7%。图表18.时代电气发展历程公司的产品包括IGBT芯片、IGBT模块、双极功率组件、晶闸管、IGCT、SiCSBD、SiCMOSFET、SiC模块等。在IGBT领域，公司产品已从V覆盖至6V，在电压范围上可完美对标英飞凌。公司高压IGBT产品大量应用于我国轨交核心器件领域；中低压IGBT产品主要应用于新能源汽车领域，目前公司最新一代产品已向包括一汽、长安在内的国内多家龙头汽车整车厂送样测试验证，未来看好公司车规级IGBT发展。图表19.时代电气功率产品应用③士兰微：产能持续落地，产品高端化进程顺利士兰微成立于年9月，年3月公司在上交所上市。目前已发展成为国内规模最大的集成电路芯片设计与制造一体（IDM）的企业之一。公司被国家发展和改革委员会、工业和信息化部等国家部委认定为“国家规划布局内重点软件和集成电路设计企业”，且陆续承担了国家科技重大专项“01专项”和“02专项”多个科研专项课题。公司主要产品包括集成电路、半导体分立器件、LED（发光二极管）产品。公司拥有5、6、8英寸芯片生产线和正在建设的12英寸芯片生产线和先进化合物芯片生产线。产品方面，公司完成了国内领先的高压BCD、超薄片槽栅IGBT、超结高压MOSFET、高密度沟槽栅MOSFET、快恢复二极管、MEMS传感器等工艺的研发，形成了较完整的特色工艺制造平台。年MOSFET市场公司排名全球第十，中国大陆第三，市占率2.2%。IGBT分立器件市场公司排名全球第十，中国大陆第一，市占率2.6%。年前三季度营收52.22亿元，同比增长76.18%；实现归母净利润7.28亿元，同比增长.4%。图表20.士兰微发展历程④华润微：国内功率IDM龙头，积极布局第三代半导体华润微成立于年，自年起连续被工信部评为中国电子信息百强企业。公司是国内领先的掌握芯片设计、制造、封测一体化运营能力的IDM企业。主营产品包括MOSFET、IGBT、FRD、SBD等功率器件。在MOSFET领域中，公司是国内少数能够提供V至1V范围内低、中、高压全系列MOSFET产品的企业。同时，公司成功研发V和VSiC肖特基二极管产品。此外，公司国内首条6英寸商用SiC晶圆生产线正式量产。年MOSFET市场公司排名全球第八，中国大陆第一，市占率达到3.9%。年前三季度营收69.28亿元，同比增长41.70%；实现归母净利润16.84亿元，同比增长.20%。图表21.华润微发展历程⑤新洁能：全面布局MOS、IGBT产品，设计龙头技术高端化优势明显新洁能成立于年，目前已成长为国内8英寸及12英寸芯片投片数量最大的功率半导体公司之一，公司连续四年名列“中国半导体功率器件十强企业”。目前公司已经掌握MOSFET、IGBT等多款产品的研发核心技术。是国内最早同时拥有沟槽型功率MOSFET、超结功率MOSFET、屏蔽栅功率MOSFET及IGBT四大产品平台的本土企业之一。产品电压覆盖12V~V的全系列产品，是国内MOSFET、IGBT等半导体功率器件市场占有率排名领先的企业。此外，公司在SiC/GaN第三代半导体器件亦有所布局。年前三季度公司营收10.99亿元，同比增长65%，归母净利润3.11亿元，同比增长%。图表22.新洁能发展历程⑥扬杰科技：产品高端化布局开启第二成长曲线扬州扬杰电子科技股份有限公司成立于年，于年1月23日在深交所上市。公司是国内少数集半导体分立器件芯片设计制造、封装测试、终端销售与服务等产业链垂直一体化（IDM）的杰出厂商。公司已连续数年入围"中国半导体功率器件十强企业"前三强。公司主营产品为包括分立器件芯片、整流器件、保护器件、小信号、MOSFET、IGBT等。其中二极管、整流桥类产品在国内占据领先地位。产品广泛应用于消费类电子、安防、工控、汽车电子、新能源、家电等领域。IGBT：8英寸工艺的VTrenchFSIGBT芯片及对应模块开始风险量产，IGBT高频系列模块、IGBT变频器系列模块等也取得批量订单。MOSFET：公司持续优化提高TrenchMOSFET和SGTMOS系列产品性能，扩充产品品类。公司年前三季度公司营收32.41亿元，同比增长75.76%，归母净利润5.65亿元，同比增长.17%。图表23.扬杰科技发展历程⑦闻泰科技：以半导体为核心，安世引领国产功率半导体闻泰科技于年创立，年主营业务转型升级为ODM，年借壳中茵股份“曲线上市”。年收购功率半导体IDM企业安世半导体打通了产业链上下游从芯片设计、晶圆制造、半导体封装测试全流程，并拥有自建模具厂和完善的智能化生产线。安世半导体是全球领先的功率半导体制造商。据安世数据显示，公司全球整体市占率达到8.4%，其中在小信号二极管和晶体管、ESD保护器件全球排名第一，PowerMOS汽车领域、逻辑器件全球排名第二，小信号MOSFET排名第三。年前三季度公司营业收入.5亿元，同比增长0.8%。归母净利润20.4亿元，同比下降9.64%。图表24.闻泰科技发展历程业务方面，公司主要业务为通信（ODM）、半导体、光学模组业务。其中公司在收购安世半导体后，经营整合的协同效应逐步显现。未来，公司将以半导体业务为核心，完成产能、产品中远期布局，同时打造半导体与产品集成业务创新互动的协同格局，业绩实现放量增长。年公司半导体业务实现营收98.92亿元，同比增长%，营收占比提升至19%。产能方面，公司在全球各地设有工厂，其中今年完成了对英国NEWPORT厂的收购，月产能增加3.2万片8寸等效晶圆。同时，在上海临港新建的12寸晶圆厂目前建设进展顺利，预计明年三季度投片，年产能达40万片12寸晶圆。产品方面，公司目前超V的MOSFET料号数超过种，IGBT第一批料号目前也已进入流片阶段。图表25.闻泰科技安世半导体产能

文章来源：智能汽车电子与软件

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