功率半導體器件行業介紹及競爭格局發展趨勢面臨的機遇挑戰
功率半導體分立器件行業市場容量巨大，行業內企業眾多，市場集中度很低，呈現出結構性競爭的特點。隨著充電樁數量的增加和普及率的提升，半導體分立器件也將迎來新的巨大市場空間，新能源汽車的推廣將成為半導體分立器件的重大機遇。半導體分立器件在消費電子領域有著廣闊的應用空間。隨著智能家電的更新換代，半導體分立器件也將會迎來穩定的市場增長。未來長期發展前景良好，新增光伏裝機量將保持持續上升，也將為功率半導體提供廣闊的市場空間。
1、功率半導體器件簡介
功率半導體器件是電力電子產品的基礎之一，也是構成電力電子變化裝置的核心器件之一，主要用于電力電子設備的整流、穩壓、開關、混頻等，具有應用范圍廣、用量大等特點，在消費電子、汽車電子、電子儀器儀表、工業及自動控制、計算機及周邊設備、網絡通訊等眾多國民經濟領域應用廣泛。從細分市場來看，保護器件受益于智能制造、電力改造、電子通訊升級、互聯網普及等趨勢，銷售規模不斷擴大，其市場也逐步向高端推進。近年來，受益于國際電子制造產業的轉移，以及下游行業需求的拉動，我國功率半導體行業保持了較快的增長態勢。
（1）晶閘管簡介
晶閘管誕生于上世紀 50 年代，是一種基礎型功率半導體分立器件，主要用于電力變換與控制，可以用微小的信號功率對大功率的電流進行控制和變換，
具有體積小、重量輕、耐壓高、容量大、效率高、控制靈敏、使用壽命長等優點。晶閘管的功能包括整流、無觸點開關、快速接通、切斷電流、交流調壓、逆變變頻等，實際應用中既可以用于單次開關，也可以通過調整開關的時間，控制電路的輸出功率，從而改變電機的轉速。晶閘管推動了半導體技術從弱電領域進入強電領域，成為工業、交通運輸、軍事科研以至商業、民用電器等方面廣泛采用的電子元器件。晶閘管的設計技術與生產工藝至今仍在不斷完善，產品性能日益提高。由于晶閘管具有技術成熟、電壓電流容量較高、可靠性高、性價比高等優勢，有利于提高終端產品的良品率、減少維修費用，在發電、輸電、變電、配電、用電的各個應用場合占有重要地位，并被廣泛應用于家用電器、汽車電子等領域，具有廣泛性和不可替代性。
晶閘管根據電流的控制方向分類，可以分為單向晶閘管和雙向晶閘管。單向晶閘管可以控制單一方向的電流，主要用于單一方向的保護，而雙向晶閘管則可以控制兩個方向的電流，在交流電路中有更廣泛的應用。晶閘管根據電壓高低分類，可以分為適用于民用電環境的 600V、800V 晶閘管，適用于工業用電環境的 1200V 晶閘管，以及適用于電力電子行業的 1700V、3300V 晶閘管。
此外，晶閘管根據適用電流大小分類，可以分為低于 55A 的中小電流晶閘管，以及大于 55A 的大電流晶閘管。高壓大功率晶閘管產品主要應用于工業制造和汽車電子領域，對產品的穩定性和可靠性有更高的要求，產品的開發技術和制造難度進一步增加。
（2）保護器件簡介
半導體保護類器件種類較多，主要有浪涌電流抑制器（TSS）、瞬態電壓抑制器（TVS）、靜電保護器件（ESD）、集成保護器件、Y 電容、壓敏電阻等，可應用于汽車電子系統、樓宇監控及安防系統、通訊設備及通訊終端、電腦各種接口保護、電子消費品、便攜式電子產品、儀器儀表、家用電器和工業電器控制等各類需要防浪涌沖擊、防靜電的電子產品內部，用以對電路提供保護，以免受到突發的過高電壓或過大電流損害。半導體保護器件可使電子產品具有抗雷電浪涌（SURGE）、靜電放電（ESD）、電瞬變（EFT）電感負載切換以及交流電源波動的能力，使產品更加耐用可靠，從而降低產品的修理、維護及更新費用。由于使用場合廣泛，半導體保護器件市場規模較大，并不斷外延。
隨著節能環保和智能化時代的到來，家用電器和電子產品向著高端方向演進，高效節能、綠色環保、智能化、一體化等高新技術引領行業發展。在此背景下，一方面是下游產品的技術進步和功能增加使得總體數量上需要更多的半導體保護器件，另一方面智能化和高端化的下游產品更加精致和昂貴，更加需要高性能、高可靠性的保護器件進行雷擊保護和靜電保護。此外，在注重用戶體驗的市場營銷戰略下，基于用戶體驗和產品安全的考慮，高性能、高可靠性的保護器件也將受到更多下游生產商的重視，需求將進一步擴大。
（3）MOSFET 簡介
MOSFET 全名即 Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，指金屬氧化物半導體場效應晶體管，主要分為以下幾類：Planar（平面型）MOSFET，Trench（溝槽型）MOSFET，SGT（Shielded Gate Transistor，屏蔽柵溝槽型）MOSFET 和 SJ（Super Junction，超結型）MOSFET 等。MOSFET 問世于 1980年左右，是一種可以廣泛使用在模擬電路與數字電路中的場效應晶體管，用于將輸入電壓的變化轉化為輸出電流的變化，起到開關或放大等作用。隨著技術的發展，溝槽型MOSFET于1990年左右逐步研發成功。屏蔽柵溝槽型MOSFET和超結型 MOSFET于本世紀初由英飛凌（Infineon）率先推出。對國內市場而言，MOSFET 產品由于其技術及工藝的先進性，很大程度上仍依賴進口，國產化空間巨大。
近二十年來，消費電子領域對功率器件的電壓和頻率要求越來越嚴格，MOSFET 和 IGBT 逐漸成為主流，國內外 MOSFET 市場規模增長迅速，長期來看仍將保持重要地位。此外隨著新能源汽車的崛起，將會對 MOSFET 產生巨大的需求，帶來新一輪顯著的市場需求增長。
2、行業競爭格局
經過多年的發展，國內廠商在中低端功率半導體器件領域的技術水平、生產工藝和產品品質上已有很大提升，但在部分高端產品領域仍與國外廠商有較大的差距。由于國外公司控制著核心技術、關鍵元器件、關鍵設備、品牌和銷售渠道，國內銷售的高端功率半導體器件仍舊依賴進口。面對廣闊的市場前景，國內廠商在技術水平和市場份額的提升上仍有較大的發展空間。
從具體微觀層面來看，行業內企業競爭主要圍繞以下幾個方面展開：（1）隨著市場供需關系的不斷變化及產品技術的不斷升級迭代，擁有 IDM 垂直一體化生產經營能力的企業將會獲得更強的競爭優勢，具體表現為生產能力、市場反應程度等；（2）新產品方面主要圍繞 MOSFET 和高端保護器件的量產展開激烈的競爭；（3）隨著國內產品日益高端化，對半導體材料相關的高端人才需求也越來越大，國內各大半導體企業圍繞人才儲備展開了一定程度的競爭。
3、下游應用
（1）家用電器領域
家電行業的智能化和數字化轉型將更加契合消費者的需求，從而迎來市場的進一步擴大。在家用電器行業自身發展壯大的同時，也將帶動包括半導體分立器件在內的上游產業共同發展。另外，智能家電相比傳統家電對于組成部件中的半導體分立器件的性能提出了更高要求的同時，也為半導體分分立器件廠商提供了更加廣闊的市場空間。預計隨著智能家電的更新換代，半導體分立器件也將會迎來穩定的市場增長。
（2）消費電子領域
在新一代信息技術應用及消費升級的背景下，我國消費電子產品的深度與廣度持續擴展，需求逐漸邁向品質化、多元化和智能化。消費電子產品的功能和性能得到了大幅提升，也進一步推動了對半導體分立器件需求的增加。一方面，由于消費電子產品功能的不斷豐富使得其內部結構日趨復雜，需要更多的TVS/ESD 保護器件對其電路進行保護；另一方面，產品內部模塊數量的相應增加也需要更多的電源管理芯片對內部電路電源的升壓、降壓、充放電等進行管理。半導體分立器件在消費電子領域有著廣闊的應用空間。
（3）汽車領域
與燃油汽車相比，純電動汽車主要由電能驅動，其汽車電子產品對功電能變換和電路控制的需求也更高。半導體分立器件作為電子產品的核心組成部分，其用量得到顯著提升。也使得新能源汽車及其相關配套設施也成為了功率半導體等半導體分立器件的主要市場推動力。
另外，隨著充電樁數量的增加和普及率的提升，半導體分立器件也將迎來新的巨大市場空間，新能源汽車的推廣將成為半導體分立器件的重大機遇。
（4）光伏領域
功率模塊作為光伏逆變器提高光伏能力轉化率的核心器件，可有效促進光伏逆變器運用功率變換及控制系統功能將直流電能轉化為符合電網電能質量要求的交流電，實現“直交變換”，最大限度發揮太陽電池性能和系統保護功能，在光伏領域得到了廣泛應用。未來長期發展前景良好，新增光伏裝機量將保持持續上升，也將為功率半導體提供廣闊的市場空間。
4、功率半導體行業未來發展趨勢
（1）市場集中度進一步提升，進口替代空間廣闊
目前全球半導體分立器件高端產品生產廠商主要集中在歐美、日本和中國臺灣。全球前十大半導體分立器件廠商均為境外企業，其總體市場份額占全球市場份額的 50%以上且格局較為穩定。我國半導體分立器件行業的整體實力與國際領先地區仍有較大差距，仍需從境外進口大量的半導體分立器件產品特別是高端產品。但近幾年來，國內半導體分立器件企業技術水平和供應能力逐步提升，半導體分立器件產業發展迅猛，為半導體分立器件產品替代進口同類產品創造了巨大的空間。隨著少數具備競爭優勢的企業通過持續技術積累和自主創新不斷擴大產品知名度和市場占有率，國內半導體分立器件行業整體市場集中度將不斷提升，進口替代空間非常廣闊。
（2）IDM 經營模式優勢顯著
半導體產業鏈主要包含芯片設計、晶圓制造、封裝測試三大工藝環節。根據所涉及工藝環節的不同，半導體企業采用的經營模式主要為 IDM 模式和Fabless 模式兩種。IDM 模式指包含上述全部環節的經營模式，Fabless 模式專注于芯片設計。國際功率半導體龍頭企業均采用 IDM 經營模式，國內頭部廠商亦采用該模式。隨著國際政治經濟局勢的變化以及持續不斷的新冠疫情的影響，IDM 模式可以牢牢掌握完整核心制造工藝及資源，把控市場變化，具備 IDM 制造能力的成熟功率半導體企業更具獨立性和穩定性，具有明顯的競爭優勢。
（3）保護器件發展空間廣闊
隨著下游應用鏈條的不斷擴展，ESD 等保護器件在消費電子、汽車電子以及工業控制等領域的應用越來越廣闊，尤其是近年來，市場對于保護器件的需求越來越高，上述領域的各種電子產品越來越趨向于小型化、集成化、高頻化設計，保護器件的發展空間非常廣闊。
（4）區位優勢效應顯著
位于國內重要集成電路聚集區的企業在上下游產業協作、原材料和用工成本以及銷售拓展等方面具有更強的市場競爭力，而臨近重要高校集聚區的企業則在校企合作、產學研結合、人才資源等方面具有更強的競爭優勢，發展前景廣闊。依托于國內重要集成電路聚集區以及重要高校集聚區，長三角地區在半導體領域具有顯著的競爭優勢。
5、面臨的機遇
（1）功率半導體器件的下游應用領域廣、發展空間大
近年來，功率半導體器件的國際市場需求持續走高，加之國內市場需求擴大的刺激作用，電子制造業呈現擴張跡象；計算機、通信等增量的釋放和存量的升級，大大拉升了對上游功率半導體產品的需求。此外，隨著互聯網和網絡應用的不斷深化，我國的產業結構日益優化，5G、新能源、節能環保、智能電網、AR/VR 等新興產業的發展也帶動了功率半導體器件應用范圍的擴大。上述因素的疊加，擴大了功率半導體器件的市場需求，給行業的發展帶來了新機遇。
（2）供應鏈安全加速國內半導體產業自主可控進程
半導體行業是極度依賴全球化的產業，產業鏈分工明確，上下游的協同在半導體產業發展過程中起著至關重要的作用。2020 年新冠疫情的爆發對全球半導體供應鏈沖擊較大，海外晶圓廠大面積停工，芯片庫存不足疊加芯片供給緊張，全球缺芯危機凸顯。本次芯片短缺讓汽車、家電、消費電子等行業充分意識到國產芯片自主可控的重要性，下游客戶愿意給予國內半導體廠商更多的驗證和進入機會，為具備核心技術及自主創新能力的半導體廠商帶來難得的發展機遇。
（3）國家產業政策的扶持
功率半導體行業是我國重點鼓勵和支持的產業之一。為推動節能減排，促進電力電子技術和產業的發展，國家發改委等有關部門陸續出臺資金補貼計劃，支持新型電力電子器件產業化。2021 年，我國發布《國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和 2035 年遠景目標綱要》，提出加強原創性引領性科技攻關，瞄準集成電路等前沿領域，實施一批具有前瞻性、戰略性的國家重大科技項目。國家相關扶持政策的陸續出臺為半導體行業快速、健康發展營造了良好的發展環境。
6、面臨的挑戰
（1）行業周期性挑戰
雖然功率半導體行業總體呈現增長趨勢，但是行業具有周期性，這會導致企業經營效益產生波動，考驗企業經營管理能力。在周期底部和頂部切換的過程中，訂單的波動對功率半導體器件企業生產能力、材料庫存、研發投入、市場拓展、人才培養等方面產生影響。
（2）行業高端人才儲備相對不足
功率半導體行業是典型的技術密集型行業，企業的技術研發實力源于對專業人才的儲備和培養。近年來隨著我國功率半導體行業的發展，功率半導體行業的從業人員逐步增多，但由于市場需求的不斷變化，業內高端人才仍然較為缺乏。行業高端人才儲備相對不足在一定程度上給企業快速發展帶來挑戰。
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