功率器件竞争格局解析

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功率半导体为半导体重要组成，是进行电能（功率）处理的核心器件，用于改变电子装置中电压和频率、直流交流转换等。

根据Yole数据，2019年全球功率半导体市场规模为381亿美元，预计到2022年达到426亿美元，复合增长率为5.43%，市场空间稳健增长。

功率器件是功率半导体的一个重要分支，应用领域极其广泛，几乎用于所有电力电子制造业，其中，汽车、工业和消费电子是功率半导体的前三大终端市场。

资料来源：Yole

功率器件细分领域中，早期二极管、三极管主要应用于工业和电力系统；晶闸管实现可控性改良；功率MOSFET和IGBT等器件实现高频率、低损耗性能大幅提升；超结MOSFET打破传统“硅限”以满足大功率和高频化的应用需求；在硅基器件逐渐开发到极限，开始使用第三代半导体材料SiC、GaN替代硅材。

资料来源：华润微招股书

根据Yole数据预测，IGBT和MOSFET在新能源车和工业控制领域增速最快，预计2023年新能源车领域市场空间达37亿美元，工业领域达25亿美元。

功率器件传统应用需求稳定，新兴应用领域是功率器件行业的增长点，未来看点主要在于新能源汽车/充电桩、智能装备制造、物联网、可再生能源发电等新兴应用领域所带来的巨量需求缺口。

传统汽车中，功率半导体主要应用于启动、发电和安全领域，新能源汽车普遍采用高压电路，当电池输出高压时，需要频繁进行电压变化，对电压转换电路需求提升，此外还需要大量的DC-AC逆变器、变压器、换流器等，这些对IGBT、MOSFET、二极管等半导体器件的需求量很大。

功率半导体为电动汽车成本最主要组成部分，成本占比过半。电动汽车将新增大量与电池能源转换相关的功率半导体器件，功率半导体应用大幅上升。

根据麦肯锡统计数据，纯电动汽车的半导体成本为704美元，比传统汽车350美元高出近1倍，其中功率半导体的成本为387美元，占总成本的55%。

风力发电机是将风能转换为电能的过程，由于风能的不稳定产生非固定频率的交流电，需要通过变频器系统调节成可入网电流。一个完整的变频器系统分两部分，主电路和控制电路，主电路部分会用到大量的功率半导体元件，如IGBT、MOSFET、GTO等。

风电变流器主要原材料包括功率元器件、控制器件、通用元器件、功率电气件、金属材料以及电线等，各种电力电子器件占其成本50-55%左右，IGBT占比约为10%。

光伏发电是将太阳能转化成电能并导入电网的过程，需要配置光伏逆变器将直流电转换成符合电网要求的交流电，IGBT是逆变器系统中的核心器件。

硅基半导体材料性能开发已接近极限，为满足更多需求，以碳化硅（SiC）和氮化镓(GaN)为代表的第三代宽禁带半导体材料正在快速进入产业化。而新能源和5G通信两大新兴市场需求是推动宽禁带材料快速发展的核心驱动力。

功率器件竞争格局

全球功率半导体的主要产地集中在欧美日，当地厂商先发优势明显，是IGBT和中高压MOSFET的主要制造商，占据全球功率半导体70%的市场份额。

其次是中国台湾，中国台湾的厂商从代工向设计的方向发展，与欧美日仍然有差距，目前占据全球10%的市场份额。中国大陆以二极管、低压MOSFET、晶闸管等低端功率半导体为主。

根据Omdia数据，在2019年全球功率器件及模组市场中，全球前10大厂商清一色为欧美日企业。英飞凌、安森美、意法半导体、三菱电机、东芝半导体分别以19.0%、8.4%、5.8%、5.5%、4.5%的市占率位居前五位。

资料来源：华泰证券

中国目前是全球最大的功率半导体消费国。捷捷微电、斯达半导、新洁能、华微电子、扬杰科技、士兰微、苏州固锝等主流大陆功率器件厂商2019年营收合计109.81亿元，占全球功率器件和模块市场的7.25%，占国内市场18.13%，国内功率器件体量整体偏小，仍有较大成长空间。

中国大陆主要功率器件厂商：

资料来源：国海证券