01 什么是功率半导体
功率半导体的定义
功率半导体（PowerSemiconductor）是一种能够承受较大电流和高电压的半导体器件，其主要用途是进行控制和转换高功率电信号。例如，功率转换、功率放大、功率开关、线路保护和整流等作用。
与普通半导体器件不同，功率半导体具有更强的电力控制能力和更高的工作效率，因此被广泛应用于各类工业、家电、航空航天等领域。
功率半导体作为一种用处广泛、涵盖所有电子行业的电子元器件，可分为两大类，一个是功率器件，另一个则是功率IC。
功率器件
功率器件主要包括二极管、晶体管和晶闸管。其中晶体管的市场占比相较于其他两类，比例最大。
以下图表主要说明不同功率器件的定义与特点：
不同功率半导体的性能及优劣势对比：
不同功率半导体产品性能不同，因此拥有不同的应用场景。作为最常用的电子元件之一，二极管具有单向导电性，可承受的电压电流较小，用于整流、检波以及作为开关元件；晶闸管能在高压、大电流下进行工作，按导通及控制方式的差别可分为双向、逆导、门极关断、BTG和温控晶闸管等不同类型，被广泛应用于可控整理、交流调压、变频器和逆变器等电路中；晶体管是电子电路的核心元件，主流的晶体管包括MOSFET和IGBT两种，前者具有驱动简单、高频特性好的特点，具有双向导电特性，主要用于高频率，低功率的工作环境，广泛运用于消费电子、通信、工控和汽车电子等领域；IGBT则具有开关频率高、不耐超高压和可改变电压等特征，主要适用于低频率、高功率的工作环境，广泛应用于逆变器、变频器和电源开关等领域。
目前功率半导体应用前景较广、最受追捧的莫过于IGBT以及MOSFET。
MOSFET：全名为金属-氧化物半导体场效应晶体管，是一种可以广泛使用在模拟电路与数字电路的，具有导通电阻小，损耗低，驱动电路简单，热阻特性好等优点，特别适合用于电脑、手机、移动电源、车载导航、电动交通工具、UPS电源等电源控制领域。汽车电动化是大势所趋，与传统汽车相比，电动车内置功率半导体价值量大幅提高，大幅提高对MOSFET使用需求；而5G基站中MassiveMIMO技术的采用，同时处理数据量的增加也对功率器件的工作温度要求有所提高，驱动MOSFET功率器件实现量价齐升。
IGBT：工控领域的核心，应用前景广阔，是由双极型三极管（BJT）和MOSFET组成的复合全控型电压驱动式半导体功率器件，IGBT驱动功率小而饱和压降低，非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统，如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等。受益下游需求大幅增加和半导体领域国产替代不断进行，我国IGBT增速快于全球，展望未来，新能源汽车、光伏/风电逆变器、以5G、特高压和充电桩为代表的新基建成为IGBT的最大拉动力，有望不断扩大IGBT市场边界。
功率IC
功率IC是一种模拟IC，主要有电源管理IC、驱动IC、AC/DC和DC/DC等，具有体积小、重量轻、引出线和焊接点少的特点，其可靠性高、性能好、成本低，便于大规模生产。
功率IC，根据功能可大致分为AC/DC、DC/DC、电源管理、驱动IC等，其它还有栅极驱动芯片（GateDriver）、热插拔芯片（HotSwap）、低压差调节器芯片（LDORegulator）、线性调节器芯片（LinearRegulator）、单片功率级芯片（MonolithicPowerStage）、多片功率级芯片（Multi-ChipPowerStage）、功率因素校正芯片（PowerFactorCorrector）、以太网供电芯片（PowerOverEthernet）、电压监控芯片（VoltageSupervisor）、参考电压（VoltageReference）等。
电源管理IC是功率IC的最大分类，甚至不少人将功率IC直接称为“电源芯片”。依据输入电源属性、工作原理、耐压高低、输出功率、输出电源属性、电源转换方式、开关频率等主要参数或技术指标，电源芯片可以分成AC-DC(交流-直流)电源芯片、线性降压电源(LDO)芯片和DC-DC(直流-直流)电源芯片三大类。
从产品功能区别来看，AC-DC电源芯片一般用于直接使用交流市电供电的电子产品或设备中，例如电源适配器、开关电源模块、充电器、LED照明驱动等领域;线性降压电源芯片(LDO)仅能实现降压变换，大多用于输入输出压差和输出功率较小的领域;而DC-DC电源芯片功能多样，可实现降压、升压、升降压和负压等变换，可输出恒压、恒流、恒压+恒流等模式，广泛应用于各类电子产品或设备中。
功率IC芯片种类多样，相关制造工艺技术类型也很多，主要包括BCD工艺（BipolarCMOSDMOS,BCD）、BiCMOS工艺（BipolarCMOS）、CDMOS工艺（CMOSDMOS）、MixedSignal工艺（模拟混合信号工艺）、Analog工艺（模拟）、CMOS工艺等等，目前晶圆代工企业（Foundry）最先进的BCD工艺已演进到40nm。
当下功率IC的技术趋势，正向着高集成度、定制化、高可靠性等方向演进。高可靠性意味着功率IC的设计定制化；高集成度意味着功率IC日益复杂、制造工艺先进化，目前已往40nm工艺节点往前迈进；定制化意味着终端客户需求多样、产品差异化；高可靠性意味着国内客户已向高端产品迈进、IC参数的余量和温度范围等要求日益提升。国产功率IC高端产品缺位，需要加大技术投入和积累，及时了解和满足客户需求，方能赢得市场。中国功率IC研发在高端应用赛道上有些缺失，如在工业领域、汽车产业、计算市场的服务器、通信的局端设备等可靠性要求高的领域。
02 市场分析--功率半导体
功率半导体的市场概况
功率半导体的主要作用是电力转换和功率控制，核心目标为提高能量转换效率并减少功耗，其下游应用广泛，几乎涵盖所有电子制造业。
从下游应用领域的占比来看，汽车是功率半导体最主要的下游应用领域，2019年全球功率半导体细分市场规模占比从高到低依次为：汽车（35%）、工业（27%）、消费电子（13%）和其他（25%）领域；国内市场方面，2019年汽车、消费电子、工业电源、电力、通信等其他领域占功率半导体下游应用比重分别为27%、23%、19%、15%和16%。
近年来，随着社会经济快速发展和技术工艺的不断进步，功率半导体的应用领域已从传统的工业控制拓展至新能源、轨道交通、智能电网和变频家电等诸多市场，行业市场规模稳健增长。根据IHS数据，2014年全球功率半导体市场规模为345亿美元，至2019年全球功率半导体市场规模增长至404亿美元，2014-2019年CAGR为3.21%。
近年来，功率半导体作为实现电气化系统自主可控以及节能环保的核心零部件，在智能电网、新能源汽车等领域需求量将大幅提升。2022年中国功率半导体市场规模约为1368.86亿元（191亿美元），同比增长4.4%，预计2023年中国功率半导体市场规模将进一步增长至1519.36亿元。
下面，我想和大家着重探讨一下MOSFET和IGBT现在及未来应用相对广泛的半导体。
MOSFET
MOSFET是一种可以广泛使用在模拟电路与数字电路的场效晶体管，用于将输入电压的变化转化为输出电流的变化，起到开关或放大等作用。全球MOSFET行业市场规模保持稳定扩张，市场前景广阔。2021年全球MOSFET市场规模达113.2亿美元，同比增长33.65%，2022年市场规模约为129.6亿美元，预计2023年将达133.9亿美元。
2021 年中国 MOSFET 市场规模约为 46.6 亿美元，占全球市场的 41%。预计 2025 年中国 MOSFET 市场规模将增长至 64.7 亿美元，年化复合增长率为8.5%，增速高于全球市场增速。
MOSFET行业的市场集中程度并不高，国际市场主要由英飞凌、安森美、意法半导体、东芝等具有高新技术的企业占据。数据显示，目前全球MOSFET行业CR7的市场份额为68.3%，而我国的企业华润微、安世半导体分别位列第8位和第9位，市场份额为8%，我国的MOSFET产业已经初具规模，但仍与国外领先水平有所差距。
国产化率方面，整体来看高压MOSFET的国产化率低于中低压产品。根据芯谋研究，2021年中低压平面（400V以下）MOSFET的国产化率约为42.2%，高压平面MOSFET的国产化率约为29.9%，超高压平面MOSFET的国产化率约为18.2%。
今年6月，长安旗下的深蓝汽车，与斯达半导体组建了一家名为“重庆安达半导体有限公司”的全新合资公司，双方将围绕车规级功率半导体模块开展合作，共同推进下一代功率半导体在新能源汽车领域的商业化应用。
深蓝汽车计划在2025年前陆续推出共计6款产品，力争五年内实现产销突破100万辆；而斯达半导体是国内新能源汽车大功率车规级功率模块的主要供应商，2022年斯达半导体车规级模块配套超过120万辆新能源汽车。
双方的合作，一方面将增强深蓝汽车的供应链垂直整合能力，为深蓝汽车达成百万级战略销量目标提供扎实支撑；另一方面还将加速双方在“产研供需”方面的优势互补，合力打造高品质产品。
今年5月，斯达半导体重庆车规级模块生产基地项目签约落户西部科学城，总投资4亿元，实现主控制器用大功率车规级IGBT模块、车规级碳化硅MOSFET模块研发、生产和销售，该项目拟实现模块生产100万片，计划2023年购地建设，2024年产能爬坡，2025年达产。
IGBT
IGBT被称为电力电子行业里的“CPU”，广泛应用于电机节能、轨道交通、新能源汽车等领域。目前在轨道交通领域已经实现技术突破，在新能源汽车领域，IGBT是电控系统和直流充电桩的核心器件，我国IGBT产量快速增长。
其中IGBT模块在新能源汽车领域中发挥着至关重要的作用，是新能源汽车电机控制器、车载空调、充电桩等设备的核心元器件。新能源汽车中的功率半导体价值量提升十分显著，根据英飞凌年报显示，新能源汽车中功率半导体器件的价值量约为传统燃油车的5倍以上。
其中，IGBT约占新能源汽车电控系统成本的37%，是电控系统中最核心的电子器件之一，因此，未来新能源汽车市场的快速增长，有望带动以IGBT为代表的功率半导体器件的价值量显著提升，从而有力推动IGBT市场的发展。EVTank指出，2018至2025年我国新能源汽车IGBT市场规模将从38亿元增长至165亿元，2018-2025年复合增长率为23.33%。
2019年、2020年、2021年我国IGBT的产量分别为1550万只、2020万只和2580万只，预计到2023年将产量将增长至3624万只。
2021年那场席卷了整个行业的芯片荒，全球功率半导体产能紧张，海外厂商交期延长，给了比亚迪半导体飞跃发展的机遇，也是同年比亚迪汽车的销售量开始爆发式增长，自研的多种芯片不仅让自己的汽车能有充足的芯片供应，甚至还打开了供给其他车企的路径，天时地利人和之下造就了今日比亚迪半导体的口碑地位。
当前，比亚迪半导体已成为国内的头部IGBT模块厂商，在国内车用IGBT市场拥有超过两成的市占率。据NE时代数据，今年1-7月，比亚迪半导体在新能源汽车主驱上累计搭载功率模块约106万套，占比达32.0%，超过了英飞凌成为第一。
除了IGBT外，近来比亚迪半导体在碳化硅方面也取得重大技术突破，比亚迪汉、唐四驱等旗舰车型上已大批使用碳化硅模块，未来有望在SIC模块上获得领先优势。
03 结语
伴随国内产业升级，消费电子、汽车、光伏、储能的不断深入发展以及新型材料的应用，将进一步加快半导体国产化替代速度，同时也将更多的用到正在高速发展的消费电子、新能源汽车、光伏、储能等朝阳产业。
简介
华扬资本成立于2006年，是一家深度赋能型的投资公司。