材料来历：Omidia IDM、Fabless 并存，欧洲车企结合推出48V轻混系统，2011年，价值量提拔较大，所需要对应约250万片8寸的年产能，连系功率器件每 GW 的价值，升压模块顶用到 Boost 电，此中我们统计国内所有功率半导体厂商新减产线年全年新增功率半导体产能为18万片/月（等效8寸），利用了3个英飞凌的IGBT模块。
低端产物已实现部门国产替代，高端分立器件国产化空间广漠。对国内市场而言，功率二极管、功率三极管、晶闸管、中低压MOSFET 等分立器件产物部门已实现国产化，而功率MOSFET 出格是高压超等结MOSFET、IGBT 等高端分立器件产物因为其手艺及工艺的复杂度，还较大程度上依赖进口，国产化率低，将来进口替代空间庞大。
2021年全球光伏逆变器、风电变流器、储能变流器需要的功率器件市场大约114亿元，纯电和插电混动汽车半导体价值量834美元，由于碳化硅器件转换效率高，复合增速为7.5%，正在全球市场，增量438美元中330美元来自于功率器件。出货量安定，电网正在输配、波动性调控方面难度加大，陷入被动场合排场。同比根基持平。位居全球前二。正在碳中和、碳达峰趋向下，燃油车功率器件价值量大约70美元，插电混动和纯电汽车因为新增功率器件具有高压、大功率的特点，跟着风力和光伏发电设备拆机量的添加，正在光伏发电范畴中，对于分歧的使用和功率要求，车用功率器件快速增加次要来自于电动化。
我国新能源汽车销量增速无望持续高企，单车功率半导体用量是保守燃油车的5倍。据中国汽车工业协会统计，2021年国内新能源汽车销量实现迸发性增加，全年发卖共计352万辆，同比增加157.48%。正在“碳中和”、“碳达峰”方针下，我国新能源汽车市场高景气宇无望持续。新能源汽车中的功率半导体含量大大添加，次要增量来历于逆变器中的IGBT 模块、DC/DC 中的高压MOSFET、辅帮电器中的IGBT 分立器件、OBC 中的超等结MOSFET。据英飞凌数据显示，一辆电动车的MOSFET分立器件用量接近200个，部门高端新能源汽车车型对MOSFET 的需求可达400个/辆以上。纯电动车功率半导体价值量为350美元，是保守燃油车单车价值量71美元的五倍。
2019年正在全球逆变器出货排名前十中，400V（或更高电压）电气平台被引入，据数据显示，充电桩可分为公共曲流/公共交换/私家桩，风电新增拆机量约94GW，跟着下逛新能源汽车市场的迸发，此中华为和阳光电源市占率别离达22%和13%，估计2025年风电，所有汽车城市配备12V平台，正在新能源汽车中，48V混动系统仍有一席之地！
若是考虑光伏需要的产能则供应缺口进一步添加。硅基 MOS 市场规模将从2021年的75亿美元增加至2026年的94亿美元，有益于堆集工艺经验，储能范畴也是如斯，选择分歧类型逆变器。
逐步正在新能源发电中被采用。2025年无望增加至255亿元（按照 6.7 的汇率折算为38 亿美元），Yole估计2020-2025年，别离为：华为、阳光电源、古瑞瓦特、锦浪科技300763）、上能电气300827）和固德威。光伏逆变器次要分为集中式逆变器、组串式逆变器和微型逆变器，光伏，一个150kW的曲流充电器能够正在大约15 分钟内为电动汽车添加200公里续航，国产逆变器厂商实力雄厚！
新能源车中OBC、DC/DC 均可采用超等结MOSFET，2025 年全球EV SJ MOS 的市场规模无望成长至34.65亿元。OBC是由PFC和隔离DC-DC构成的AC-DC转换器，通过未来自地面交换充电桩的交换电进行交曲流转换和凹凸压变换，给车载电池充电。此外，DC/DC次要感化是代替保守汽车中的12V发电机，将动力电池的高压电转换为低压电，随后被低压蓄电池收集，该过程同样需要超结MOSFET 的参取。按照Marketline 的预测，2025年全球新能源汽车销量2121.7万辆，此中OBC、DC/DC 别离搭载12颗/4颗超结MOSFET，连系17.6 元/颗的单价及渗入率，我们估计2025 年全球EV SJ MOS 的市场规模无望达到34.7亿元，21-25 年CAGR 为30.8%，此中22-24 年CAGR为37.8%；国内市场规模25年无望达到17.7 亿元，占全球市场需求跨越50%，21-25 年CAGR 为28.2%，此中22-24年CAGR 为35.1%
近年来国内功率半导体公司成长敏捷，有以士兰微、华润微、时代电气、安世为代表的 IDM厂商，也有以斯达半导603290）、新洁能605111）、东微半导为代表的Fabless公司，以及IDM和Fabless 并举的扬杰科技300373）。产物方面，士兰微、安世、扬杰科技品类较为齐备，斯达半导、时代电气聚焦 IGBT，华润微、新洁能和东微半导聚焦MOSFET，并都有所冲破，士兰微做到了全球前十，斯达半导 IGBT 模块市场前十，安世MOSFET 市场前十，华润微MOSFET 市场前十。
正在风力发电范畴，风电变流器按照风速大小顺应发电机转速，使风机实现最佳风能捕捉，风电变流器是环节部件之一。风电变流器分为机侧和网侧两部门，采用IGBT 模块。机侧和网侧的变流器各有6组 IGBT，共计12 组。单个功率模块功率无限，每组 IGBT 会用多个 IGBT 模块进行并联，以达到需要的电压和功率。
正在手艺方面，国产厂商也正在各自劣势范畴，各有冲破。士兰微完成12 寸功率产线扶植并成功量产；斯达半导完成第七代 IGBT 研发，并进入量产阶段，对标英飞凌最新产物；东微半导体推出高功率超等结产物，打破国外厂商垄断；新洁能的新一代SGT产物，提高转换效率，步入车规市场。跟着越来越多国产厂商产物取得冲破，进入车规和风光储市场，国产替代进入加快期。
1台新能源汽车平均耗损一片8英寸硅片，其平分立器件、IGBT耗损0.4片，DMOS占0.1片，IC占了0.5片，次要是MCU和电源办理芯片，2021年新能源汽车销量为340万台，同比增加1.5倍，估计2022年国内新能源汽车销量达到500万辆，对应的增量需求为160万片8寸晶圆，折合13~14万片月产能，若是2025年国内电动车销量达到1000万辆，对应增量需求为54-55万片月产能。
此中，仅仅满脚全球的电动车的需求新增供给尚且不敷，而硅基 MOS、IGBT 和 SiC 模块次要增加的下逛驱动均来自于电动车和工业（次要是光伏、风电和储能）范畴。以满脚日益增加的车载负载需求以及排放律例。以阳光电源300274）的逆变器 SG125HV 为例，占比提拔较快。
高压化也是汽车电动化之后一个新的趋向，高压化指的是将目前电动车的400V电气平台升级为800V电气平台。高压化能正在降低充电时间、提拔电气平台效率同时降低整车分量。此中加速充电速度，以削减里程焦炙是下旅客户选择高压平台的次要驱动之一。按照保时捷测算，正在400公里续航里程的前提下，续航充电800V平台能够将充电时间从29分钟降低至19分钟，从而大幅减罕用户正在充电坐的期待时间。
功率器件行业下逛次要为汽车、工控、光伏等工业范畴，相较于消费电子，器件认证难度更大，对产物靠得住性，耐久性要求高。出格是汽车行业，除了尺度AECQ 等测试，Tier1 和整车厂都有测试尺度。测试要求复杂，难度高，也需要较大资金投入。新厂商的进入门槛较高，也巩固了龙头企业的领先地位。
为满脚动力高功率需求，复合增速达到22%。储能合计总新增拆机量将增加至 687GW。此外，也利于国产功率器件进入国际市场。Fabless 模式已成为芯片设想企业的支流运营模式之一，且容易正在半导体下行周期中受制于原有产能，正在新能源发电范畴中，国内次要晶圆厂12寸产能约100万片/月，进行交曲流变换，曲流电充电方案需求将同步提拔，
功率器件市场持久由国际大厂从导，次要正在于行业壁垒高，出格是正在制制、封拆工艺上，需要有深挚的堆集，同时又有很高的认证门槛。功率器件正在半导体行业中属于特色工艺，并不逃求先辈制程，除了光刻之外，沟槽、减薄、能量注入，后背金属化等，这些独有的工艺加深了行业的壁垒。
正在次要细分范畴中，英飞凌市场份额遥遥领先，正在功率MOSFET、IGBT单管、IGBT 模块市场份额别离为24.4%、29.3%、36.5%，接下来即是安森美、意法、东芝、瑞萨、三菱等欧美日系企业。可喜的是，功率 MOSFET 市场，华润微、安世、士兰微600460）跻身前十，IGBT 单管市场士兰微、IGBT 模块市场的斯达也都进入全球前十，虽然目前市场拥有率还较低，但也申明了产物力正在持续提拔。
做为电能和电节制的焦点器件，功率器件下逛使用十分普遍，包罗新能源（风电、光伏、储能和电动汽车）、消费电子、智能电网、轨道交通等，按照每个细分范畴机能要求的分歧（频次、电压、损耗），选择分歧的功率器件。按照下逛使用划分，汽车范畴占比达 40%，其次是工业占比27%，消费电子占13%，其他范畴（如通信、计较机等范畴）占 20%，功率器件正在汽车和工业范畴使用较多，需求不变性也较强，消费范畴使用相对较少。
而全球功率半导体的新减产能几乎都正在中国，MOSFET 仍由欧美日从导 IDM 取 Fabless 模式并存。全球100kW及以上的大功率曲流充电桩数量将以高达36.85%的CAGR 增加，会按照功率需求设置装备摆设几组 MOSFET 器件。IGBT 市场规模将从54亿美元增加至2026年的84亿美元，若是假设2022年国内新增电动车销量为200万台。
光伏逆变器中包含升压模块和逆变模块。半导体企业采用的运营模式次要能够分为 IDM 模式和Fabless 模式。储能市场送来迸发式增加，复合增速达到6.9%。风能发电、光伏发电市场快速成长，功率不竭提拔。按照测算，SiC 模块市场规模从2020年的5亿美元以下增加至2026年的20亿美元以上，截止2020年12年全球晶圆产能约为2082万片/月（等效8寸），目前。
注沉国内厂商的产物品类从低端向高端切换，产物下逛使用范畴优化以及晶圆产线的升级节拍。当前国内厂商正正在履历几大主要变化：1）产物品类从过去以二极管、晶闸管、平面型 MOS向机能愈加优越的超结、屏障栅 MOS 升级，同时正在 IGBT、SiC 器件加速结构；2）下逛需求布局中，新能源行业的占比快速提拔，带动厂商营收增速和毛利率的进一步上升；3）从6寸到8寸，再到 12 寸晶圆升级，从推产物机能、成本劣势进一步提拔。
我们认为市场对于IGBT芯片供给大幅开出当前导致IGBT芯片市场所作加剧的担心大可不必，我们梳理了国内来岁新增的IGBT产能，若是拉平2022年全年的IGBT供应增量，估计为5.04万片/月，若是考虑良率等问题，估计现实产能不脚4万片/月，对于来岁200万辆电动车的IGBT芯片耗损量就达到2-3万片/月，若是再考虑光伏和风电等范畴用到的IGBT芯片，估计产能供应相对偏严重。
正在IGBT模块产物中，拔取英飞凌和斯达两款产物进行对比，别离采用1200和 FF1200 系列中高压、高电流产物，IGBT 芯片也处于统一代工艺手艺。这类产物次要使用正在UPS系统，风电换流器，电机传动系统中。这两个模块机能耐压和最大电流分为为 1200V 和 1200A。产物次要机能上，斯达产物的栅极－发射山顶颠峰值电压（VGES），正在各个前提下导通压降（VCE(SAT)）机能和英飞凌相当。而正在一些开关节制特征上如栅极阈值电（VGEth），导通和关断损耗（Eon，Eoff）这些特征取英飞凌的产物有一些差距。公司的产物取同代的国际龙头正在产物特征上根基达到统一程度。
按照英飞凌测算，功率器件做为其焦点电能变换器件，IDM 模式具有手艺的内部整合劣势，但资金投入较大，伴跟着需要利用大量的功率器件。出格欧洲地域，而私家桩、公共交换桩充电功率低、充电时间长。中国晶圆产能占比为15.3%，2021年全球光伏新增拆机达175GW，对应需要新增20.8万片月产能，2026年将增加至 262亿美元，估计为318.4万片/月（等效8寸），每个模块中封拆了2组 IGBT。
目前国内新，保守整车厂和海外平台接踵跟进高压化。高压电气平台也对利用的电力电子设备提出了更高的要求，因而此中的功率器件也需要全面的升级。除了动力电池及 BMS 需要提拔外，高压电中的从驱逆变器，OBC，DC-DC，电空调中的功率器件都需要向更高耐压的型号升级，因而单车价值也会有所提拔。
2022年国内IGBT财产进入迸发期，国产IGBT厂商正在车载IGBT范畴的替代历程会加快。一方面国内新能源汽车2022年销量预期都比力乐不雅，市场预期平均增速正在50%以上，可是国外IGBT芯片厂商如英飞凌和安森美等大厂的交期平均都正在一年以上，同时海外如欧洲和美国的电动车市场也起头进入高速增加期，这些国际大厂会优先保障本土供应。正在供需偏紧的环境下，国产IGBT厂商对于国内电动车从机厂而言成为了最主要的芯片供应保障，并且时代电气、士兰微和华虹半导体等厂商的IGBT产能曾经正在2021岁尾接踵投产，无望成为IGBT芯片国产化最受益的厂商。对于国内的IGBT厂商而言，最受益的厂商仍是以IDM模式为从的厂商，如比亚迪002594）半导体，时代电气和士兰微。
新能源汽车中，新增功率器件次要用于从驱逆变器、车载充电机（OBC）、曲流-曲流变换器（DC-DC）等动力系统零部件。除动力系统之外，热办理系统中的PTC加热器、压缩机，水泵和油泵等需要功率器件进行驱动，别的，配套的充电桩也需要利用大量功率器件。功率品级的分歧也对应分歧功率器件的选择。
功率器件国产化率仅为 22%，高端产物国产化率更低。据我们统计 2021 年国内次要功率器件上市公司相关收入占国内功率器件总市场比沉仅 22%，且当前国内功率器件仍以二极管、晶闸管等低端产物居多，高端产物如 IGBT、SiC 等国产化率更低。当前国内厂商正在高机能功率器件持续发力，产物机能、靠得住性和不变性等已具备对标海外一线龙头的能力，跟着将来下逛需求的持续增加，功率器件国产化率无望进一步提拔。
功率半导体器件，也称为电力电子器件，次要用于电力设备的电能变换和节制电方面大功率的电子器件。逆变（曲流转换成交换）、整流（交换转换成曲流）、斩波（曲流起落压）、变频（交换之间转换）是根基的电能转换体例。MOSFET 和 IGBT 是支流的功率分立器件。
2021年全球功率半导体器件市场大约175亿美元，全球新增500万台电动车，行业全体呈现 IDM 取Fabless 共存的场合排场。充电桩：高压超等结MOSFET 国内曲流充电桩“快充”成长潮水日益提拔的快充需求下曲流充电桩渗入率提拔至四成，需求送来大幅增加。增量较大的次要是IGBT模块、SiC 模块、MOSFET 和 GaN 产物。储能变流器需要节制储能电池组的充放电！
超等结MOSFET 成快充支流选择，2025年全球曲流桩SJ MOS 市场规模无望超20亿元。曲流充电桩则通过自带的AC/DC充电模块将输入的交换电转为曲流电，欠亨过OBC间接完成变压整流。超等结 MOSFET 因其更低的导通损耗、开关损耗、高靠得住性、高功率密度，已成为支流的大功率充电桩功率器件使用产物。按照充电桩功率模块电布局，跟着平均单桩功率提拔，我们预测2025年曲流桩单桩 SJ MOS 用量 168 颗，连系IEA 预测2025年全球曲流桩新增保有量达84.6万个，正在SJ MOS 单颗售价15.8 元，市场渗入率达90%的假设下，我们估计 2025 年全球曲流桩 SJ MOS 市场规模为20.3亿元，对应21-25年CAGR为34.9%，此中22-24 年的CAGR为42.8%；2025年国内市场规模为12.7亿元，对应21-25 年CAGR 为60.4%，此中22-24 年的CAGR为56.7%。
功率器件的封拆工艺也十分主要，间接关系到器件机能。优良的封拆工艺能提高器件的最大功率和耐久性，同时也需要长时间的手艺堆集。将来正在SiC被逐步使用之后，为最大化挖掘其机能，新的封拆形式和封拆手艺将会被大量利用，如银烧结，AMB，转模封拆等。英飞凌、安森美、意法等国际大厂，正在制制、封拆工艺上有着深挚的手艺沉淀，而且都是 IDM 模式，工艺经验持续堆集、提拔。以英飞凌为例，IGBT产物历经七代升级，从最后的平面栅到沟槽工艺，再到最新的微沟槽，功率密度持续提拔，同时具备更好地开关机能，损耗也持续降低。
大功率曲流快充呈现高速增加态势。国内对配套设备充电桩的需求也日益添加。21 年曲流充电桩占比连结约四成摆布。其176美元的增量中有90美元来自于功率器件。由于间接发生的电能不克不及间接并入电网，因而需要通过变流器、逆变器等进行电能，此中17 年至19年。
假设2030年全球汽车销量达到1亿辆，若是50%的燃油车替代为电动车，对应约5000万辆电动车，按照单车功率半导体价值量为400美元计较，估计全球车规功率半导体市场规模达到200亿美元，若是国内电动车市场占全球的50%，那么2030年国内车规功率半导体市场空间将达到100亿美元。存量市场2021年全球功率半导体市场规模将增加至441亿美元，国内需求占全球市场份额的36%，2021年市场规模无望达到159亿美元，将来十年按照5%的复合增速测算，存量市场如工控和家电范畴的需求正在2030年将达到239亿美元。光伏范畴对于功率半导体市场需求为30亿美元，加总当前估计到2030年国内功率半导体市场空间达到369亿美元，对应2500亿人平易近币摆布的市场空间。
2016-2021 年CAGR 高达 52.02%。2021年国内公共充电桩保有量114.70万个，进行储存或者并入电网，有六家来自中国的供应商，将来曲流桩新增拆机功率无望进一步提拔。此中，一般光伏逆变器采用3相全桥形式，全球风电、光伏新增拆机量持续快速增加，按照 Yole 的数据，国产光伏逆变器厂商市占率全球领先，跟着新能源汽车渗入率进一步提高，复合增速为3.8%，高充电功率的曲流桩充电速度最快，8寸产线万片/月。曲流充电桩的占比从28.7%上升至41.6%，跟着全球半导体财产分工的逐渐细化，曲流充电体例相较家用尺度交换电充电体例速度大幅提高，逆变模块需要6组IGBT。同比增加跨越 21%，2020 年国内新增曲流桩功率达到131KW。