功率半导体就像人体的血液循环系统，将调整后的电能输送到对应的用电终端。作为电力电子领域的重要组成部分，近年来随着光伏、电动汽车的快速发展，功率半导体的价值日益凸显。
功率半导体技术主要应用于电力转换、传输、可再生能源集成、电车充电等多个领域，根据Yole的预测，随着工业自动化、通信技术、光伏、电动汽车等渗透率不断提升，功率器件或将维持长期增长，预计到2026年，全球功率市场将达到262.74亿美元，CAGR为6.9%。另据 Straits Research测算，受益于AI浪潮下消费电子产品的持续扩张，到2030年，全球功率半导体的市场规模将达到550亿美元。
全球功率半导体市场规模预测
数据来源：Straits Research
功率IC占大头，MOSFET、IGBT地位稳固
从功率半导体的市场结构来看，功率半导体可分为功率器件和功率IC两大类，目前在国内功率半导体市场中，占最大比重的是功率IC（54.3%），而在功率器件领域，应用较为广泛的包括金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）、整流二极管等，占比分别为16.4%、14.8%、12.4%（数据来源：中商产业研究院）。
汽车是功率半导体下游最主要的应用市场，占比超过30%（数据来源：Omdia)，近年来在新能源车、光伏、风电等清洁能源需求的持续推动下，以MOSFET、IGBT为代表的功率器件需求旺盛，以 IGBT为例，根据IHS Markit预测，到2023年我国IGBT市场规模将达到290.8亿元，增长空间巨大。
我国主要功率器件市场规模及增速
数据来源：思瀚产业研究院、中国产业信息网、华福证券研究所
另据Yole预测，到2028年功率器件将以MOSFET、IGBT、SiC为主导，三者市场份额分别为30%、23%、19%。
功率半导体发展前景：新材料、新模式
功率半导体自诞生以来，就从基材的迭代、微沟槽结构的优化、先进封装、大尺寸晶圆的应用等多个方面进行技术创新，随着功率半导体技术的不断发展，硅基和碳化硅（SiC）功率半导体材料在电力电子领域中逐渐崭露头角。
硅是传统功率半导体器件的主要材料，例如硅整流二极管和硅IGBT，硅功率半导体器件具有成熟的制造工艺、相对较低的制造成本以及优良的可靠性等优势。但随着电力系统对更高效能量转换和更紧凑设备需求的增加，硅功率半导体的一些缺点比如较高的导通损耗和受限的工作温度范围等也日益显现。
近年来，以碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）等材料为代表的化合物半导体因其宽禁带、高饱和漂移速度、高临界击穿电场等优异的性能而备受关注，其中碳化硅功率器件受下游新能源汽车等行业需求拉动，市场规模增速较快。目前，碳化硅整流二极管和碳化硅MOSFET等器件已在电力电子领域中得到广泛应用。IHS预计，到2027年碳化硅功率器件的全球市场规模将超过100亿美元，10年复合增速有望趋近40%。
资料来源：驭势资本
在功率半导体的设计制造环节，目前国际头部的功率半导体玩家多数是以“IDM”模式或“IDM加委外代工混合模式”为主，而我国IDM与Fabless的界限相对模糊，国内国内Fabless选择与头部Foundry深度合作，形成了我国独有的特色工艺模式。国信证券认为，短期内我国特色工艺产能增速将高于IDM的产能增速，与IDM的差异化竞争或不显著。
国产替代空间大，部分领域已取得阶段性突破
当前，我国功率半导体仍处于初期发展阶段，产业链完整、厂家多、发展势头迅猛，但在器件的生产制造和关键产品需求方面依然存在巨大的缺口，海外依存度仍较高。根据Omdia统计显示，全球功率半导体接近60%的份额由海外厂商所垄断，而我国目前占据了全球约36%的功率半导体需求，是最大的单一市场，国产替代空间广阔。
