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功率半導(dǎo)體行業(yè)特點(diǎn)和發(fā)展趨勢
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院 鍇威特    2023-08-14

（1）海外龍頭仍居第一梯隊，國內(nèi)廠商市場發(fā)展空間大

目前高端功率半導(dǎo)體產(chǎn)品仍然主要由美、日、歐龍頭廠商主導(dǎo)，國內(nèi)廠商與國外龍頭公司仍存在較大差距。根據(jù) Strategy Analytics 數(shù)據(jù)，2020 年全球功率半導(dǎo)體市場份額前五大公司占據(jù)近 70%市場份額，其中英飛凌處于絕對領(lǐng)先地位，獨(dú)占 30%市場份額，市場份額前五大公司均為國外企業(yè)，國內(nèi)廠商市場份額僅占 10%左右，發(fā)展空間大。

（2）第三代半導(dǎo)體材料帶來新的發(fā)展機(jī)遇

以 SiC 為代表的第三代半導(dǎo)體材料給功率半導(dǎo)體行業(yè)帶來了新的發(fā)展契機(jī)，SiC材料相對于硅基材料主要擁有如下優(yōu)勢：耐高壓、耐高溫、工作頻率高。

① 耐高壓 SiC 的擊穿場強(qiáng)約為硅的 10 倍，這就意味著同樣電壓等級的SiC MOSFET 晶圓外延層厚度只要硅的十分之一，是應(yīng)用于超高壓功率器件的理想材料。

② 耐高溫 SiC的禁帶寬度是硅基材料的 3倍，SiC的熱導(dǎo)率是硅基材料的2-3倍，故 SiC功率器件的應(yīng)用可使散熱器體積減小。

③ 高頻 SiC 的電子飽和速度是硅基材料的 2-3 倍，SiC 功率器件可實(shí)現(xiàn) 10倍于硅基功率器件的工作頻率4。

國家設(shè)立了“2030 年前碳排放達(dá)峰，2060 年前碳中和”的雙碳戰(zhàn)略目標(biāo)，未來制造業(yè)企業(yè)將進(jìn)一步提升能源利用效率、減少碳排放，SiC 憑借低功耗、耐高壓、耐高溫、高頻等優(yōu)勢特性，在助力國家實(shí)現(xiàn)碳中和戰(zhàn)略目標(biāo)方面具有重要作用，其應(yīng)用前景廣闊。

（3）功率半導(dǎo)體的國產(chǎn)替代趨勢逐漸加強(qiáng)

現(xiàn)階段中國功率半導(dǎo)體的進(jìn)口量和進(jìn)口占比仍然較大，尤其是用于工業(yè)控制領(lǐng)域的高性能產(chǎn)品及用于高可靠領(lǐng)域的產(chǎn)品，國產(chǎn)化替代空間較大。根據(jù)CCID 的數(shù)據(jù)，中國功率器件市場中，接近 90%的產(chǎn)品均依賴進(jìn)口。

根據(jù)半導(dǎo)體行業(yè)觀察、國金證券研究所數(shù)據(jù)，中國模擬芯片仍高度依賴進(jìn)口，2020 年國產(chǎn)化率僅為 12%左右。近年來，國產(chǎn)化替代需求隨著中美貿(mào)易摩擦而更加迫切。近年來，國家頒布了《國家信息化發(fā)展戰(zhàn)略綱要》《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和 2035 年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》等政策，為功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈自主可控提供了政策支持，功率半導(dǎo)體行業(yè)的國產(chǎn)化替代進(jìn)程將進(jìn)一步加速。

（4）功率器件技術(shù)發(fā)展趨勢

功率器件的發(fā)展包含多個技術(shù)路徑，包含線寬、器件結(jié)構(gòu)、工藝進(jìn)步、材料等多個方面，經(jīng)過不斷的發(fā)展，功率器件追求不斷提高功率密度，實(shí)現(xiàn)功耗與成本的最優(yōu)解，同時實(shí)現(xiàn)多種功能的集成。另外，功率器件的材料迭代（如第三代半導(dǎo)體材料）和集成化趨勢也日益加強(qiáng)。