摘要：功率半導體器件廣泛用于所有電氣和電子系統(tǒng)中，每個應用領域都有不同需求。2022年全球功率半導體市場規(guī)模達481億美元。中國作為全球最大的功率半導體消費國，貢獻了約40%的功率半導體市場，2022年中國市場規(guī)模為191億美元，2023年規(guī)模進一步擴大。整體來看，我國功率半導體雖起步較晚，但發(fā)展迅速。功率半導體作為實現(xiàn)電氣化系統(tǒng)自主可控以及節(jié)能環(huán)保的核心零部件，在新能源汽車領域有著大量且迫切的需求，功率半導體也成為新能源汽車增量最大的半導體品類。

一、定義及分類

功率半導體是全球第二大半導體產(chǎn)業(yè)，功率半導體是電力電子裝置實現(xiàn)電力轉(zhuǎn)換及控制的核心器件，主要功能為改變電路中的電壓、電流、頻率、導通狀態(tài)等物理特性，以實現(xiàn)對電能的管理。功率半導體按照集成程度分為功率器件和功率IC兩大類，其中功率器件主要包括二極管、晶閘管、MOSFET、IGBT等，而功率IC則是將功率半導體分立器件與各種功能的外圍電路集成得來。二極管、MOSFET、IGBT、電源管理IC等功率半導體均在汽車中扮演著重要的角色。

二、行業(yè)政策

1、國家層面相關政策

功率半導體是我國的支柱性、戰(zhàn)略性、前瞻性產(chǎn)業(yè)。功率半導體是汽車核心零部件之一，直接影響到整車的性能效率。為了鼓勵國內(nèi)汽車功率半導體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，打破國外企業(yè)在該領域的技術壟斷，提升汽車產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈韌性。近年來，國家相關部門制訂了一系列政策，通過完善產(chǎn)業(yè)頂層設計、制定稅收優(yōu)惠政策等，鼓勵包括汽車功率半導體在內(nèi)的半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2024年1月，工業(yè)和信息化部發(fā)布了《國家汽車芯片標準體系建設指南》，提出功率芯片標準規(guī)范汽車用于處理高電壓、大電流工況的芯片技術要求及試驗方法。標準重點建設方向包括電動汽車用IGBT模塊、功率模塊、功率分立器件等。

2、地方層面相關政策

地方政府也十分重視汽車功率半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展，鼓勵企業(yè)加強技術投入。如2024年1月，重慶市人民政府發(fā)布了《重慶市集成電路封測產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃（2023—2027年）》，提出要面向智能網(wǎng)聯(lián)新能源汽車、電子信息、先進制造等支柱產(chǎn)業(yè)，重點圍繞特色芯片高可靠性、定制外形的封測需求，積極培育車規(guī)級汽車芯片、功率半導體、硅光芯片、MEMS傳感器等特色封測企業(yè)。

三、行業(yè)壁壘

（1）技術壁壘

汽車功率半導體的研發(fā)生產(chǎn)過程涉及微電子、半導體物理、材料學、機電工程等諸多學科，行業(yè)內(nèi)企業(yè)需要綜合掌握微細加工、模擬仿真、版圖設計、外延、封裝測試等多方面技術或工藝，并進行有機整合。因此，汽車功率半導體行業(yè)屬于較為典型的技術密集型行業(yè)，專業(yè)性較強，復雜程度較高，有較高的技術門檻。汽車功率半導體行業(yè)內(nèi)企業(yè)需要具備充足的技術、工藝儲備和豐富的產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗，才能緊跟市場需求并及時創(chuàng)新，自主研發(fā)出高性價比且滿足客戶多樣化需求的產(chǎn)品。相對而言，新進入企業(yè)較難在短時間內(nèi)掌握并保持技術先進性，因而構成了行業(yè)較高的技術壁壘。

（2）人才壁壘

汽車功率半導體行業(yè)作為技術密集型和勞動密集型產(chǎn)業(yè)，相關廠商需要大量專業(yè)背景扎實、履歷豐富的技術研發(fā)人員來進行高質(zhì)量、高效率的設計、制造并對技術工藝進行持續(xù)創(chuàng)新。近年來，隨著行業(yè)的高速發(fā)展，經(jīng)驗豐富的高技術水平人才呈現(xiàn)出明顯供不應求的態(tài)勢，鑒于相關人才的培養(yǎng)需要大量時間和經(jīng)濟成本，對行業(yè)新進者構成了較高的人才壁壘。

（3）客戶壁壘

汽車功率半導體與汽車領域發(fā)展態(tài)勢緊密關聯(lián)，汽車的質(zhì)量、性能在較大程度上受到功率半導體產(chǎn)品的影響。因此，汽車廠商對功率半導體產(chǎn)品性能指標、可靠性和穩(wěn)定性的要求嚴格，整體驗證周期較長，當通過認證并建立起穩(wěn)定的合作關系后，下游汽車廠商一般不會輕易更換供應商。因此，對行業(yè)新進入者而言，想要通過優(yōu)質(zhì)客戶的認證程序需要一定的周期和過硬的綜合實力，構成了進入行業(yè)的客戶壁壘。

四、產(chǎn)業(yè)鏈

1、行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析

汽車功率半導體上游包括原材料及生產(chǎn)設備，原材料包括硅晶圓、光刻膠、光掩模、電子特氣、拋光材料及其他原材料；生產(chǎn)設備覆蓋汽車功率半導體生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，包括光刻機、刻蝕設備、清洗設備、檢測設備等。中游主要是汽車功率半導體研發(fā)設計、生產(chǎn)制造、封裝測試等生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)；下游應用市場為汽車。

汽車功率半導體行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈

硅片

上海硅產(chǎn)業(yè)集團股份有限公司

杭州立昂微電子股份有限公司

TCL中環(huán)新能源科技股份有限公司

寧波賽邦國際貿(mào)易有限公司

光刻膠

彤程新材料集團股份有限公司

蘇州瑞紅電子化學品有限公司

深圳市容大感光科技股份有限公司

江蘇南大光電材料股份有限公司

靶材

電子特氣

上游

吉林華微電子股份有限公司

華潤微電子有限公司

揚州揚杰電子科技股份有限公司

江蘇捷捷微電子股份有限公司

中游

燃油車

新能源汽車

下游

2、行業(yè)領先企業(yè)分析

（1）吉林華微電子股份有限公司

華微電子是集功率半導體器件設計研發(fā)、芯片加工、封裝測試及產(chǎn)品營銷為一體的國家級高新技術企業(yè)。公司擁有4英寸、5英寸、6英寸與8英寸等多條功率半導體分立器件及IC芯片生產(chǎn)線，芯片加工能力每年400萬片，封裝資源每年24億支，模塊每年2400萬塊。目前已形成以IGBT、MOSFET、SCR、SBD、IPM、FRD、BJT、多芯片模塊、寬禁帶半導體等為營銷主線的系列產(chǎn)品，廣泛應用于新能源汽車、光伏等戰(zhàn)略性新興領域。近年來，公司不斷拓展新能源汽車配套業(yè)務，除OBC、汽車空調(diào)、車載逆變、車載DC-DC變換器等多個模組的功率器件全面配套并實現(xiàn)大批量銷售外，在商用汽車領域的電控部分實現(xiàn)了新突破，產(chǎn)品涵蓋IGBT單管、FRD、高低壓MOS、PM模塊等。2023年前三季度，華微電子營收為12.65億元，同比下滑17.60%；歸屬于上市公司股東的凈利潤為2159.0萬元，同比下滑41.4%，主要系半導體市場規(guī)模增速減緩，市場競爭激烈，華微電子受市場環(huán)境影響，訂單量減少，銷售收入下降，毛利額減少。

（2）華潤微電子有限公司

華潤微是華潤集團旗下負責微電子業(yè)務投資、發(fā)展和經(jīng)營管理的高科技企業(yè)，公司擁有芯片設計、掩膜制造、晶圓制造、封裝測試等全產(chǎn)業(yè)鏈一體化運營能力，產(chǎn)品與方案業(yè)務板塊產(chǎn)品聚焦功率半導體、智能傳感器和智能控制三大領域，終端應用主要圍繞八大領域，其中2023年上半年汽車領域應用占比19%，期間集成電路業(yè)務實現(xiàn)營收49.40億元。2022年公司在汽車電子領域銷售規(guī)模同比增長185%，產(chǎn)品進入比亞迪、吉利、蔚來、一汽、長安等重點車企，公司成功召開車規(guī)級產(chǎn)品發(fā)布會，發(fā)布先進溝槽柵MOS/SJMOS/IGBT/SiCMOS等系列化車規(guī)級產(chǎn)品。

五、行業(yè)現(xiàn)狀

功率半導體器件廣泛用于所有電氣和電子系統(tǒng)中，每個應用領域都有不同需求。2022年全球功率半導體市場規(guī)模達481億美元。中國作為全球最大的功率半導體消費國，貢獻了約40%的功率半導體市場，2022年中國市場規(guī)模為191億美元，2023年規(guī)模進一步擴大。整體來看，我國功率半導體雖起步較晚，但發(fā)展迅速。在汽車領域，汽車電動化轉(zhuǎn)型持續(xù)推進，純電動汽車的BMIC和ADAS系統(tǒng)將極大地推動功率半導體的發(fā)展，應用規(guī)模將不斷壯大。預計到2026年，純電動汽車將占功率半導體總市場的30%。

六、發(fā)展因素

1、有利因素

（1）國家政策大力支持

2023年12月，國家發(fā)展改革委發(fā)布了《產(chǎn)業(yè)結(jié)構調(diào)整指導目錄（2024年本）》，將大功率電子器件（IGBT，電壓等級≥750V，電流≥300A；SiC MOSFET，電壓等級≥1200V，電流≥600A）等新能源汽車關鍵零部件納入鼓勵類。一系列政策法規(guī)為我國半導體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了良好的政策環(huán)境，推動了汽車功率半導體產(chǎn)業(yè)在近年來迅速發(fā)展。在產(chǎn)業(yè)政策支持和推動作用下，中國汽車功率半導體行業(yè)整體的技術水平、生產(chǎn)工藝、自主創(chuàng)新能力和技術成果轉(zhuǎn)化率有了較大的提升。

（2）新能源汽車對功率半導體需求量更大

汽車的電動化轉(zhuǎn)型，重塑了成本結(jié)構，也極大增加了對功率半導體的需求。與傳統(tǒng)燃油車相比，電動汽車減少了發(fā)動機及周邊系統(tǒng)，取而代之的是三電（電池、電機、電控）以及周邊系統(tǒng)（包括了車載DCDC、電空調(diào)驅(qū)動、車載充電器（OBC）等電力電子裝置），還有配套的充電樁。功率半導體作為實現(xiàn)電氣化系統(tǒng)自主可控以及節(jié)能環(huán)保的核心零部件，在新能源汽車領域有著大量且迫切的需求，功率半導體也成為新能源汽車增量最大的半導體品類。

（3）產(chǎn)品國產(chǎn)化替代不斷推進

新能源汽車的崛起，尤其是眾多國內(nèi)造車新勢力品牌的發(fā)展壯大，一定程度打破了原有的汽車電子供應鏈格局，為國內(nèi)功率半導體廠商加速進入汽車電子產(chǎn)業(yè)鏈提供了良好機遇，疊加近年來，我國企業(yè)不斷加強汽車功率半導體研發(fā)投入，產(chǎn)品性能不斷提升，有利于進一步推動汽車功率半導體國產(chǎn)化替代。

2、不利因素

（1）高端人才相對缺乏

汽車功率半導體行業(yè)作為技術密集型產(chǎn)業(yè)，對技術人才的專業(yè)能力、從業(yè)經(jīng)驗、創(chuàng)新素養(yǎng)都有較高的要求。高端人才的儲備和培養(yǎng)是企業(yè)積累技術研發(fā)實力的重要途徑，是中國企業(yè)在全球市場形成并保持足夠競爭力的關鍵要素。中國汽車功率半導體產(chǎn)業(yè)整體起步較晚，盡管在多年的高速發(fā)展之下，國內(nèi)已有大批汽車功率半導體相關行業(yè)從業(yè)人員，但高端人才數(shù)量仍無法滿足市場的旺盛需求。未來一段時間內(nèi)，高端人才相對缺乏仍將是制約行業(yè)發(fā)展進程的重要因素之一。

（2）供應鏈穩(wěn)定性受到挑戰(zhàn)

我國汽車功率半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展至今，仍有較多關鍵材料、核心設備主要依賴進口，如在光刻機領域，基本被ASML、Nikon和Canon三大企業(yè)所壟斷，在高端半導體光刻膠領域，市場主要被JSR、東京應化、信越化學等日本公司壟斷，占據(jù)了全球90%左右的市場份額。在貿(mào)易摩擦加劇的大背景下，國內(nèi)對外資供應商的依賴使得汽車功率半導體產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈穩(wěn)定性受到挑戰(zhàn)，不利于汽車產(chǎn)業(yè)平穩(wěn)、健康運行。

（3）國產(chǎn)產(chǎn)品競爭力有待提升

由于我國汽車功率半導體行業(yè)起步較晚，研發(fā)基礎相對薄弱，且歐美發(fā)達國家對我國半導體產(chǎn)業(yè)實施技術封鎖，致使我國高端汽車功率半導體產(chǎn)品性能與國際領先水平仍有較大差距，產(chǎn)品競爭力有待提升，英飛凌、安森美、意法半導體等海外企業(yè)占據(jù)較大市場份額。

七、競爭格局

國內(nèi)汽車功率半導體市場呈現(xiàn)梯隊化競爭格局。第一梯隊為國際大型半導體公司，如英飛凌（Infineon）、意法半導體（ST）、安森美公司（ONSEMI）、薩瑞電子（Renesas）等，國際廠商在技術和工藝方面具有先發(fā)優(yōu)勢，產(chǎn)品門類更為齊全，形成規(guī)模經(jīng)濟，整體競爭力較國內(nèi)企業(yè)更具優(yōu)勢。第二梯隊為少數(shù)突破了功率半導體芯片技術瓶頸的本土公司，如比亞迪半導體、華潤微、華微電子、捷捷微電、立昂微、芯微電子等，相較于第三梯隊企業(yè)，第二梯隊企業(yè)研發(fā)設計制造能力相對突出，在細分產(chǎn)品和細分市場具備比較優(yōu)勢；第三梯隊為功率半導體封裝企業(yè)，缺乏芯片設計制造能力，利潤空間相對較低。

八、發(fā)展趨勢

新能源汽車持續(xù)提升充電功率、縮短充電時間，電壓平臺從400V提升到800V、1000V甚至更高的水平，高電壓成為了新能源汽車行業(yè)的發(fā)展趨勢，對電能轉(zhuǎn)換效率、穩(wěn)定性、高壓大功率需求及復雜度提出了更高要求，高壓大功率型半導體功率器件產(chǎn)品成為行業(yè)開發(fā)的主流技術趨勢。隨著電動汽車、智能駕駛等技術的快速發(fā)展，汽車行業(yè)對功率半導體的需求將日益增長，汽車行業(yè)將成為推動功率半導體持續(xù)增長的主要動力。第三代半導體功率器件，如碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）器件，以其高效、高頻率和高溫度等優(yōu)異性能，逐漸成為汽車行業(yè)的新寵。未來，第三代半導體功率器件有望在更高頻率、更高溫度、更高功率等方面取得更大突破，進一步推動汽車行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。隨著我國半導體方面科技實力不斷增強和國內(nèi)應用市場需求的持續(xù)擴大，我國汽車功率半導體企業(yè)不斷成長壯大，逐漸縮小與國外領先企業(yè)的技術差距，國產(chǎn)汽車功率半導體的進口替代效應愈加強勁。