在集成电路中，模仿芯片是晶体管、电阻和电容等元件的有机组合，逻辑芯片是晶体管的堆叠与摆放，其芯片功用差异首要来历于IC规划，因而包含芯片架构、IP、指令集、规划流程和规划软件东西等在内的规划环节是芯片附加值的中心。与集成电路不同，功率器材的功用完成及差异化来历于不同的器材结构，而器材结构需经过前道制作工艺完成的，制作工艺好坏直接决议了芯片的电子传输等功用表现。因而，
后道封装是确保器材牢靠性的要害环节。功率半导体器材是电体系作业的要害，因而产品牢靠性是中心参数。一般功率器材要依据运用的实践工况对芯片进行定制化封装以确保其在运用中的牢靠性；特别是在工业、轿车等对产品耐压、耐温、耐冲击等牢靠性要求较高的运用范畴，产品方法以模块为主，厂商需对模块进行热办理、电磁搅扰（EMI）等方面进行合理规划以确保多个芯片有机组合进行功用完成，因而在高牢靠性IGBT模块中，封装环节本钱占比可超30%。
运用场景界说器材类型，器材功用界说芯片参数。运用端的个性化需求首要是对芯片特性及模块的电路结构、拓扑结构、外形和接口操控等的规划要求。以轿车主逆变器为例，大功率主驱动一般需求用到多个芯片并联，若运用单管多个并联，管之间电流均流和平衡、一起开断等难度大，且接口较多；经过芯片互连合作维护元件具有较好一致性及安稳性的功率模块成为干流挑选。而模块依据轿车工况对耐高温、耐腐蚀、抗氧化及机械振荡的要求进行定制化规划，据此再对芯片的动态功用、结温等方面提出要求，并经过制作工艺进行完成。
单管依托芯片技能摆开距离，模块依托定制化规划树立客户黏性。单管产品封装方法规范化，以规模化出产为主，产品竞赛力来历于芯片结构优化、功用进步以及芯片面积减小带来的本钱下降。模块产品是依据运用的定制化产品，而运用体系电路拓扑及空间规划亦均依据模块的电功用、热办理与外部尺度等参数，因而，模块是与客户树立长时刻合作联系的桥梁。在此过程中，器材厂商不只需求芯片规划团队还需求培育强壮的运用团队，能快速、精确地了解客户的个性化需求，并将这种需求转化成产品要求进行模块开发，再反应到芯片端进行对应的规划开发。
功率产品生命周期长且迭代慢，差异化器材产品铸就芯片制作商中心竞赛力。功率器材迭代晋级的驱动力来历于下流用电量的进步及低功耗的运用需求，牢靠经用的运用要求决议了其产品生命周期长，因而自20世纪50年代功率二极管、功率三极管问世至今功率器材迭代速度较慢。每代产品源于运用的新增要求，故各类型器材非肯定代替联系，而是各有分工和部分竞赛的联系。在此过程中，功率器材制作商可经过器材结构规划进步产品功用，减小芯片面积降造本钱，模块定制化打造差异性，终究完成赢利空间与职业壁垒的进步。
牢靠性为先，“规范化”产品是体系集成商下降供应链本钱的需求。考虑体系故障带来的售后本钱，体系集成商将产品牢靠性作为首要考量。以高压运用为例，在部分体系规划时会下降单个芯片功用要求，优先考虑选用结构简略面积较大的平面型器材以确保芯片的耐压裕量及散热水平。一起，为下降本钱及开发时刻，集成商会选用“渠道”方法开发(如轿车)，故功率器材产品需在集成商内部有必定通用性且有多家可替换的供货商。在此布景下，功率器材厂商倾向于争夺做榜首供货商，引领模块参数及器材规划“规范”构成，铸就护城河；关于后进入者，则挑选对标“一供”功用，以进步性价比作为首要发力点来赢得更多商场份额。
功率器材是电能传输功率的要害，产品向着高转化功率、高功率密度即小体积方向开展，相应地，芯片向着结构优化以进步传输功率、减小芯片面积以下降本钱的方向不断演进。以英飞凌IGBT产品为例，7代产品环绕器材的电场散布、结温、短路才干等参数进行结构的规划优化，其间3/4/7代器材完成了革新性的技能打破：IGBT3经过反面注入了一个掺杂浓度略高于N-衬底的N缓冲层，使得电场强度可敏捷下降，全体电场呈梯形且漂移区厚度减小，完成了器材关断时拖尾电流及损耗（低导通压降）的下降。IGBT4则经过薄晶圆及优化反面结构，进一步下降了开关损耗，进步了器材输出电流的才干。IGBT7则是添加了多种方法沟槽，归纳各沟槽方法的长处，使得器材功用显着进步。此外，沟槽结构使得芯片面积不断减小，在功率密度进步的一起下降了芯片本钱。
单管封装向小体积方向开展，模块封装向高牢靠性开展。在轿车、工业等温度改变大、振荡等动态工况杂乱的场景中，模块是确保体系安稳运转的要害。为进步牢靠性，未来模块将向着优化组合设备和衔接技能、进步抗温度和负载改变的牢靠性、改进散热作用、经过改进外壳和灌注资料和配方来进步抗气候改变的适应性、优化内部衔接和外部配件布线、进步功率模块的集成度以下降体系本钱的方向开展。
功率器材运用场景逐渐丰厚，12英寸产线可用于出产的需求较大的中低压器材以进步单位产值。晶圆面积添加单位晶圆产出芯片量进步，芯片本钱下降，因而，功率器材龙头厂商均布局了12英寸产线，将用量较大的中低压功率器材放于12英寸线英寸硅片仅能用直拉法（CZ）出产，因而需求区熔法（FZ）硅片的中高功率器材还是以8英寸及以下产线英寸产线英寸线设备更易购买且具有本钱优势，芯片数量翻倍，前道本钱将下降20%-30%左右。一条12英寸线建造需阅历厂房建造、设备设备及验证，投产后还需进行洗线，从简略工艺渠道到杂乱工艺渠道进行调试并到达安稳出产状况，需求2年以上的时刻。
跟着终端运用电子架构杂乱程度进步，硅基器材物理极限无法满意部分高压、高温、高频及低功耗的运用要求，具有热导率高、临界击穿场强高、电子饱满漂移速率高级特征的碳化硅（SiC）器材作为功率器材资料端的技能迭代产品呈现，运用于新能源轿车、光伏等范畴，在电力电子设备中完成对电能的高效办理。以逆变器为例，碳化硅模块代替硅基IGBT后，逆变器输出功率可增至硅基体系的2.5倍，体积缩小1.5倍，功率密度为原有3.6倍，终究完成体系本钱全体下降。
回忆功率半导体职业前史，商场需求驱动力来历于用电场景的改变，从消费电子外延至高铁、变频白电、工控及新能源。咱们以英飞凌、安森美、意法半导体三大功率器材厂商营收增速及各公司年报为参阅对职业添加动因进行分析：2013年前，功率器材需求来历会集在消费电子、传统轿车、照明等范畴，2013年-2015年随亚洲光伏设备扩建，高铁快速开展为中高压功率器材如IGBT带来了运用场景及需求；然后2016年后因为对工业用电功率进步及家电功耗下降的要求，“变频化”成为了此阶段功率半导体的新增动能，IPM等模块产品很多开端运用。自2020年开端，新能源发电与新能源轿车从试点、推行向需求驱动阶段改变，用电场景大幅添加，功率半导体进入景气长周期。
Diodes宣告收买德州仪器晶圆制作厂GFAB，英飞凌收买赛普拉斯进步轿车半导体市占率，罗姆宣告收买松下半导体的二极管和三极管事务以扩大轿车、工业商场份额，安森美半导体宣告以4.3亿美元收买格芯坐落美国纽约州的300mm晶圆厂获取格芯先进的CMOS、MOSFET和IGBT制作才干，瑞萨以67亿美元收买IDT。
其间，宽禁带半导体如碳化硅、氮化镓商场增速最快均超40%，结合Omdia、Yole数据，咱们测算25年全球碳化硅器材商场将达43亿美元（占12%）；IGBT为最首要器材，获益于轿车、新能源等新增运用，商场规模将从21年9.7亿美元快速增至136亿美元（占38%），年复合增速约为12.8%；MOSFET消费类运用等存量商场下降而轿车、新能源等新增运用添加，商场根本保持安稳，25年商场规模约为104亿美元（占29%）。
结合Omdia、Yole数据，咱们测算2025年全球轿车（含新能源轿车）功率器材商场将增至142亿美元(占41%)，21-25年复合增速最快为18%，工控商场将增至107亿美元(占30%)，21-25年复合增速为13%，新能源发电商场将增至20亿美元(占6%)，21-25年复合增速达13%；此外，电网商场将增至8亿美元(占2%)，21-25年复合增速达19%.
依据英飞凌轿车事业部数据，轿车电动化和智能化芯片商场未来五年将别离以22%和21%的复合增速快速添加，21年纯电动轿车功率器材单车价值量约450美元，其间主逆变器占70%，车载充电器（OBC）、BMS及DC-DC电源等体系占30%。跟着自动驾驶、轿车功率进步、碳化硅及氮化镓加快浸透，25年纯电动轿车功率器材单车价值量将约700美元。
依据英飞凌数据，估计到2040年工业电机体系中电机耗电量将占60%。全球工业驱动商场高压电机变频器（1kV）占9%；中低电压驱动（1kV）占91%，其间约三分之二为通用型占60%，包含风机、泵类和空气压缩机及升降、起重电机和船只驱动等范畴；约三分之一为伺服驱动，包含协作机器人、物流机器人等。以协作机器人为例，其单机半导体价值量达350欧元，其间功率器材约200欧元。
跟着光伏、风电及储能等新式直流配备将接入配电网，配电网的全体架构随之发生改变。直流设备接入沟通电网再以直流或沟通的方法分配于储能设备中，每次电能改换均需用到功率器材。依据英飞凌数据，光伏、风电与储能的逆变器等配电设备单位MW的功率器材价值量别离在2000-3500、2000-5000、2500-3500欧元左右。此外，因为配电网遭受的扰动类型会显着添加，电网中将有越来越多的如中高压大容量AC-DC换流器、DC-DC直流变压器以及直流断路器等设备，对应地IGBT等中高压功率器材用量将大幅添加。
依据英飞凌数据，跟着家用空调、商用空调、冰箱、洗衣机和热泵的变频化，变速电机的运用使得半导体单机价值量由0.7欧元进步至9.5欧元。其间，IPM模块、IGBT等功率半导体很多运用于变频白电中以完成电流频率的改变。依据工业在线计算，虽然我国已成为全球最大的白色家电出产基地，其间空调占全球80%的产能，冰箱和洗衣机亦超50%，但是家电IPM模块国产份额仍小于15%，国产化空间较大。
与Si比较，SiC击穿场强是Si的10倍，这意味着相同电压等级SiC MOSFET外延层厚度只需求Si的十分之一，对应漂移区阻抗大大下降；且SiC禁带宽度是Si的3倍，导电才干更强。一起，SiC热导率及熔点十分高，是Si的2-3倍；SiC电子饱满速度是Si的2-3倍，可以完成10倍的作业频率；因而与IGBT比较，SiC器材开关损耗最多可削减74%。结合Yole数据，咱们估计SiC器材商场将从2021年10.9亿美元增至2025年43亿美元以上，复合增速达42%。其间，新能源轿车将从2021年6.7亿增至2025年34亿美元，复合增速51%，占整个商场80%。除轿车外，光伏、风电及储能等新能源商场将从2021年1.54亿美元添加至2025年5.14亿美元，此外，充电设备、轨道交通和电机驱动等范畴也将快速添加。
依据Yole数据，亚太地区在全球功率半导体商场的占比由2020年71.4%添加到2021年的74.3%。我国企业在各细分商场生长敏捷：（1）2021年全球IGBT分立器材商场，
市占率2.2%(位列第八)，华微电子市占率1.0%(位列第十)；（3）在IGBT模块范畴，
市占率3.0%(位列第六)，年代电气市占率2.0%(位列第十)；（4）在MOSFET分立器材范畴，
市占率4.0%(位列第八)，安世半导体市占率3.7%(位列第九)，士兰微市占率3.0%(位列第十)。
跟着各公司技能鸿沟的拓展，产品方法逐渐从单品代替阶段向解决计划开展；在职业缺货叠加新能源范畴浸透加快的催化下，从部分低价值量且技能门槛较低的消费、家电及低端工控如焊机等范畴逐渐向验证壁垒较高的高端工控、光伏及新能源轿车高端模块等范畴进行打破。此外，在供应链环境多变的布景下，国内下流运用厂商国产化志愿增强，光伏、储能及新能源轿车等新式范畴国产化率大幅进步。
依据NE年代数据，我国22年前三季度新能源上险乘用车主驱IGBT计划我国产供货商算计占比54%。其间比亚迪半导体搭载约69.9万套（占23%），斯达半导约54.3万套（占18%），年代电气约41.1万套（占13%），估计国产化率将随各家产能开释环比进步。
我国功率半导体开展仍处于前期阶段，IGBT、超结MOS等中高端器材国产化率仍较低，处单品代替阶段。20年下半年职业缺货、新能源加快浸透以及国际环境改变等多要素催化下，轿车、光伏等新能源运用为国产功率厂商供给验证时机，国产化率进步敏捷；而工控、光伏模块等存量或高技能门槛范畴国产化率仍较低，IDM多品类规模化优势仍不显着。此外，因为我国特征工艺代工渠道如华虹等技能堆集深沉，国内IDM厂商工艺仍处于追逐阶段，技能迭代优势需在更长的时刻维度内才干表现。
与全球功率半导体IDM为主的产能格式不同，我国特征工艺代工厂在方针及商场两层驱动下敏捷生长。经过对国内可用于出产MOSFET\IGBT的首要代工厂及代表性IDM厂商产能增量进行整理，咱们估计21-25年我国特征工艺代工产能增速将高于IDM的产能增速，以华虹、积塔半导体、中芯集成为代表的代工渠道在产能与工艺老练度上均具有竞赛力，头部规划公司近几年内产能相对富余且工艺渠道较老练，短期内与IDM的边界将逐渐含糊、差异化竞赛尚不显着。
3Q22功率半导体板块算计营收同比上升16.00%、环比添加1.8%至133.1亿元，算计归母净赢利同比添加12%、环比下降0.48%至24.7亿元。功率半导体全体景气继续，自2Q22部分公司呈现成绩分解，首要系：1)手机、家电等消费终端产品需求遭到疫情、通胀等要素限制；2)新能源轿车、光伏、储能等新能源需求继续添加。
功率半导体板块3Q22毛利率同比下降3.62pct、环比下降2.1pct至30.9%，其间除斯达半导、东微半导外均同环比回落；3Q22净利率同比下降3.18pct、环比下降2.3pct至16.8%。3Q22功率半导体板块存货周转天数同比添加13.36天、环比下降1.67天至117.16天；应收账款周转天数同比削减2.62天、环比下降2.19天至86.42天。依据IC insights数据，估计22年全球功率分立器材的销售额将同比添加11%，到达245亿美元，完成接连六年添加，创前史新高。在轿车及工业的拉动下，分立器材均匀销售价格涨幅创十年新高，22年同比增速达11%。
斯达半导、士兰微、年代电气、比亚迪半导体、东微科技、宏微科技、扬杰科技、新洁能、闻泰科技、华润微。