功率半导体属于半导体的一个细分领域，是电子领域实现电能转换和电路控制的核心器件，主要用于电子装置中电压和频率、直流交流转换等，可以分为功率IC和功率分立器件两大类。

功率IC，是电力电子器件技术与微电子技术相结合的产物，是把控制电路和大功率器件都集成在同一块芯片上的高度集成电路。功率IC主要应用产品是电源管理IC，在电子设备中承担变换、分配、检测等电能管理功能。由于在电子设备系统中每个模块所需供电电压和电流各不相同，需要电源管理芯片，把电源提供的电压用不同方法按照需要进行转换和调节，以满足各个模块的电压需求。电源管理IC是电子设备最基本的组成部分，目前主要应用于计算机、网络通信、消费电子和工业控制等领域。

功率分立器件主要包括二三极管、晶体管和晶闸管等，根据耐压、工作频率不同，各自适用于不同领域。其中，晶体管是分立器件的主要组成部分，细分产品包括双极型晶体管、MOSFET（金属氧化物半导体场效晶体管）和IGBT（绝缘栅双极型晶体管）。MOSFET 和IGBT 由于产品性能优越，近年来市场规模增长较快，结构占比不断提升。

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二极管，是最常用的电子元件之一，它最大的特性就是单向导电底性。二极管一般分为大功率、中功率和小功率二极管三类。大功率二极管一般用于电源部分。二极管的应用范围很广，主要都是利用它的单向导电性。它可以用于整流、检波、钳位、限幅以及在脉冲与数字电路中作为开关元件。另外，利用二极管的反向击穿特性，可以制作成稳压管。目前，主要应用于电子和工业领域。

晶闸管，是一种开关元件，能在高电压、大电流条件下工作。晶闸管按其导通及控制方式可分为双向晶闸管、逆导晶闸管、门极关断晶闸管、BTG晶闸管、温控晶闸管和光控晶闸管等多种。晶闸管现已被广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等电子电路中，是典型的小电流控制大电流的设备。

晶体管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把整块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种。目前，主流的晶体管产品包括MOSFET 和IGBT 两种。MOSFET 凭借着高频、驱动简单、抗击穿性好等特点，广泛应用于消费电子、通信、工业控制、汽车电子等领域。IGBT 的开关特性可以实现直流电和交流电之间的转化或者改变电流的频率，有逆变和变频的作用，可以应用于逆变器、变频器、开关电源等领域。

近年来，功率半导体的应用领域已从工业控制和消费电子拓展至新能源、轨道交通、智能电网、变频家电等诸多市场，市场规模呈现稳健增长态势。根据IHS Markit 数据，2018年全球功率半导体市场规模约为391亿美元，预计至2021年市场规模将增长至441亿美元，年化增速为4.1%。

中国已成为世界最大功率半导体消费市场，未来仍有望保持高速发展。目前国内功率半导体产业链正在日趋完善，技术也正在取得突破。同时，中国也是全球最大的功率半导体消费国，IHS Markit 数据显示，2018 年中国市场需求规模达到138 亿美元，增速为9.5%，占全球需求比例高达35%，并且预计未来中国功率半导体将继续保持较高速度增长，2021 年市场规模有望达到159 亿美元，年复合增速达4.8%。

在全球功率半导体市场，功率IC 和功率分立器件几乎平分了整个市场份额。根据Yole、IHS、Gartner 数据汇总分析，2017年，功率IC 和功率器件全球市场份额分别为54%和46%。其中，在功率分立器件市场中，MOSFET 和IGBT 占比较大，分别为17% 和15%，功率二极管/整流桥占比稍低，为12%。

在中国功率半导体市场，电源管理IC、MOSFET 和IGBT 合计占据了95%的市场份额。其中，电源管理IC 市占率高达61%，占比最大，MOSFET 和IGBT 市场份额分别为20% 和14%。得益于下游消费电子、新能源汽车、通讯行业近几年的快速发展，电源管理IC 市场近几年持稳健增长的态势，截止2018 年，中国电源管理IC 市场规模已达84.3 亿美元。同时，未来伴随新能源汽车行业的快速发展，MOSFET 和IGBT 也将迎来广阔的成长空间。

随着功率半导体产品类别不断拓展以及性能的不断提升，下游应用领域也不断的拓宽。目前，功率半导体应用已经从传统的工业控制、4C产业、轨道交通领域拓展到新能源发电、新能源汽车、智能电网和LED照明等新兴领域。从2017年全球市场份额看，根据IHS Markit数据，工业控制占比最高为23%，其他领域，消费电子占比20%，计算机占比20%，汽车电子占比18%，网络通讯占比18%。近几年来，以新能源汽车和光伏发电为代表的新能源行业发展迅速，未来该领域的市场占比有望进一步提升。

相比传统燃油车，新能源车中功率半导体价值量提升幅度较大。根据StrategyAnalytics统计数据，传统燃油汽车半导体价值量为375美元，48V/MHEV为475美元，FHEV/PHEV为740美元，BEV为750美元。在增加的半导体价值量中，功率板半导体占比较大。其中，FHEV/PHEV相比传统燃油汽车，半导体用量增加365美元，仅功率半导体的价值量就增加300美元，占新增半导体用量的82%。而在BEV中，功率半导体的价值量就高达455美元，占BEV所用半导体用量的61%。

随着汽车不断朝向电动化和智能化的方向发展，单车功率半导体的用量有望大幅提升。据IHS预测，从2014年到2022年，平均单车功率半导体价值量将从61.45美元上升到78.21 美元，年复合增速为3.5%。其中，功率IC 涨幅较大，单车价值量将从21.1 美元上升到29.8 美元。功率器件价值量则是将从35.7 美元上升到38.5 美元，功率模组将从5 美元上升到6.83 美元。

新能源汽车行业的快速发展，将持续拉动汽车领域功率半导体市场规模。据IHS 数据预测，从2016 年到2023年，汽车领域功率半导体市场规模将从78.86 亿美元增长到136.3 亿美元，年复合增长率为8%。其中，占比较大的功率IC 市场规模从42.61 亿美元增长到70.1亿美元，功率分立器件市场规模将从32.31 亿美元到50.44 亿美元。占比较小的功率模组市场规模增长幅度最大，将从3.94 亿美元增长到15.76 亿美元，年复合增速为22%。

功率半导体在汽车的应用领域主要包括动力控制、照明、燃油喷射、底盘安全等系统。在传统燃油汽车中，功率半导体主要应用在启动、发电和安全领域。由于新能源汽车的动力产生机制和运作模式都与传统燃油汽车有较大的差别，在新能源汽车中，很多系统都需要高压电路，电池输出的电压需要经过电压转换电路（DC-DC）进行频繁的电压和电流变换处理。此外，新能源汽车的运作还需要大量的DC-AC逆变器、变压器、换流器等，这些对IGBT、MOSFET、二极管等半导体器件的需求量也有大幅增加。

随着世界各国对节能环保提出了更高的要求，全球新能源汽车市场发展迅猛，未来仍有较大的成长空间。根据Marklines 数据，截止2018年，全球纯电动新能源车销量为200.1 万辆，预计到2025年，全球新能源汽车销量将达到1500 万辆，增长前景广阔。

近年来，中国新能源汽车市场保持高速增长。据国家统计局数据，2014 年到2018 年，我国新能源汽车产量从7.8 万辆增长到125.7 万辆，年复合增速高达74%。2019上半年，中国新能源汽车产量为61.4 万辆，同比增长48.5 %。

综合以上分析，功率半导体是新能源汽车中的重要的组成部分，在汽车不断朝向智能化和电动化方面迈进的同时，会对功率半导体产生明显的需求，单车功率半导体价值量会大幅提升。此外，随着全球不断出台政策，推进新能源汽车行业的发展，新能源汽车的市场规模在未来几年将依然保持高速增长。

功率半导体经过长期发展，产品不断朝向高功率和高频率领域拓展。目前，在功率分立器件中，晶闸管主要应用于低频领域，所能承受的电压范围较广。二极管器件目前还是应用于低频率、低功率领域。IGBT 器件应用于中频领域，并不断向高功率延伸，MOSFET器件则是应用于中功率领域，并不断向高频率方向发展。以SiC 和GaN 为代表的第三代功率半导体能适应更高频、高温的工作环境，由于其特殊的材料性质，将成为半导体器件拓展应用领域的核心材料，打开功率半导体的性能天花板。

半导体行业经过近六十年的发展，目前已经发展形成了三代半导体材料：

第一代半导体材料：锗、硅等单晶半导体材料，硅材料有着1.1eV的禁带宽度以及耐氧化的特性。

第二代半导体材料：砷化镓、锑化铟等化合物半导体材料，砷化镓拥有1.4电子伏特的禁带宽度以及比硅高五倍的电子迁移率。

第三代半导体材料：以碳化硅、氮化镓为代表的宽禁带半导体材料，有更高饱和漂移速度和更高的临界击穿电压等突出优点，适合大功率、高温、高频、抗辐照应用场合。

第三代半导体材料可以满足现代社会对高温、高功率、高压、高频以及抗辐射等新要求，且其拥有体积小、污染少、运行损耗低等经济和环保效益，因此第三代半导体材料正逐步成为发展的重心。当前主流的第三代半导体材料为SiC 与GaN，前者多用于高压场合如智能电网、轨道交通；后者则在高频领域有更大的应用（5G等）。未来，随着第三代半导体材料的成本因生产技术的不断提升而下降，其应用市场也将迎来爆发式增长，给功率半导体行业带来新的发展机遇。

第三代半导体材料SiC 具有高临界磁场、高电子饱和速度与极高热导率等特点，使得其器件适用于高频高温的应用场景，相较于硅器件，可以显著降低开关损耗、更容易实现小型化、更耐高温高压，主要作为高功率半导体材料应用于汽车以及工业电力电子，在大功率转换应用中具有明显的优势。

SiC 的应用领域包括新能源汽车充电基础设施、PFC /电源、PV、UPS、电机驱动等。由于SiC的发展具备较大潜力，ROHM、Cree、SDK、意法半导体、Infineon 等厂商都开始大力投入，积极布局SiC 产业链。根据IHS最新预测，到2023年，碳化硅功率半导体市场规模将达16.4亿美元。

相比于SiC，GaN 除了具有高临界磁场、高电子饱的特点外，还具备极高的电子迁移率，是超高频器件的极佳选择，适用于5G 通信、微波射频等应用领域。

随着5G 网络的建设与普及，GaN 作为射频领域的优质材料有望获得发展契机。此外，GaN 在快充领域也有着优良表现，新一代氮化镓充电器，可以在超小的体积上实现大功率输出，30W输出功率，充电器体积比Apple 原厂充电器体积小40%，快充行业的快速发展也有望推动GaN的应用市场。2016 年氮化镓功率组件产业规模约为1,200 万美元，根据Yole 预测，到2022 年，GaN 功率器件市场规模有望达到4.6亿美元，年复合增长率为79%。

从市场格局来看，全球功率半导体市场中，海外龙头企业占据主导地位。全球前五大功率半导体厂商分别为英飞凌、德州仪器、安森美、意法半导体和高通，前五大厂商市场份额为39%，其中，英飞凌市占率高达14%，长期稳居行业第一。

在功率IC 领域，总体来看，市场竞争格局比较成熟，美国厂商具有绝对优势，日本企业虽然数量众多，但是市场份额普遍较小。根据IHS数据，2018年全球功率IC 前五大厂商分别为德州仪器、英飞凌、高通、ADI和意法半导体，市占率合计为44%，德州仪器以16% 的市占率稳居行业龙头地位。

在MOSFET领域，根据iHS数据，前五大厂商高分别为英飞凌、安森美、瑞萨、东芝和意法半导体，市占率合计为62%，集中度较高，英飞凌以27% 的市占率高居行业龙头地位。目前，国厂商由于技术落后，主要在低压领域布局，在中高压领域基本还是外国企业处于主导地位。

在IGBT领域，根据IHS数据，2018年全球IGBT 市场前五大供应商分别为英飞凌、三菱、富士机电、赛米控、威科电子，五家企业市场份额为67%，占比较大。其中，英飞凌一家市占率就高达34%。从电压分类的细分领域来看，国际龙头英飞凌在各个电压领域都有布局，并且在600 到1700V 域市场份额遥遥领先。安森美半导体主要布局在650V 以下的领域，并在400V 领域处于领先地位。三菱、富士机电和日立主要布局于中高电压领域，三菱在高电压领域处于龙头地位。国内企业中斯达半导2018 年全球市占率2.2%，排名全球第八，和国际龙头仍有着不小的差距。

中国已成长为世界最大功率半导体消费国，但市场还是外国企业占主导地位。2018 年，根据IHS数据，中国功率半导体市场规模已达138亿美元，而全球的市场规模为391亿美元，中国市场的占比已经高达35%，远超其他国家。2018 年中国功率半导体市场前五大供应商分别为英飞凌、安森美、德州仪器、高通和Dialog，合计市场份额为42%，英飞凌凭借14% 的市占率位居首位。

国内细分赛道出现优质标的，国产替代空间广阔。在功率半导体产业上，国内企业起步较晚，在技术水平和市场份额上和国外竞争对手都有着不小的差距。虽然在功率半导体各个细分领域上，基本都是外国企业占据主导地位，但是国内很多企业积极追赶，目前在细分领域出现了一些优质标的，具备和国际龙头同台竞争的水平。

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