万博体育app下载功率控制行业研究：电路运行的指挥官下游多领域需求增长

2024-06-08 17:43:43

　　万博体育app下载新能源汽车、可再生能源发电、5G通讯等新兴行业强力发展，其背后蕴藏着对功率控制产品的巨大需求。作为全球最大的功率半导体需求国之一，近年来，国内政策支持力度不断加大，国内功率控制企业看齐国外先进技术，积极进行自主研发，凭借地缘、技术和成本等多方面的优势，国产化进程不断加速。

　　本期文章将主要从功率控制产品作用、分类、市场规模、未来趋势、产业链全景及竞争格局等方面介绍功率控制行业。

　　从消费电子、家用电器、汽车到轨道交通、智能电网及5G基站，功率控制产品被广泛应用于几乎所有与电有关的场景，这是因为功率控制在电路中具有不可缺失的作用。一个典型的电路中，存在为电路提供能量的电流和提供信息的信号流。首先，电流和信号流都经过电路保护产品，由其提供过流、过压、防浪涌、防静电等保护，确保电路安全运行；其次，功率控制模块的电源管理IC和信号处理模块分别对电流和信号流进行处理，向中央处理模块分配、传输相应的电能和信息，最后由功率驱动产品根据信号来控制和转换功率，为负载提供所需电能。

　　功率控制产品通过对电能进行变频、变压、变流等处理，对电能进行控制、传输和存储，同时将能源与信息高度地集成在一起，保障电能安全、可靠、高效和经济的运行。功率控制产品是电子装置电能转换与电路控制的核心，对设备的使用性能、过载能力、响应速度、安全性和可靠性影响极为重大，是决定设备性能参数的核心元件。

　　功率器件主要包含二极管、晶闸管、晶体管等，具有处理高电压、大电流等能力。功率件就是其中起到功率控制功能的产品。

　　二极管中包括快恢复二极管、齐纳二极管、肖特基二极管和保护二极管等，其中快恢复二极管多用于阻尼、高频整流和续流；肖特基二极管多用作高频、低压、大电流整流、续流和保护；齐纳二极管可用于电路稳压、过压保护和电弧抑制；保护类二极管包括保护电路免受浪涌影响的TVS二极管和防过压、防静电的ESD保护二极管等。

　　晶闸管中包括GTO、浪涌抑制器等，GTO耐压高、电流大、耐浪涌能力强，同时具有自关断能力，是一种大功率开关器件；其中的浪涌抑制器是典型的电路保护器件。

　　功率控制IC从属于功率IC，是功率IC中主要起功率控制作用的部分，主要包括AC/DC、DC/DC、PMIC、LDO和驱动芯片等。AC/DC可将交流变换为直流，DC/DC可将一个固定的直流电压变换为可变的直流电压，这两种都是重要的开关电源；PMIC主要用于控制电量流量及流向以配合主系统需要，是电源管理单元的控制IC；LDO是低压差线性稳压器，在较低的压差下也能产生经过调节的输出电压；驱动芯片可根据需要输出电流保证LED屏幕的正常工作。

　　受益于终端下游应用的持续发展和功率控制产品的持续升级迭代，全球功率控制市场规模自2017年以来稳步增长。根据灼识咨询数据，全球功率控制市场规模从2017年的1974亿元增长到2021年的2818亿元，近五年复合增长率约9.3%。预计未来全球功率控制市场仍将稳步增长，到2027年全球功率控制市场将达到3994亿元，年均复合增长率达6.0%.

　　从国家地区市场情况来看，国内功率控制行业发展起步相对较晚，技术实力、产品稳定性与欧美同行业公司相比仍存在较大差距，国内市场一定程度上依赖进口。因此，功率控制产品的国产化进程具备较大的提升潜力。近年来，中国功率控制市场规模快速增长，中国已成为全球主要的功率控制产品消费地区。根据灼识咨询数据，中国功率控制市场规模从2017年的749亿元增长到2021年的1177亿元，近五年复合增长率约11.9%。预计未来仍将稳步增长，到2027年中国功率控制市场将达到1954亿美元，年均复合增长率达8.8%。

　　中国功率控制市场增速明显领先全球，这得益于巨大的下游新兴产业的需求及国内市场的国产化替代空间。近年来，随着国内政策支持力度的加大和国内半导体技术的进步，国内功率控制企业收入及规模快速增长，国产化替代进程进展显著。2021年中国MOSFET及IGBT等市场规模增速均高于全球水平，国内MOSFET市场知名企业如华润微电子、士兰微电子、无锡新洁能均实现营收快速增长。例如国内IGBT龙头企业斯达半导体于2021年成功实现汽车级 IGBT 模块的出货，并且整体实现超70%的营收增长。国内功率控制行业进入高速发展期，各细分市场国产化程度不断提升。

　　功率控制产品产业链分工高度专业化，上游主要是原材料及设备供应商，中游为功率器件或功率IC的设计制造封装厂商，下游为包括消费电子、家用电器、通信、汽车等多领域应用市场。

　　功率控制产品产业链中游是产业链的核心部分，主要包括器件或芯片设计、晶圆制造、封装测试三大环节。首先，设计厂商根据下游应用需求建立设计评估方案，从而搭建并绘制电路版图、设计工艺流程及试验方案，设计完成后委托制造厂进行制造；制造厂商通过外延、光刻、腐蚀、扩散离子注入、薄膜沉积等工艺流程完成制造环节，最后交付给封测厂商进行对应的封装及测试环节。

　　功率控制行业产业链中，海外厂商由于起步较早，通过行业间的相互整合、功率控制技术积累和行业经验储备，已发展成规模相当的国际巨头，占据着功率控制市场的主要份额。海外厂商主要代表企业包括英飞凌、意法半导体、瑞萨电子、德州仪器等。

　　国内市场受益于国家宏观政策支持、保密通信需求的发展、信创需求的提升以及下游各类新兴应用领域的蓬勃发展，在技术上取得突破性进展，市场份额逐步提升。

　　近年来，几家行业内头部公司基于多年技术积累及产业链整合能力成功在超级结MOSFET领域突破海外技术垄断，在超级结MOSFET市场占据一席之地。在超高压超级结MOSFET领域，国内仅有少数几家公司拥有规模化出货的900V超结MOSFET产品，主要为东微半导体、维安股份、新洁能。

　　东微半导体、士兰微电子分别为2022年中国企业超结MOSFET营业收入第一、第二名；尚阳通、维安股份及新洁能2022年超结MOSFET营业收入相近，分别为中国企业中的第三、四、五名。