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功率半导体行业分析报告：技术迭代×能源革命×国产替代的三重奏。基于Omdia数据，功率分立器件、功率模块市场规模由2023年的357亿美元，萎缩至2024年的323亿美元，近十年年复合增长率为7.14%。广义口径下，2024年全球功率器件（含SiC）规模为 530.6亿美元，2020-2024年复合增长率为3.55%。随着第三代半导体材料加速渗透，预计2024-2029年间，全球功率器件有望维持8.43%的年复合增长率至795.3亿美元。相对于车规级功率半导 体，功率半导体分立器件及模块的集中度偏低且较为分散，CR5占比在50%以下。但仍以外企主导，龙头英飞凌市占率稳定在20%左右，国内替代空间相对较大。

中国作为全球最大的功率半导体消费国，贡献了约40%的功率半导体市场。根据Omdia及中商产业研究院预测，2023年国内功率半导体市场规模约为1519.36亿元，2024年预计规模增长至 1752.55亿元。

新能源车打开IGBT、SiC增长空间，国内车规级半导体市占率有待提升：根据S&P Automative Semiconductor Tracker预测，2024年纯电BEV市场为1100万量，预计2030年纯电规模将增长至 3200万量，年复合增长率约为20%。受益于高压-高功率化、材料迭代、SDV驱动，英飞凌预测，BEV的半导体单车BOM将从2024年的单车1300美元增长至2030年的1,650美元（高端车型或至2,500 美元）。中国新能源车出货量占比持续攀升，占比超过50%。国内车规级功率半导体市占率与新能源车销量产生较大差异，全球车规级半导体市场规模由2019年的372亿美元增长至2024年683.8 亿美元。但是，当前车规级用功率半导体集中度远高于功率半导体分立器件及模块。Top3分别为英飞凌、意法半导体、德州仪器，市占率分别为29.20%、20.10%、10.10%。

AI驱动兆瓦级供电需求，800V HVDC依赖于高性能功率半导体材料：全球算力设备能耗随人工智能需求爆发大幅增长。算力设备是能耗和碳排放的重要来源。2024年-2030年，AI芯片将为数据 中心IT设备负载带来每年4至9GW的新需求，在数据中心新增的全部IT设备负载约占70%。主流AI训练机柜正从传统的10–15kW 抬升至30kW 以上，高端液冷机柜甚至冲向100kW。一套高密度AI 服务器机柜仅功率半导体用料就高达1.2–1.5万美元，包括24只PSU、36块GPU板、18块48V母线转换板、>300 颗保护器件等。

传统功率二极管陷入“高耐压vs低损耗”两难：在功率MOS器件设计中，击穿电压(BV)与特征通态电阻(???)的关系非常密切，其基本关系式为???=5.93 × 10−9（??）2.5。高耐压下抑制漏电 流，必须降低半导体掺杂浓度并增厚漂移区厚度，导致导通电阻和正向压降显著升高。碳化硅（SiC）是一种典型的第三代半导体材料，具有相对于硅（Si）显著更大的带隙、更高的击穿场强 和热导率等优势。

国内市场碳化硅渗透率更快，增长更为可观：受益于新能源汽车、储能及其他电力领域应用高速增长，国内6英吋外延片由2019年的3.4万片增长至2023年的18.8万片，复合增长率为52.8%，增 速高于同期全球6英吋销量的46.1%。弗若斯特沙利文预测，中国8英吋销量预计在2028年达到103万片，2023年至2028年复合增速644.9%，同期全球8英吋碳化硅销量预计为308.1万片，8英吋国 内市场需求或占据33.4%的份额，碳化硅外延片整体需求占全球市场份额约40%。