2022年功率半导体行业市场规模及发展趋势分析 IGBT和第三代半导体引领功率新发展

功率半导体是半导体行业最重要的细分板块之一，作为电子装置中电能转换与电 路控制的核心，在电路系统中起到控制导通、电压频率变换、直流交流转换等功能。 下游广泛应用在汽车电子、工业电子、消费电子、新能源发电、轨道交通、电力传输 等行业，市场规模庞大，前景广阔。

1.  MOSFET 是最大品类，中高压产品面临新需求

功率半导体可以分为功率器件和功率 IC 两大细分品类。功率器件从最早的二极 管、三极管、晶闸管，发展至后来的 MOSFET、IGBT，体现出大功率化、高频化、集 成化、低能耗等发展趋势。而在产品大类内部，同样存在持续的迭代升级，功率器件 厂商不断创新设计和制造技术以满足下游的各类新需求。

全球功率半导体市场规模在 2019 年约为 464 亿美元，2024 年预计将达到 522 亿 美元，2019-2024 年复合增速约为 2.38%；中国功率半导体市场规模在 2019 年达到 177 亿美元，2024 年预计达到 206 亿美元，2019-2024 年复合增速约为 3.08%。中国 市场占全球的比例大约在 39%左右，是全球主要的功率半导体消费市场。

MOSFET 器件是最大品类，形态以分立器件为主。2019 年全球功率分立器件市场 规模约为 160 亿美元，占功率半导体整体市场规模比例约为 34%。其中，MOSFET 器件 是最大的品类，占比 52.51%；其次是整流器和 IGBT，占比分别为 26.98%、9.99%。 IGBT 由于在大多数场景下以模组形式存在，因而在功率半导体分立器件市场份额中 占比不高。

MOSFET 全称为“金属氧化物半导体场效应管”，按照导电沟道类型可以分为 P 沟 道和 N 沟道，其基本原理是通过调节栅极（G）电压来控制源极（S）和漏极（D）之 间的导通、关断。MOSFET 具有导通电阻小，损耗低，驱动电路简单，热阻特性好等 优点，被广泛应用在电脑、手机、移动电源、电动交通工具、UPS 电源等众多领域。

MOSFET 器件市场广阔，中国市场约占全球四成。全球 MOSFET 器件市场规模在 2019 年约为 84.20 亿美元，2020 年受疫情影响出现下滑，2024 年预计回升至 77.02 亿美元。中国MOSFET器件市场规模在2019年约为33.42亿美元，占全球市场的39.69%， 2020 年同样因为疫情出现下滑，后续市场规模预计保持平稳，2024 年约为 29.70 亿美元。

海外巨头位居行业前列，国产替代空间大。根据Omdia的数据，2020年全球MOSFET 器件市场份额前三名分别为英飞凌、安森美、瑞萨，市占率分别为 29.7%、11.2%、 9.1%。前十名中仅有一家中国公司安世半导体（闻泰科技子公司），位居第 8 名。全 球前十名 MOSFET 厂商市占率高达 81%，市场份额较为集中，且主要被欧美日半导体 巨头占据，国产厂商仅通过收购安世集团占据一席之地，国产厂商的进步空间仍然较 大，随着包括新洁能在内的国产功率厂商不断发力，国产替代的进程将持续推进。根 据 IHS 统计数据，2020 年公司在国内 MOSFET 出货量排名本土厂商第三，在设计类公 司名列第一。

汽车电子及配套产业带动 MOSFET 下游需求持续增长。根据 Yole 的统计，消费 级应用在 2020 年仍然是 MOSFET 市场下游最大的品类，规模约为 28 亿美元，占比约 37%，而在 2026 年占比则将下降至 28%。与之相对，汽车电子及相关配套设施在 2020 年市场规模约为 15 亿美元，2026 年增迅速增长至 30 亿美元，复合增速 12.25%，占 比则从 20%提升至 32%。 在汽车电子中，新能源相关汽车模块的硅基 MOSFET 市场规模将从 2020 年 1 亿美 元增至 2026 年 7 亿美元，占比从 1.33%提升至 7.45%，复合增速高达 38.31%，是增 速最快的细分市场。汽车电子产业将成为 MOSFET 市场增长的主要驱动力，并在未来 取代消费电子成为最大的下游应用领域。（报告来源：未来智库）

2.  IGBT 和第三代半导体引领功率新发展

IGBT 全称绝缘栅双极型晶体管，是由 BJT（双极结型晶体三极管）和 MOS（绝缘 栅型场效应管）组成的复合全控型-电压驱动式-功率半导体器件，既有 MOSFET 的开 关速度高、输入阻抗高、控制功率小、驱动电路简单、开关损耗小的优点，又有 BJT 导通电压低、通态电流大、损耗小的优点，在中高电压、大电流、高频率的应用场景 下具有很好的适应性，显著优于其他功率器件。因此，在对工作频率要求不高，却对 功率、电流、电压有较高要求的场景下，IGBT 对 MOSFET 有较好的替代作用。

IGBT 市场规模持续扩大，新能源汽车与发电领域增量需求未来可期。根据 Omdia 的统计和预测，全球 IGBT 市场规模 2024 年预计达到 66.19 亿美元，2020-2024 年复 合增速约为 5.16%；中国 IGBT 市场规模 2024 年预计达到 25.76 亿美元，2020-2024 年复合增速约为 4.34%，中国市场占全球比例约为 40%左右。由于 2020 年以来，新能 源汽车、光伏、储能、风电等领域的发展进度较快，IGBT 市场规模扩张速度或将超 出原先的预期。

新能源汽车、工业控制、消费电子是 IGBT 下游三大最主要的应用市场。三大下 游市场分别占比 30%、27%、22%，合计占比近八成。以新能源汽车为例，电驱系统、 车载空调、车载 OBC 等模块是 IGBT 的主要应用场景，随着汽车电气化渗透率的不断 提升，IGBT 作为核心功率元件将面临更加广阔的市场空间。此外，光伏、风电、储 能等新能源发电领域，逆变器、整流器等核心组件同样需要用到大量 IGBT，该领域 占比有望快速提升。

根据 Yole的预测，2020-2026 年间 IGBT市场规模将从 54 亿美元增至 84亿美元， 复合增速达到 7.64%。新能源汽车和充电桩基础设施是增速最快的细分市场，其中新 能源汽车的 IGBT 市场规模预计从 5.09 亿美元增至 17.00 亿美元，复合增速 22.26%； 充电桩 IGBT 市场规模预计从 0.69 亿美元增至 2.33 亿美元。除新能源汽车之外，工 控和家电领域的应用同样是 IGBT 市场规模增长的主要引擎，工控 IGBT 预计从 17 亿 美元增至 23 亿美元，家电 IGBT 预计从 13 亿美元增至 20 亿美元。

电气性能优势显著，SiC 功率器件渗透率有望持续提升。半导体材料目前发展到 第三代，第一代材料以硅（Si）、锗（Ge）为代表，应用最为普遍；第二代材料以砷 化镓（GaAs）、碲化铟（InSb）为代表；第三代材料以碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN） 为代表。SiC 材料和传统的 Si 材料相比，可以同时达到高电压和高频率，并且具有 更好的散热性能，因而在功率半导体领域具有得天独厚的优势。

新能源汽车需求驱动 SiC 市场快速扩张。由于碳化硅耐高温、耐高压、高频工 作等特征，可以很好地降低器件功耗、保障可靠性。根据 Yole 的预测，全球 SiC 器 件的市场规模将从 2021 年的 10.90 亿美元增长至 2027 年的 62.97 亿美元，复合增 速达到 33.95%。而推动市场规模扩大的主要驱动力来自于汽车行业，预计 2027 年 SiC 器件市场 79.18%的收入将来自于汽车，其次是工业的 8.73%和能源的 7.27%。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）