器件ღ◈ღ，是电子产业链中最核心的一类 器件之一ღ◈ღ。能够实现电能转换和电路控制ღ◈ღ，在电路中主要起着功率转换ღ◈ღ、功率放大ღ◈ღ、 功率开关ღ◈ღ、线路保护ღ◈ღ、逆变（直流转交流）和整流（交流转直流）等作用ღ◈ღ。

　　功率半导体包括功率半导体分立器件（含模块）以及功率IC等ღ◈ღ。其中ღ◈ღ，功率半 导体分立器件ღ◈ღ，按照器件结构划分ღ◈ღ，可分为二极管晶闸管晶体管等ღ◈ღ。

　　据中商产业研究院数据ღ◈ღ，功率半导体分立器件中ღ◈ღ，以MOSFETIGBT为代表 的晶体管占比最大ღ◈ღ，约 28.8%ღ◈ღ。从目前市场需求来看ღ◈ღ，硅基 MOSFETღ◈ღ、硅基 IGBT 以及碳化硅为目前功率半导 体分立器件的主力产品ღ◈ღ。本文也将重点围绕硅基 MOSFETღ◈ღ、IGBT 和碳化硅等功率分立器件（含模块）展开分析和研究ღ◈ღ。

　　MOSFETღ◈ღ，具有输入阻抗高ღ◈ღ、噪声低ღ◈ღ、热稳定性好ღ◈ღ、制造工艺简单和辐射强等优 点ღ◈ღ，通常被用于放大电路或开关电路ღ◈ღ。MOSFET 按照不同的工艺可分为平面型 Planar MOSFETღ◈ღ、沟槽型 Trench MOSFETღ◈ღ、屏蔽栅 SGT MOSFET 和超级结 SJ MOSFETღ◈ღ。按照导电沟道可分为 N 沟道和 P 沟道ღ◈ღ，即 N-MOSFET 和 PMOSFETღ◈ღ。按照栅极电压幅值可分为耗尽型和增强型ღ◈ღ。

　　随着 MOSFET 技术和工艺不断成熟ღ◈ღ，成本将不断下调ღ◈ღ。中高端产品也将逐渐向 中低端产品下沉ღ◈ღ。比如 Trench MOSFET 将从中端下沉至中低端ღ◈ღ，替代部分平面 MOSFET 的低端市场ღ◈ღ。SGT MOSFET 将部分替代 Trench MOSFET 的低压应 用市场ღ◈ღ，从中高端下沉至中端ღ◈ღ。SGT MOSFETღ◈ღ、SJ MOSFET 和碳化硅 MOSFET 或是 MOSFET 未来三大主 力产品ღ◈ღ。自上世纪 70 年代 MOSFET 诞生以来ღ◈ღ，从平面 MOSFET 发展到 Trench MOSFETღ◈ღ，再到 SGT MOSFET 和 SJ MOSFETღ◈ღ，再到当下火热的第三代宽禁带 MOSFET（碳化硅ღ◈ღ、氮化镓）ღ◈ღ，功率 MOSFET 的技术迭代方向主要围绕制程ღ◈ღ、 设计（结构上变化）ღ◈ღ、工艺优化以及材料变更ღ◈ღ，以实现器件的高性能——高频率ღ◈ღ、 高功率和低损耗等ღ◈ღ。

　　IGBT 俗称电力电子装置的“CPU”ღ◈ღ，是能源变换与传输的核心器件ღ◈ღ，由 BJT 和 MOSFET 组合而成ღ◈ღ，是一种全控型ღ◈ღ、电压驱动的功率半导体器件ღ◈ღ。IGBT 没有 放大电压的功能ღ◈ღ，导通时可以看做导线ღ◈ღ，断开时当做开路ღ◈ღ。IGBT 同时具有 BJT 和 MOSFET 的优点ღ◈ღ，即高输入阻抗ღ◈ღ、低导通压降ღ◈ღ、驱动功率小而饱和压降低等ღ◈ღ， IGBT 与 BJT 或 MOS 管相比ღ◈ღ，其优势是它提供了一个比标准双极型晶体管更大 的功率增益幸福宝官网地址ღ◈ღ，以及更高的工作电压和更低的 MOS 管输入损耗ღ◈ღ。因此广泛应用于 直流电压为 600V 及以上的变流系统如交流电机变频器开关电源ღ◈ღ、照明电路 和牵引传动等场景ღ◈ღ。

　　IGBT 相比 MOSFETღ◈ღ，可在更高电压下持续工作ღ◈ღ，同时需要兼顾高功率密度ღ◈ღ、低 损耗ღ◈ღ、高可靠性ღ◈ღ、散热好ღ◈ღ、低成本等因素ღ◈ღ。一颗高性能ღ◈ღ、高可靠性与低成本的 IGBT芯片ღ◈ღ，不仅仅需要在设计端不断优化器件结构ღ◈ღ，对晶圆制造和封装也提高了更高的要 求ღ◈ღ。

　　产品由低端逐步走向中高端ღ◈ღ，国产替代空间广阔ღ◈ღ。我国功率半导体产业仍处于起 步阶段ღ◈ღ，总体呈现产业链完整ღ◈ღ、厂家多ღ◈ღ、发展迅速等特点ღ◈ღ。截止 2022 年 4 月ღ◈ღ，中国 功率半导体相关企业已超 320 家ღ◈ღ。主要分布在广东（130 家）和江苏（56 家）等东 南沿海地区ღ◈ღ。

　　国产功率半导体已在众多领域应用ღ◈ღ，特别是低端产品ღ◈ღ，如二极管ღ◈ღ、三极管ღ◈ღ、晶闸 管ღ◈ღ、低压 MOSFET（非车规）等ღ◈ღ，已初现“规模化效应ღ◈ღ、国产化率相对较高”等特 点ღ◈ღ。在中高端领域ღ◈ღ，如 SJ MOSFETღ◈ღ、IGBTღ◈ღ、碳化硅等ღ◈ღ，特别是车规产品ღ◈ღ，由于起步 晚ღ◈ღ、工艺相对复杂以及缺乏车规验证机会等问题ღ◈ღ，国内厂家依然在追随海外厂家技术 发展路线ღ◈ღ。但近年来ღ◈ღ，市场逐渐从依赖进口向国内自给自足转变ღ◈ღ，国产替代潜力大ღ◈ღ。

　　芯片进口金额持续处于高位ღ◈ღ，功率半导体市场空间足够大ღ◈ღ。据中国海关总署数据ღ◈ღ， 2021 年ღ◈ღ，中国进口集成电路6354.8 亿个ღ◈ღ，同比增长 16.92%ღ◈ღ。全年进口金额累计为 4325.54 亿美元ღ◈ღ，同比增涨 23.59%ღ◈ღ。中国为功率半导体消费大国ღ◈ღ，2021 年中国功率 半导体市场规模约为 183 亿美元ღ◈ღ，同比增长 6.4%ღ◈ღ，预计 2022 年将进一步增长至 191 亿美元ღ◈ღ。

　　国家和地方政策支持ღ◈ღ，加速国产替代进程ღ◈ღ。受益于国家和地方政府的鼓励政策ღ◈ღ， 国内电动汽车与充电桩ღ◈ღ、光伏与储能等领域需求增长ღ◈ღ，功率半导体竞争格局有望被重 塑——国内功率半导体的国产化进程有望加速ღ◈ღ。

　　功率半导体应用前景广阔ღ◈ღ，几乎涵盖了所有电子产业链ღ◈ღ。以 MOSFETღ◈ღ、IGBT 以 及 SiC MOSFET 为代表的功率器件需求旺盛ღ◈ღ。根据性能不同ღ◈ღ，广泛应用于汽车ღ◈ღ、充 电桩ღ◈ღ、光伏发电ღ◈ღ、风力发电ღ◈ღ、消费电子ღ◈ღ、轨道交通ღ◈ღ、工业电机ღ◈ღ、储能ღ◈ღ、航空航天和军 工等众多领域ღ◈ღ。

　　据 Yole 数据预测ღ◈ღ，至 2025 年ღ◈ღ，全球功率半导体分立器件和模块的市场规模将 分别达到 76 亿美元和 113 亿美元ღ◈ღ。据中国产业信息网数据ღ◈ღ，2023 年中国大陆地区 IGBT 市场规模预计达到 290.8 亿元ღ◈ღ，同比增长 11.6%ღ◈ღ。据中国半导体器件行业现状 深度分析与未来投资预测报告数据ღ◈ღ，2023 年中国大陆地区 MOSFET 市场规模将达 到 396.2 亿元（56.6 亿美元ღ◈ღ，人民币兑美元汇率按照 7 计算）ღ◈ღ，同比增长 4.8%ღ◈ღ。

　　以 MOSFET 为例ღ◈ღ，据 Yole 预测ღ◈ღ，到 2026 年ballbet贝博网站官网ღ◈ღ，全球 MOSFET（包括分立器件 和模块）市场总规模预计将达到 94.8 亿美元ღ◈ღ，复合增长率达 3.8%（2020 年至 2026 年）ღ◈ღ。MOSFET 汽车应用（电动汽车和汽车充电桩）占比居首位ღ◈ღ，高达 33%幸福宝官网地址ღ◈ღ，其中电 动汽车和充电桩分别占比 25%和 8%ღ◈ღ。从耐压范围看ღ◈ღ，到 2026 年ღ◈ღ，低压 MOSFET （0-40V）占总需求的 39%ღ◈ღ，中压（41V-400V）占 26%ღ◈ღ，高压（大于等于 600V）广 泛应用在 220V 系统中ღ◈ღ，占总需求的 35%ღ◈ღ。同时ღ◈ღ，SiC MOSFET 和 GaN MOSFET 市场渗透率在逐步提高ღ◈ღ。

　　电动汽车ღ◈ღ：电动汽车进一步渗透终端消费市场ღ◈ღ，带动功率器件和模块需求快速 增长ღ◈ღ。特别是 MOSFET 和 IGBT（包括单管及模组）的增长较为显著ღ◈ღ。据贝壳投 研数据ღ◈ღ，2021 年中国车规级 IGBT 市场规模为 47.8 亿元ღ◈ღ，预计到 2025 年ღ◈ღ，其 将达到 151.6 亿元ღ◈ღ。据芯谋研究数据ღ◈ღ，2021 年和 2025 年中国车规 MOSFET 的 市场规模分别为 73.5 亿元（10.5 亿美元ღ◈ღ，汇率按 7 计算）和 122.5 亿元（预测 数据ღ◈ღ，17.5 亿美元ღ◈ღ，汇率按 7 计算）ღ◈ღ。

　　充电桩ღ◈ღ：受益于新能源汽车快速增长ღ◈ღ，与之配套的充电桩市场亦呈现快速发 展态势ღ◈ღ。据亿渡数据预测ღ◈ღ，至 2026 年ღ◈ღ，中国充电设施市场规模将达 2870.2 亿元ღ◈ღ，2022 年到 2026 年复合增长率高达 37.83%ღ◈ღ。从直流充电桩相关零部 件分解可以看出ღ◈ღ，充电机是充电桩的最核心部件ღ◈ღ，成本占充电桩的 50%以上ღ◈ღ， 而功率半导体是充电机的最核心组成部分ღ◈ღ，成本占充电机的一半以上ღ◈ღ。

　　光伏ღ◈ღ：据中国光伏行业协会数据ღ◈ღ，至 2025 年ღ◈ღ，中国新增光伏装机保守预测为 90GWღ◈ღ，同比增长 10%ღ◈ღ。据未来智库数据预测ღ◈ღ，2025 年中国光伏逆变器市场 规模达 196 亿元ღ◈ღ。逆变器是光伏系统的心脏ღ◈ღ，中高压 MOSFETღ◈ღ、IGBT 及碳化硅等功率器件是 光伏逆变器的核心ღ◈ღ，其决定着光伏逆变器的性能高低ღ◈ღ，进而直接影响光伏系 统的稳定性ღ◈ღ、发电效率以及使用寿命ღ◈ღ。据中商产业研究院数据ღ◈ღ，光伏逆变器 主要由机械件ღ◈ღ、电感和半导体器件构成ღ◈ღ，分别占比 27.6%ღ◈ღ、14.2%ღ◈ღ、11.8%ღ◈ღ。

　　综上ღ◈ღ，在电动汽车ღ◈ღ、充电桩以及光伏逆变器等多轮驱动下ღ◈ღ，功率器件有望稳健增 长ღ◈ღ，为千亿赛道奠定坚实路基ღ◈ღ。

　　汽车的百年史里ღ◈ღ，数次技术变革都极大的推动了汽车消费和汽车工业的发展ღ◈ღ，如 发动机控制ღ◈ღ、自动变速ღ◈ღ、底盘ღ◈ღ、主被动安全ღ◈ღ、通信及多媒体影音等技术ღ◈ღ。虽然这些技 术给汽车的驾驶感受和舒适性都带来了提升ღ◈ღ，但汽车能源供给方式ღ◈ღ、驾驶方式以及驱 动方式都没有发生变化ღ◈ღ。

　　如今ღ◈ღ，传统燃油车动力和传动系统将被电动车的大ღ◈ღ、小三电系统取代ღ◈ღ。自动驾驶ღ◈ღ、 线控底盘ღ◈ღ、网联化和软件化ღ◈ღ，车ღ◈ღ、路和云端协同等赋予了汽车新的定义和生命力ღ◈ღ。汽 车已不再单单是一个载客的交通工具ღ◈ღ，而是被定义为一个终端ღ◈ღ、可以在其中 工作和休闲的第三移动空间ღ◈ღ。

　　电动汽车作为新能源汽车的最重要载体和代表ღ◈ღ，是承载先进汽车科技的代名词ღ◈ღ，也逐渐成为消费者选择的主流ღ◈ღ。而中国已成为引领全球电动汽车技术发展的最大的新 能源汽车产销市场ღ◈ღ。2016 年中国电动汽车市场渗透率仅有 1%ღ◈ღ。而在疫情等外界因 素影响之下ღ◈ღ，2022 年前三季度中国电动汽车市场渗透率已经达到 24%ღ◈ღ，实现了飞跃 式增长ღ◈ღ。

　　2022 年 1-9 月份ღ◈ღ，全球新能源汽车销量再创新高ღ◈ღ，达 726 万辆ღ◈ღ，同比增长 67.56%ღ◈ღ。其中欧洲销售 166 万辆ღ◈ღ，同比增长 6.68%ღ◈ღ；美国销量快速提升ღ◈ღ，达 72 万辆ღ◈ღ，同比增长 59.67%ღ◈ღ；中国新能源汽车销量继续领跑全球ღ◈ღ，销量达到 400 多万辆ღ◈ღ，同比增长 110%ღ◈ღ。全球新能源汽车累计销量突破 2500 万辆ღ◈ღ。2022 年 1-12 月份ღ◈ღ，中国新能源汽车销量共计 688.7 万辆ღ◈ღ，同比 2021 年增加 1 倍ღ◈ღ。可见ღ◈ღ，即使上半年疫情影响带来的供应链中断ღ◈ღ、动力电池上游原材料涨价以及多数汽车芯 片依然紧缺的形势下ღ◈ღ，新能源汽车销售市场热情不减ღ◈ღ。如比亚迪增长最为显著ღ◈ღ，全年累计 销售 186.85 万辆ღ◈ღ，同比增长 152.5%ballbet贝博网站官网ღ◈ღ，其中纯电车型销量突破 91.1 万辆ღ◈ღ。

　　车载功率半导体稳健发展ღ◈ღ，离不开高压平台应用的助推ღ◈ღ。整车动力电池电压平台有 望将逐渐从现有的 400V 升级到 800V 系统ღ◈ღ，以满足消费者对电动汽车的长续航ღ◈ღ、快速充 电等期待ღ◈ღ，而这将对功率半导体的性能参数提出了更高的要求ღ◈ღ，中高压功率器件如 SJMOSFETღ◈ღ、IGBT和碳化硅 MOSFET将会在车端大量应用ღ◈ღ，其单车价值量有望继续提升ღ◈ღ。据半导体行业纵横数据ღ◈ღ，混动和纯电动汽车上功率半导体价值量分别占单车半导体 总价值的 40%和 55%ღ◈ღ。据英飞凌统计数据ღ◈ღ，纯电动汽车半导体价值量预估在 1000 美元 左右ღ◈ღ，而功率半导体达 550-600 美元左右ღ◈ღ。而车载功率半导体中最具代表的即 IGBT 和 MOSFETღ◈ღ。

　　车规功率半导体需求强劲ღ◈ღ，电动化与高压化是两大重要推动力ღ◈ღ。随着汽车电动化ღ◈ღ、高 压化逐步渗透ღ◈ღ，功率半导体在电动汽车上单车价值量有望进一步提高ღ◈ღ。

　　在传统燃油车上ღ◈ღ，单车功率半导体价值量在 71 美元左右ღ◈ღ。且主要以中ღ◈ღ、低压 MOSFET 应用为主ღ◈ღ，比如在车门ღ◈ღ、车窗ღ◈ღ、座椅调节ღ◈ღ、后视镜ღ◈ღ、仪表ღ◈ღ、影音ღ◈ღ、HUDღ◈ღ、 自动启停ღ◈ღ、雨刷ღ◈ღ、天窗ღ◈ღ、转向 ECUღ◈ღ、制动 ECUღ◈ღ、安全气囊ღ◈ღ、空调电动水泵ღ◈ღ、座 舱仪表灯ღ◈ღ、前后视大灯驱动等涉及电机等应用场景大量使用ღ◈ღ。MOSFET 单车用 量超 100 颗ღ◈ღ。比如单个转向 ECU 中使用数量达 8 颗ღ◈ღ。平均单价 2-10 元人民币 不等ღ◈ღ。

　　电动汽车包括纯电动ღ◈ღ，插电混动幸福宝官网地址ღ◈ღ，混动（中混和强混）等ღ◈ღ。在此类汽车上ღ◈ღ， 电机驱动ღ◈ღ、照明ღ◈ღ、热管理ღ◈ღ、电动汽车主驱逆变器ღ◈ღ、DC/DCღ◈ღ、升压器和 OBC （车载充电器）等产品将依据各自的工作功率大小ღ◈ღ，选择不同的功率半导体 器件ღ◈ღ。高ღ◈ღ、中ღ◈ღ、低压硅基 MOSFETballbet贝博体育appღ◈ღ，ღ◈ღ、IGBT 和 SiC MOSFET 均有广泛使用ღ◈ღ。

　　不同类型的功率半导体分立器件和模块ღ◈ღ，在汽车上都能找到应用的落脚点ღ◈ღ。车载功 率半导体种类多ღ◈ღ，在做选型时ღ◈ღ，成本和效率是最关键的两大要素ღ◈ღ。首先需要考虑需要多大 功率ღ◈ღ，再去匹配多大的电压和电流ღ◈ღ，再结合系统效率和成本最终设计出一套最优方案ღ◈ღ。功 率半导体分立器件和模块根据在车上不同的系统应用ღ◈ღ，则选用不同规格的器件ღ◈ღ。由此可见ღ◈ღ，功率半导体在电动汽车上应用场景非常广泛ღ◈ღ。不同种类ღ◈ღ，不同规格的 产品都能匹配到不同的系统应用ღ◈ღ。电动汽车销量稳健增长ღ◈ღ，最先获益的有望是当前具 代表性的功率半导体——硅基 MOSFETღ◈ღ、IGBT 以及碳化硅ღ◈ღ。

　　海外厂家依然是供货主体ღ◈ღ，本土企业份额有望持续扩大ღ◈ღ。由于车规芯片对可靠性ღ◈ღ、 安全性ღ◈ღ、试验等要求相对苛刻ღ◈ღ，且汽车行业供应链相对封闭ღ◈ღ，车规功率半导体国产化 率一直以来比较低ღ◈ღ。欧ღ◈ღ、美ღ◈ღ、日等地的厂家凭借多年的技术积累和先进的制造能力等 占据着市场主导地位ღ◈ღ。据 Omdia 数据ღ◈ღ，英飞凌和安森美稳居全球功率半导体销售额第一和第二的位置ღ◈ღ， 而其后排名相对动态ღ◈ღ。日本在全球功率半导体前十的榜单中占据五席ღ◈ღ，实力非常强劲ღ◈ღ。安世半导体是国内为数不多的被列入全球第一梯队的功率半导体厂家ღ◈ღ，2021 年排名 第八ღ◈ღ，相比 2019 年上升一名ღ◈ღ。

　　英飞凌——全球功率半导体龙头ღ◈ღ。英飞凌引领全球功率半导体市场ღ◈ღ，其功率 半导体出货量占全球总市场近 40%幸福宝官网地址ღ◈ღ，已经连续多年居首位ღ◈ღ。国内多数车厂 都采用英飞凌方案ღ◈ღ，特别是用于主驱逆变器里的 IGBT 单管和模块ღ◈ღ。同时也 有不少做模块封装的厂家从英飞凌采购晶圆ღ◈ღ。英飞凌在车载 IGBT 产品上取得的不菲成绩离不开其多年持续的研发投入ღ◈ღ、 技术创新ღ◈ღ、战略投资和并购ღ◈ღ、与供应链上下游深度合作以及超前的战略眼光 和对市场未来发展趋势的精准预判ღ◈ღ。

　　安森美——稳坐功率半导体第二把交椅ღ◈ღ。功率半导体一直占据安森美总营收 的半壁江山ღ◈ღ。汽车为安森美最大营收来源ღ◈ღ，2022 年第四季度汽车收入达 9.89 亿美元ღ◈ღ，占总营收的 47.01%ღ◈ღ，同比增长 54%ღ◈ღ，创下新记录ღ◈ღ。

　　美欧日等国功率半导体企业具备技术ღ◈ღ、产能ღ◈ღ、体系ღ◈ღ、人才和管理等众多优势ღ◈ღ，市 场地位依然稳固ღ◈ღ。而中国作为全球最大功率半导体消费市场ღ◈ღ，近年来发展势头良好ღ◈ღ。截止 2022 年 4 月份ღ◈ღ，相关企业超 300 家ღ◈ღ，产业链布局完整ღ◈ღ，其中不乏一些技术实力 深厚的 IDMღ◈ღ、Foundry 和 Fabless 企业ღ◈ღ。

　　以安世半导体ღ◈ღ、比亚迪半导体ღ◈ღ、斯达半导ღ◈ღ、中车时代电气和士兰微等为代表的功 率半导体企业ღ◈ღ，在技术沉淀ღ◈ღ、车规认证ღ◈ღ、制造工艺ღ◈ღ、试验测试ღ◈ღ、技术支持ღ◈ღ、体系搭建ღ◈ღ、 上车批量验证ღ◈ღ、问题解决以及产能提升和人才培养方面都积累了宝贵经验ღ◈ღ。

　　车规 MOSFETღ◈ღ：车规 MOSFET 不论在燃油车上还是电动车上ღ◈ღ，应用非常广泛ღ◈ღ， 且 MOSFET 产品主要被海外企业垄断ღ◈ღ。自 2020 年以来ღ◈ღ，海外头部供应商都相继面临产能紧张ღ◈ღ、涨价和断供等问题ღ◈ღ。此 时ღ◈ღ，对于一直在等候却缺乏合适契机进入车载领域的本土厂商来说ღ◈ღ，正是切入汽 车供应链的绝佳时机ღ◈ღ。经过两年的蓄势ღ◈ღ，国内部分相关企业在上车批量供货的同 时ღ◈ღ，同步在加快新的车规 MOSFET 的研发和验证ღ◈ღ。低压 MOS——主要以 40Vღ◈ღ，60Vღ◈ღ，100V Planar 平面型ღ◈ღ、Trench 沟槽型和 SGT 屏蔽栅 MOSFET 为主ღ◈ღ。因为单车用量大ღ◈ღ、应用场景多且复杂ღ◈ღ，自 2021 年以来ღ◈ღ， 市场缺货严重ღ◈ღ。

　　中压 SGT MOSFETღ◈ღ：车规级 SGT MOSFET 工作电压范围通常在 30V-250V 之 间的 MOSFET 产品ღ◈ღ，其中中压（100V-250V）一般并联多个 MOSFET 单管用 于 A00 级小型电动汽车或中混车辆（动力电池电压在 200V 上下）的主驱逆变 器ღ◈ღ、OBCღ◈ღ、DC/DCღ◈ღ、空调压缩机等零部件当中起到逆变ღ◈ღ、整流等作用ღ◈ღ。高压 SJ MOSFETღ◈ღ，车规级 SJ MOSFET 工作电压通常在 650V-900Vღ◈ღ，主要用 于当前广泛搭载的 400V 动力电池平台汽车的主驱逆变器ღ◈ღ、OBCღ◈ღ、DCDC 和PTC等产品上ღ◈ღ。

　　车规 IGBTღ◈ღ：IGBT 通常分为单管ღ◈ღ、模块和 IPM 模块ღ◈ღ。全球车载 IGBT 和 MOSFET 一样ღ◈ღ，主要被美欧日等国家的厂家垄断ღ◈ღ。如英飞凌ღ◈ღ、安森美ღ◈ღ、富士电机ღ◈ღ、三菱电 机和赛米控等ღ◈ღ。其中ღ◈ღ，英飞凌占据车规 IGBT 主要市场份额ღ◈ღ，英飞凌最早在 2007 年推出车规级 IGBT 模块——HybridPACK 系列ღ◈ღ。在国内市场ღ◈ღ，比亚迪ღ◈ღ、斯达半导和时代电气稳居前十ღ◈ღ。

　　IGBT 已发展至第七代ღ◈ღ，英飞凌作为 IGBT 龙头ღ◈ღ，其技术早在 2018 年已经迭代 至第七代ღ◈ღ。第五ღ◈ღ、六ღ◈ღ、七代均是在第四代技术基础上针对大功率ღ◈ღ、高开关频率等 需求进行的设计优化ღ◈ღ。不同代差对应不同的器件设计ღ◈ღ，也对应着不同的器件性能 和应用场景ღ◈ღ。目前国内多数厂家已经发展到了等同英飞凌的第四代和第五代技术ღ◈ღ， 而第四ღ◈ღ、五代 IGBT 也正好是目前车规 IGBT 应用的主流技术ღ◈ღ。

　　功率半导体器件或模块是电机控制器的心脏ღ◈ღ。电机控制器ღ◈ღ、电机和减速器一起组 成电动汽车的电力驱动总成ღ◈ღ。其中ღ◈ღ，电机控制器是功率半导体器件和模块的重要应用 领域ღ◈ღ，其主要用途是将动力电池输出的直流电转换成驱动电机所需要的三相交流电ღ◈ღ。电机控制器由功率半导体器件或模块ღ◈ღ、电容驱动电路板和控制电路板等零部件 组成ღ◈ღ。其中功率半导体器件或模块占总成本的 37%左右ღ◈ღ，是电机控制器最为核心的 零部件之一ღ◈ღ。

　　由于电机控制器是功能安全件ღ◈ღ，通常消费级或工规级的功率半导体器件和模块不 满足上车条件ღ◈ღ。因此长期以来ღ◈ღ，电机控制器中的功率半导体器件和模块一直依赖进口ღ◈ღ。近年来ღ◈ღ，电机控制器格局发生变化ღ◈ღ，本土电机控制器厂家市场份额快速增长ღ◈ღ，这 让国产功率半导体拥有更多验证和上车机会ღ◈ღ，国产功率半导体市场份额将有望进一步 扩大ღ◈ღ。2022 年 Q1ღ◈ღ，斯达半导ღ◈ღ、比亚迪半导体和时代电气市占率分别稳居国内市场第 二ღ◈ღ、第三和第五ღ◈ღ，分别占比 16.4%ღ◈ღ、14.5%和 9%ღ◈ღ。

　　本土电机控制器厂商引领市场ღ◈ღ，对车载功率半导体竞争格局有着积极影响ღ◈ღ。2022 年ღ◈ღ，排名前 20 的电控厂家中ღ◈ღ，本土厂家占据 12 席ღ◈ღ。包括 5 家整车厂自制企业ღ◈ღ、9 家 本土第三方非自制企业（包括联合电子）以及 6 家海外厂家（包括日本的电装ღ◈ღ、电产ღ◈ღ、 三菱ღ◈ღ、日立等四家ღ◈ღ、法国法雷奥和美国博格华纳）ღ◈ღ。包括整车企业在内（除特斯拉外）ღ◈ღ， 总共有 14 家本土企业入围前 20ღ◈ღ，占比 7 成ღ◈ღ。

　　国产电控引领市场ღ◈ღ，有望助力国产功率半导体上车ღ◈ღ。目前国内电控产品竞争相对 充分ღ◈ღ，且由本土厂家引领ღ◈ღ。而国内企业在电控市场上份额的提升ღ◈ღ，则有望助力国产功 率半导体上车ღ◈ღ。原因如下ღ◈ღ：1）供应链安全考虑ღ◈ღ：当功率半导体缺货时ღ◈ღ，为保证供应链安全ღ◈ღ，车厂通常采取 一品多点采购战略ღ◈ღ，即一个电控产品ღ◈ღ，多家功率半导体供应商按照与车厂约定好的份 额供货ღ◈ღ。对车厂而言ღ◈ღ，国产功率半导体通常是此时的选项之一ღ◈ღ；2）电控厂家成本控制需要ღ◈ღ：国产功率半导体成本相比进口器件具备一定优势ღ◈ღ。特别是 A00 级和 A0 级这类电动车ღ◈ღ，其对整车成本控制要求相对较高ღ◈ღ，国产功率半导 体应用较为广泛ღ◈ღ。国内电控厂家在面临海外竞争者压力的时候ღ◈ღ，成本是其核心优势之 一ღ◈ღ。功率半导体作为电控中占比最高的核心器件ღ◈ღ，国内电控厂家在获取整车厂项目的 时候ღ◈ღ，通常也会偏爱选用同样具有成本优势的国产功率半导体ღ◈ღ。3）多数国内车厂和电控厂家加强和国内功率半导体厂家合作ღ◈ღ，通过投资或战略 合作或成立合资公司的方式ღ◈ღ，形成优势互补ღ◈ღ，共同开发功率半导体产品ღ◈ღ。这将对国产 功率半导体上车应用起着很强推动作用ღ◈ღ。

　　缺芯缓解过后ღ◈ღ，功率半导体的“技术和成本”或成核心主线ღ◈ღ。随着缺芯缓解ღ◈ღ，海 外头部厂家产能恢复ღ◈ღ，国内厂家或面临一定程度上的市场竞争ღ◈ღ。如何突破重围ღ◈ღ，长期 来看ღ◈ღ，技术提升和持续成本优化ღ◈ღ，以及加快车规产品研发和验证速度ღ◈ღ，将有助于重塑 市场格局ღ◈ღ，这将成为国内厂家可持续发展的两条核心主线 车规器件壁垒重重ღ◈ღ，国产龙头曙光破晓

　　在电动汽车销量快速增长和缺芯的大背景下ღ◈ღ，国内功率半导体厂家趁势在上车验 证和批量供货上取得不菲成绩ღ◈ღ。但由于国内车载功率半导体发展起步较晚ღ◈ღ、器件开发 经验不足ღ◈ღ、上车验证机会不多和可靠性要求高等原因ღ◈ღ，在“以下诸多方面”与全球第 一梯队的车规功率半导体企业尚存差距ღ◈ღ，这也正是车规功率半导体壁垒所在ღ◈ღ。诸多壁 垒呈现复杂性ღ◈ღ、多样性ღ◈ღ、综合性以及普遍性等特点ღ◈ღ。设计和制造工艺ღ◈ღ。车规功率半导体的设计和制造工艺相对成熟ღ◈ღ，结构相对简单ღ◈ღ， 对工艺制程要求不高（通常大于 90nm）ღ◈ღ。车规功率半导体与其他芯片比较ღ◈ღ，结构和制 造工艺有一定差别ღ◈ღ，且逐渐融合更多的特色工艺（微沟槽ღ◈ღ、深沟槽和屏蔽栅等）ღ◈ღ。车 规功率半导体在芯片面积ღ◈ღ、线宽ღ◈ღ、通态饱和压降ღ◈ღ、关断时间ღ◈ღ、功率损耗和封装等方面 在持续做设计和工艺优化ღ◈ღ，以达到大电流ღ◈ღ、高电压ღ◈ღ、低损耗ღ◈ღ、高开关频率ღ◈ღ、鲁棒性ღ◈ღ、 散热快等性能目标ღ◈ღ。

　　功率半导体自诞生以来ღ◈ღ，从半导体基材的迭代ღ◈ღ、微沟槽结构 的优化ღ◈ღ、先进封装ღ◈ღ、大尺寸晶圆的应用等多个方面进行技术创新ღ◈ღ。据 Yole 数据ღ◈ღ，功率半导体器件每隔二十年将进行一次产品迭代ღ◈ღ。相比其他半导体ღ◈ღ， 迭代周期相对慢ღ◈ღ，这将给国内功率半导体厂家留有充足的发展时间ღ◈ღ。目前国内厂商面临的挑战主要包括ღ◈ღ：1）低功耗与高可靠性以及高功率密度 三者的平衡ღ◈ღ；2）满足高性能和小型化以及低成本三者的平衡ღ◈ღ；3）产品平台 化和客户定制要求之间的冲突和平衡ღ◈ღ；6）车规产品设计ღ◈ღ、制造等管理体系 和流程不健全ღ◈ღ；

　　参数如何设定没有经验ღ◈ღ。SJ MOSFETღ◈ღ、IGBTღ◈ღ、碳化硅 MOSFET 作为中高端功率半导体器件ღ◈ღ，国内厂家 在器件设计ღ◈ღ、晶圆制造工艺和封测环节都面临不同程度上的挑战和壁垒ღ◈ღ。对于追赶者 的国产功率半导体厂家而言ღ◈ღ，技术作为发展的第一要素ღ◈ღ，技术持续迭代和技术方案的 创新或是超越国际巨头ღ◈ღ、主导市场地位的最重要条件之一ღ◈ღ。

　　质量管理体系ღ◈ღ。车规功率半导体相比消费和工业产品ღ◈ღ，对可靠性ღ◈ღ、质量一致性ღ◈ღ、 环境（耐久ღ◈ღ、高低温）ღ◈ღ、供货周期以及验证试验等要求更高ღ◈ღ。需要严格遵守车规芯片 开发流程ღ◈ღ、质量管理体系ღ◈ღ、验证要求等进行以确保车辆行驶安全ღ◈ღ。车载功率半导体与其他车规芯片一样ღ◈ღ，从芯片定义ღ◈ღ、设计ღ◈ღ、原材料采购ღ◈ღ、供应商 管理ღ◈ღ、生产制造过程ღ◈ღ、小批量和批量供货以及售后等ღ◈ღ，都需要严格按照 AECQ-100 试 验要求和 IATF16949 生产制造过程中的要求执行ღ◈ღ。对于主驱逆变器中的功率半导体 单管或模块ღ◈ღ，甚至要求按照 ISO 26262 对系统和流程体系进行功能安全认证ღ◈ღ。

　　比如ღ◈ღ，在车规 IGBT 模块的安全性方面ღ◈ღ，IGBT 模块通常由多个 IGBT 单管ღ◈ღ、SBD 以及散热板等结构组成ღ◈ღ。IGBT 单管由成百上千个 IGBT 元胞构成ღ◈ღ。IGBT 模块实际上 车后ღ◈ღ，若其中一个元胞出现质量问题ღ◈ღ，则将直接危及整车安全ღ◈ღ。国内从事车载功率半导体开发和生产制造的厂商ღ◈ღ，具有数量多ღ◈ღ、分布地域广ღ◈ღ、产 品种类多ღ◈ღ、技术能力水平参差不齐等特点ღ◈ღ。除了少数几家头部厂家外ღ◈ღ，车载领域起步 相对晚ღ◈ღ，从事车规产品开发累计时间不长ღ◈ღ。对车规产品质量管理体系认知仍有待提高ღ◈ღ， 需要未来更长时间上车实践以提升ღ◈ღ。

　　er1 话语权大ღ◈ღ，故汽车供应链相对封闭ღ◈ღ，新玩家进入大厂 供应链体系相对困难ღ◈ღ。国内车规功率半导体厂家起步晚ღ◈ღ、技术经验少ღ◈ღ、对车规产品认知缺乏ღ◈ღ。由于缺乏 批量上车验证机会ღ◈ღ。即使部分有很强研发实力的企业ღ◈ღ，同样缺乏批量供货ღ◈ღ、验证产品 长期可靠性的机会ღ◈ღ，从而技术能力一直处在进步缓慢的窘境ღ◈ღ。且高投入和长期低回报 导致部分厂家信心不足甚至放弃车载产品的开发ღ◈ღ。在此背景下ღ◈ღ，即形成了对国内功率 半导体玩家极为不友好的恶性循环ღ◈ღ。新能源汽车的快速上量以及疫情以来的汽车缺芯ღ◈ღ，特别是特斯拉以及国内的造车 新势力们ღ◈ღ，打破了汽车供应链封闭的外墙ღ◈ღ，愿意尝试多条腿走路ღ◈ღ，这给予了国内包括 车载功率半导体厂家在内的汽车零部件供应商们充足的上车机会ღ◈ღ，也增强了国产替代 的确定性ღ◈ღ，国产车规功率半导体有望迎来份额进一步提升的机会ღ◈ღ。

　　成本ღ◈ღ。在汽车客户面临器件选型时ღ◈ღ，成本将是一项重要考量的点ღ◈ღ，同样满足客户 需求的产品ღ◈ღ，分别来自海外厂家和国内厂家ღ◈ღ，在不缺芯和没有国产替代要求下ღ◈ღ，通常 客户可能考虑定点给价优者ღ◈ღ。车规功率半导体和其他国产芯片类似ღ◈ღ，因为起步晚ღ◈ღ、经验缺乏ღ◈ღ、产业链相对不成 熟等特点ღ◈ღ，研发成本（人工ღ◈ღ、IPღ◈ღ、软件和工具链等）摊销相对较高ღ◈ღ、核心原材料依赖 进口（框架ღ◈ღ、模具ღ◈ღ、引线键合相关工艺等）ღ◈ღ、工艺相对不成熟ღ◈ღ、良率相对不高ღ◈ღ、规模 化效应相对不突出ღ◈ღ、车规器件试验经验相对缺乏以及固定资产尚处在摊销初期等ღ◈ღ，而 上述或是造成器件成本相对较高的主要因素ღ◈ღ。

　　半导体从业人才ღ◈ღ。截止 2020 年ღ◈ღ，国内半导体从业人员人数约 54.1 万ღ◈ღ，同比增 长 5.7%ღ◈ღ。预计到 2023 年ღ◈ღ，人才需求将达 76.7 万人ღ◈ღ，人才缺口将近 23 万人ღ◈ღ。依前 文所述ღ◈ღ，功率半导体已超 300 多家ღ◈ღ。需求旺盛背后也隐藏着行业对专业人才的求贤 若渴ღ◈ღ。人才竞争也同样是半导体企业间实力竞争的重要组成部分ღ◈ღ。成熟ღ◈ღ、经验丰富的人才队伍是行业发展基石ღ◈ღ。

　　2023 年 3 月 3 日ღ◈ღ，美国商务部将 28 家中国实体加入“EL（Entity Listღ◈ღ，实体清 单）”ღ◈ღ。自 2018 年中兴和华为相继被制裁以来ღ◈ღ，美国对中国企业和科研机构等实施多 次贸易限制和打压ღ◈ღ，目标直指多家半导体相关企业ღ◈ღ。

　　2020 年以来ღ◈ღ，在多重因素影响下ღ◈ღ，汽车芯片面临大缺货ღ◈ღ。芯片供求不平衡导致 芯片期货交期延后ღ◈ღ，价格涨价ღ◈ღ，现货价格更是一路高走ღ◈ღ。至今ღ◈ღ，汽车缺芯虽然已有所 缓解ღ◈ღ，但依然还存在部分芯片供应紧张状况ღ◈ღ。长安汽车领导层就曾公开表示ღ◈ღ，因缺芯等因素影响ღ◈ღ，2022 年前三季度ღ◈ღ，已经减 产 60.6 万辆ღ◈ღ。据 AFS 预测数据ღ◈ღ，2022 年因缺芯致汽车减产预计达 450 万辆ღ◈ღ，而 2021 年这一数据是 1050 万辆ღ◈ღ。

　　半导体产业链全球化受阻ღ◈ღ。长期以来ღ◈ღ，半导体行业高度依赖全球化产业链的协同ღ◈ღ， 彼此分工明确ღ◈ღ，从设计ღ◈ღ、制造ღ◈ღ、封装ღ◈ღ、设备ღ◈ღ、材料ღ◈ღ、软件等全球通力合作ღ◈ღ，得以成就 全球半导体产业硕果ღ◈ღ。但是ღ◈ღ，近年来国际局势已经彻底改变了

　　国产芯片产量逐年增加ღ◈ღ，国产替代内部驱动力增强ღ◈ღ。据国家统计局数据ღ◈ღ，2021 年中国集成电路累计产量达 3594 亿块ღ◈ღ，同比增长 37.48%ღ◈ღ。从 2011 年至今的国内集 成电路产量数据可以看出ღ◈ღ，面对日益增长的市场需求ღ◈ღ，国内集成电路行业发展稳健ღ◈ღ， 产量逐年提高ღ◈ღ。

　　汽车电子中价值量高ღ◈ღ，且产业 链相对完整ღ◈ღ，具备国产替代的现实意义和可操作性ღ◈ღ。3.2.1 车企投资不断ღ◈ღ，IDM 和 Fabless 齐头并进

　　当下ღ◈ღ，车规功率半导体已然成为车企重点布局和投资热门领域之一ღ◈ღ。车载芯片种 类多ღ◈ღ、型号多ღ◈ღ、持续“缺芯”和车厂重要控制器

　　硬件设计和供应链部门ღ◈ღ。车厂将直接参与芯片选型ღ◈ღ，直接建立与芯片厂家沟通渠道ღ◈ღ，打破 原有供应链的合作模式ღ◈ღ。车厂和 Tier1 都在开始往半导体设计和制造领域下沉ღ◈ღ，通过 投资或与芯片企业成立合资的形式进入半导体行业ღ◈ღ。他们主要聚焦重要ღ◈ღ、价值高的车 规级芯片并进行布局ღ◈ღ，与芯片企业共同合作开发ღ◈ღ，化被动为主动ღ◈ღ，以应对将来可能会 面临的汽车芯片供应链安全问题ღ◈ღ。而其中功率半导体ღ◈ღ，特别是 IGBT 和 SiCღ◈ღ，成为车 企投资热门之一ღ◈ღ。

　　IDM 模式一般重资产ღ◈ღ，工厂投入相对较大ballbet贝博网站官网ღ◈ღ，对产能规划要求相对精准可控ღ◈ღ，对各 类专业人才需求大ღ◈ღ，在产能协同ღ◈ღ、成本控制ღ◈ღ、需求响应速度等多方面或具有较强优势ღ◈ღ。国内功率半导体 IDM 有时代电气ღ◈ღ、华润微ღ◈ღ、士兰微ღ◈ღ、华微以及扬杰科技等ღ◈ღ。国内部分 Fabless 选择与头部 Foundry 深度合作ღ◈ღ，在产品设计ღ◈ღ、工艺融合优化ballbet贝博网站官网ღ◈ღ、 产品规划ღ◈ღ、产能调配等方面能达到良好效果ღ◈ღ。且该模式下ღ◈ღ，两方既有各自分工合作ღ◈ღ， 又能做到优势互补ღ◈ღ。设计公司可以专注于产品设计与推广ღ◈ღ、可以更精准把握市场需求 和供应节奏ღ◈ღ，而 Foundry 可以专注于工艺控制和优化ღ◈ღ。国内成功案例如新洁能与华 虹宏力的合作ღ◈ღ、捷捷微电与中芯绍兴的合作ღ◈ღ。

　　目前ღ◈ღ，全球功率半导体市场上ballbet中国官网ღ◈ღ，ღ◈ღ，头部的功率半导体多数是“IDM 模式”或“IDM 加委外代工混合模式”ღ◈ღ。后者即部分 IDM 将部分低端制程ღ◈ღ、即将 EOP（End Of Production）的产品委外专业代工厂加工ღ◈ღ，比如国内部分晶圆代工企业就接到不少此 类海外客户的订单ღ◈ღ。据 ittbank 数据统计ღ◈ღ：中国大陆地区 Top60 的功率半导体（不含功率 IC）企业 里ღ◈ღ，其中 IDM 有 43 家ღ◈ღ，Foundry 有 5 家ღ◈ღ，以及 12 家 Fablessღ◈ღ。

　　是其中价值量最高的半导体器件ღ◈ღ，占比 约 30%ღ◈ღ，功率半导体（包括功率半导体器件和功率半导体芯片）占比 20%ღ◈ღ。而对于电动汽车来说ღ◈ღ，MCU 和功率的价值占比有所变化ღ◈ღ。细分来看ღ◈ღ，混动车型和纯电动车 型ღ◈ღ，功率半导体用量和价值存在差异ღ◈ღ。混动又分轻中混ღ◈ღ、强混和插混ღ◈ღ，纯电动也要看 动力电池电压平台ღ◈ღ，200V 和 800V 对选用的功率半导体分立器件和模块差异较大ღ◈ღ， 成本也存在差异ღ◈ღ。从英飞凌数据看出ღ◈ღ，中混电动汽车（MHEV）单车功率半导体价值 150-200 美元ღ◈ღ， 自动充电混动汽车（FHEV）单车功率半导体价值在400-470美元ღ◈ღ，纯电动汽车（BEV） 单车功率半导体价值在 550-600 美元ღ◈ღ。可见在各类电动汽车上ღ◈ღ，功率半导体价值量 高居榜首ღ◈ღ。

　　在我国大力发展新能源汽车的当下ღ◈ღ，车规级功率半导体具备政策支持ღ◈ღ、产业链完 整等优势ღ◈ღ，或将率先突围ღ◈ღ，实现国产化率稳步提升ღ◈ღ。

　　作为第三代半导体材料的代表ღ◈ღ，相较于硅ღ◈ღ，碳化硅具有禁带宽度更大（是硅的 3 倍）ღ◈ღ、热导率更高（是硅的 4-5 倍）ღ◈ღ、击穿电压更大（是硅的 8- 10 倍）等优势ღ◈ღ。

　　功率模块等ღ◈ღ。碳化硅功 率器件具有耐高压ღ◈ღ、大电流ღ◈ღ、耐高温ღ◈ღ、高频ღ◈ღ、高功率和低损耗等众多优点ღ◈ღ，广泛应用 于电动汽车及充电桩ღ◈ღ、光伏ღ◈ღ、电网ღ◈ღ、轨道交通和储能等领域ღ◈ღ。据 Yole 数据ღ◈ღ，碳化硅功率器件 2021 年全球市场规模 10.9 亿美金ღ◈ღ。预计到 2027 年将达到 62.97 亿美金ღ◈ღ，2021-2027 CAGR 达 34%ღ◈ღ。发展势头强劲ღ◈ღ，未来市场空间 可观ღ◈ღ。

　　碳化硅性能优于 IGBTღ◈ღ，两者在多个领域或存在应用重叠ღ◈ღ。从成本变化和晶圆尺 寸发展趋势分析ღ◈ღ：碳化硅与 IGBT 成本比较ღ◈ღ。目前碳化硅功率器件由于技术和工艺尚不成熟ballbet贝博网站官网ღ◈ღ、衬底 良率低以及尚未规模化应用等因素ღ◈ღ，导致当前碳化硅成本居高不下ღ◈ღ。同等规格

　　ღ◈ღ、满足 同个终端应用需求的碳化硅 MOSFET 的价格是 IGBT 的 2.5-3 倍ღ◈ღ。而硅基 IGBT 技 术成熟ღ◈ღ，规模化效应已经显现ღ◈ღ，成本下探空间有限ღ◈ღ。随着上述对碳化硅成本不利因素 日渐改善ღ◈ღ，其价格有望逐年下调ღ◈ღ。对于长续航电动汽车ღ◈ღ，当前碳化硅功率器件的应用 带来的其他周边零部件的降本ღ◈ღ，或将进一步缩小ღ◈ღ、或打平与选用IGBT带来的价格差ღ◈ღ。

　　碳化硅晶圆制造ღ◈ღ。目前已量产碳化硅衬底多是基于 2 英寸ღ◈ღ、4 英寸和 6 英寸晶圆 制造ღ◈ღ，其中 6 英寸逐渐将成为主流ღ◈ღ。据 NE 时代数据ღ◈ღ，安森美 8 英寸衬底于 2021 年 已经投产ღ◈ღ。未来ღ◈ღ，随着 8 英寸晶圆的衬底逐步量产ღ◈ღ，单片晶圆产量提升ღ◈ღ，相比 4 英寸 和 6 英寸晶圆ღ◈ღ，理论上碳化硅器件价格或将会有所下调ღ◈ღ。

　　当前碳化硅 MOSFET 主要应用于一些中高端场景ღ◈ღ，这些应用往往追求更高的性 能表现ღ◈ღ。如售价 30 万以上的中高端智能电动汽车ღ◈ღ，其对续航ღ◈ღ、瞬间加速以及充电时 间有着更高要求ღ◈ღ，通常其主逆变器中会采用碳化硅方案BALLBET全站appღ◈ღ。短时间内ღ◈ღ，IGBT 或依然是 市场主流ღ◈ღ。长期来看ღ◈ღ，碳化硅 MOSFET 和 IGBT 市场需求或达到一个相对平衡ღ◈ღ，两 者将共存以供不同应用场景所使用ღ◈ღ。

　　衬底和外延占据碳化硅器件的价值高地ღ◈ღ，存在较高技术壁垒ღ◈ღ。据未来智库数据ღ◈ღ， 衬底和外延占碳化硅器件总成本近 70%（其中衬底占 46%ღ◈ღ，外延占 23%）ღ◈ღ。两者同 为碳化硅器件最核心ღ◈ღ、也是最具瓶颈的两道制造工艺环节ღ◈ღ。衬底和外延的技术提升快 慢和良率高低都将对碳化硅器件的应用和推广产生直接影响ღ◈ღ。

　　微波射频器件和功率放大器等（GaN-on-SiC）ღ◈ღ，应用于5G通信等ღ◈ღ。目前导电型衬底市场依然由欧ღ◈ღ、美ღ◈ღ、日企业主导ღ◈ღ，美国 Wolfspeed 占全球份 额超 60%以上ღ◈ღ，其他如美国高意集团（II-VI）ღ◈ღ、德国 SiCrystalAG（被日本 Rohm 收购）ღ◈ღ、美国 DowCorning 和日本新日铁住金等紧随其后ღ◈ღ，市占率位 居前列ღ◈ღ。国内做导电型衬底起步较晚ballbet贝博网站官网ღ◈ღ，整体发展处于初期阶段ღ◈ღ，该领域国内 主要企业有天科合达ღ◈ღ、天岳先进等ღ◈ღ。国产厂家在半绝缘型衬底产品开发相对起步较早ღ◈ღ，有一定经验积累ღ◈ღ。2020 年ღ◈ღ，天岳先进的半绝缘型碳化硅衬底在全球市占率已高达 30%ღ◈ღ，位居全球 第三ღ◈ღ，仅次于海外龙头企业 II-VI 和 Wolfspeedღ◈ღ，形成三足鼎立的局面ღ◈ღ。

　　和清洗等工艺过程ღ◈ღ，最后制成碳化硅 衬底ღ◈ღ。制作优良的碳化硅衬底ღ◈ღ，存在较高的技术壁垒ღ◈ღ。碳化硅衬底生长难度大ღ◈ღ，对 工艺控制和衬底的厚度ღ◈ღ、翘曲度和弯曲度都有较高要求ღ◈ღ。其制备过程中ღ◈ღ，主 要存在以下难点和壁垒ღ◈ღ：1）碳化硅粉体纯度控制要求高ღ◈ღ，碳和硅的比例控 制要精准ღ◈ღ；2）温度要求高ღ◈ღ，高温与低温需控制精准ღ◈ღ；3）长晶时ღ◈ღ，生长速率 等需要严格控制ღ◈ღ；4）衬底生长为物理时间ღ◈ღ，且很难加速ღ◈ღ，时间成本高ღ◈ღ，产 能因此受限ღ◈ღ；5）碳化硅硬度强ღ◈ღ，切片时损耗高ღ◈ღ，产出低ღ◈ღ；6）涉及设备种类 多ღ◈ღ、要求高ღ◈ღ，如长晶炉ღ◈ღ，切片机ღ◈ღ、研磨机ღ◈ღ、抛光机和清洗设备等ღ◈ღ，总投入大ღ◈ღ。以上众多壁垒导致目前碳化硅良率较低ღ◈ღ，单片价格较高ღ◈ღ。

　　外延工艺是碳化硅器件的第二内核ღ◈ღ。由于碳化硅衬底表面或多或少因为生长 过程或加工过程中引入微颗粒ღ◈ღ，直接基于其表面进行晶圆制造ღ◈ღ，或将导致最 终器件良率低ღ◈ღ、性能差等后果ღ◈ღ。故通常引入外延工艺ღ◈ღ，即在衬底表面通过化 学气相沉积（CVD）生长出一层 4H-SiC 单晶薄膜以提高器件良率和性能ღ◈ღ， 这一层单晶材料即称为“外延”ღ◈ღ。在制作过程中ღ◈ღ，工艺控制不良会直接造成 各类缺陷产生而影响良率和产出ღ◈ღ。据 Yole 数据ღ◈ღ，预计到 2027 年ღ◈ღ，碳化硅外延片全球市场规模将达 8.51 亿美 元ღ◈ღ，2021 年到 2027 年ღ◈ღ，CAGR 为 28%ღ◈ღ。全球外延片市场主要被美国 Wolfspeed 和日本昭和电工

　　据 Yole 数据ღ◈ღ，电动汽车和汽车充电桩为碳化硅第一大应用市场ღ◈ღ。预计到 2027 年ღ◈ღ，碳化硅器件在电动汽车和汽车充电桩上应用ღ◈ღ，全球市场规模将分别达 49.86 亿美 金和 1.35 亿美金ღ◈ღ，两者之和占市场总规模的 81.32%ღ◈ღ。碳化硅 SBD 和碳化硅 MOSFET 可应用于电动汽车主驱逆变器ღ◈ღ、OBCღ◈ღ、DC/DC 以及充电桩等产品中ღ◈ღ。自 2019 年 Tesla 首次将碳化硅器件（供应商ღ◈ღ：STM）应用于 其 Model 3 车型上ღ◈ღ，碳化硅便正式开启了上车之路ღ◈ღ。自 2021 年以来ღ◈ღ，国内自主品牌

　　碳化硅将提升电动汽车续航能力和缩短电动汽车充电时间ღ◈ღ。相较于燃油车ღ◈ღ，电动 汽车消费者对当前有限的续航里程和相对漫长的充电时间常常感到焦虑ღ◈ღ。虽然车企在 动力电池ღ◈ღ、BMSღ◈ღ、电机ღ◈ღ、电控和 OBC 等产品技术上做了很多优化和提升ღ◈ღ，但相比燃 油车ღ◈ღ，续航里程受限和充电时间长是电动汽车推广的两大痛点半导体资源整合ღ◈ღ。ღ◈ღ。

　　续航里程ღ◈ღ。相比硅基 IGBTღ◈ღ，碳化硅 MOSFET 有着众多优点ღ◈ღ：1）碳化硅在 关断时无拖尾电流ballbet贝博网站官网ღ◈ღ，可以降低损耗ღ◈ღ；2）碳化硅的高开关频率特性ღ◈ღ，不仅可 降低损耗ღ◈ღ，由于对散热效率要求相对低ღ◈ღ，还可减轻和驱动零部件和散热零部 件重量和体积ღ◈ღ，周边器件的成本随之降低ღ◈ღ；3）在车辆匀速和轻载情况下ღ◈ღ， 因为低损耗ღ◈ღ，可提升 5%-10%的续航里程ღ◈ღ。另外ღ◈ღ，采用 800V 高压平台的电 动汽车ღ◈ღ，同等功率下ღ◈ღ，系统电流可以比 400V 电压平台更小ღ◈ღ，故高压线束直 径可以做的更细ღ◈ღ，线束重量和体积可以更小ღ◈ღ，电动汽车变的更轻ღ◈ღ，续航能力 也会得到相应提升ღ◈ღ。

　　充电时间ღ◈ღ。汽车充电桩一般分为交流慢充和直流快充ღ◈ღ。交流慢充指的是电动汽车通过公共或个人充电桩ღ◈ღ，需要借用车载充电器 （OBC）交直流转换给汽车充电ღ◈ღ。交流慢充的优点是成本低ღ◈ღ，电池损耗慢ღ◈ღ；缺点是充电时间长ღ◈ღ，充电时间长短取决于 OBC 的额定功率（常规在 3kW9kW）ღ◈ღ。目前 OBC 主要采用硅基 IGBT 或 SJ MOSFET 方案ღ◈ღ，电池充满电 时间一般需要 4-8 小时ღ◈ღ。相比之下ღ◈ღ，碳化硅 MOSFET 可以耐受更高电压ღ◈ღ， 使得 OBC 拥有更高的额定功率ღ◈ღ。例如采用

　　电池管理系统）ღ◈ღ，如电池电压升级至 800Vღ◈ღ， 直流快充功率通常将超过 120 kWღ◈ღ，碳化硅器件的高功率特性即可有其用武 之地ღ◈ღ，进而提高充电效率和缩短充电时间ღ◈ღ。另外ღ◈ღ，800V 动力电池平台相比 400V 动力电池平台ღ◈ღ，在相同的系统电流和高压 线束直径下ღ◈ღ，电池的充电时间或将缩短一半ღ◈ღ。

　　斯达半导成立于 2005 年ღ◈ღ，总部位于浙江嘉兴ღ◈ღ，国内 IGBT 模块龙头企业ღ◈ღ。目前 公司主要产品是以 IGBT 为主的功率器件的设计和模块的封装ღ◈ღ。对标英飞凌第七代 IGBT 的 FS-Trench 型产品目前进展顺利ღ◈ღ。除 IGBT 外ღ◈ღ，斯达半导的快恢复二极管以 及 MOSFETღ◈ღ、碳化硅模块等产品同样广泛应用各领域ღ◈ღ。2022 年ღ◈ღ，公司营收大幅增长ღ◈ღ， 新能源业务占比从 2022 年上半年的 47.37%进一步提升至 2022 年年终的 54.3%ღ◈ღ。目前电动汽车主要客户有长安ღ◈ღ、上汽ღ◈ღ、江淮大众和奇瑞等ღ◈ღ，以及雷诺ballbet贝博网站官网ღ◈ღ、通用等海外车 企ღ◈ღ。

　　公司在利润率方面表现同样不俗ღ◈ღ，2022 年前三季度ღ◈ღ，公司销售毛利率和净利率 分别达 41.07%和 31.60%ღ◈ღ。2021 年全年销售毛利率和净利润分别为 36.73%和 23.40%ღ◈ღ，不论是毛利率ღ◈ღ，还是净利率ღ◈ღ，均实现稳健增长ღ◈ღ。公司已经获取多个 800V 高压电动汽车项目定点ღ◈ღ。碳化硅模块也将在 2023 年陆 续迎来验证上车（宇通客车已经定点等）ღ◈ღ。此外ღ◈ღ，光伏储能对功率器件的持续需求也 有利于公司能持续发挥在 IGBT 模块产品上所产生的规模效应ღ◈ღ。公司在车规 IGBT 模 块上针对设计ღ◈ღ、封装和测试的经验均可以很好的借鉴到碳化硅 MOSFET 模块的开发 上ღ◈ღ，为碳化硅 MOSFET 模块进入车厂供应链奠定基础ღ◈ღ。

　　电脑ღ◈ღ、笔记本电脑ღ◈ღ、服务器ღ◈ღ、汽车电子）等ღ◈ღ。而半导体业务也是其众多业务版图中的亮点之一ღ◈ღ。2019 年ღ◈ღ，被闻泰科技以 200 多亿元收购安世半导体ღ◈ღ。其原为恩智浦（NXP）半 导体标准产品事业部ღ◈ღ，是一家全球知名的半导体 IDM 公司ღ◈ღ。在德国和英国有自建晶 圆厂ღ◈ღ，在中国和东南亚设有封测工厂ღ◈ღ。客户分布全球各地ღ◈ღ，产品丰富ღ◈ღ，主要有功率器 件（二极管ღ◈ღ、MOSFETღ◈ღ、IGBT 和 SiC）ღ◈ღ、逻辑和模拟IC 等ღ◈ღ。在二极管ღ◈ღ、小信号管及 车载 MOSFET 等产品出货量位居全球前列ღ◈ღ。2021 年ღ◈ღ，安世在功率半导体业务营收 6.72 亿美元ღ◈ღ，同比增长 43.3%ღ◈ღ。在最新的 全球功率分立器件厂家排名中幸福宝官网地址ღ◈ღ，安世位列第五名ღ◈ღ，是唯一一家挺近榜单前十的国内企 业ღ◈ღ。业绩快报显示ღ◈ღ：2022 年前三季度ღ◈ღ，闻泰科技预计营收达 420.85 亿元ღ◈ღ，同比增长 8.9%ღ◈ღ。归母净利为 19.44 亿元ღ◈ღ，同比下滑 4.79%ღ◈ღ。从 2022 年半年度公司公告数据看ღ◈ღ，公司半导体业务实现营收 76.59 亿元ღ◈ღ，同比 增长 13.72%ღ◈ღ，业务毛利率为 41.97%ღ◈ღ，实现净利润 17.26 亿元ღ◈ღ，同比增长 31.72%ღ◈ღ。2022 年上半年ღ◈ღ，第二季度收入和利润实现同比和环比均增长ღ◈ღ。

　　时代电气——中车集团子公司ღ◈ღ，时代电气是轨交装备领域的领军企业ღ◈ღ，最早为轨 交研发和生产功率器件（包括模块）ღ◈ღ，具有很深厚的功率器件研发和生产经验ღ◈ღ。业务 分为轨道交通装备产品ღ◈ღ、新型装备产品及其他业务三大业务板块ღ◈ღ。新型装备业务板块 包括功率半导体器件（含模块）ღ◈ღ、电动汽车电驱系统ღ◈ღ、工业变流ღ◈ღ、海工装备ღ◈ღ、传感器

　　件等产品ღ◈ღ。其中ღ◈ღ，功率半导体器件产品（含 IGBT 模块）ღ◈ღ，在国内位列第一梯队ღ◈ღ，在 IGBTღ◈ღ、碳化硅ღ◈ღ、先进封装和组件以及可靠性技术等拥有很深的经验积累ღ◈ღ。目前在功 率半导体业务板块ღ◈ღ，建成有 6 英寸双极器件ღ◈ღ、8 英寸 IGBT 和 6 英寸碳化硅的产业化 基地ღ◈ღ，其中ღ◈ღ，8 英寸车规 IGBT 目前年产能达 24 万片ღ◈ღ，6 英寸 SiC 芯片（沟槽栅）的 年产能将于 2024 年达 2.5 万片ღ◈ღ。

　　近年来ღ◈ღ，公司销售毛利率和净利率相对比较平稳ღ◈ღ，受行业景气度ღ◈ღ、公司运营管理 等因素影响而上下微动ღ◈ღ。毛利率和净利率分别处于 33%-36%和 14%-17%之间ღ◈ღ。

　　目前士兰微已发展成为国内功率器件 IDM 龙头企业ღ◈ღ，重点围绕功率器件（含模 块）ღ◈ღ、MCUღ◈ღ、MEMS

　　LDOLED驱动以及数字音视频 IC 等）等不断完善自身产品生态ღ◈ღ。2022 年分立器件（含功率器件ღ◈ღ、功率 IPM 模块ღ◈ღ、肖 特基管等）营收为 44.64 亿元ღ◈ღ，同比增长 17.13%ღ◈ღ。功率器件ღ◈ღ：用于主电机驱动模块的 IGBT 和 FRD 芯片于 2022 年开始在国内多 家汽车客户通过测试验证ღ◈ღ，在部分客户端实现批量供货（IGBT 相当于英飞凌第五代）ღ◈ღ；多颗车规高ღ◈ღ、中ღ◈ღ、低压车规 MOSFET 和 IGBT 芯片陆续批产（车规 IGBT 客户有比 亚迪和零跑等）ღ◈ღ；SiC MOSFET 研发稳步推进ღ◈ღ。未来展望ღ◈ღ：随着电动汽车ღ◈ღ、光伏等新能源行业快速发展ღ◈ღ，芯片国产替代持续推进ღ◈ღ， 产品体系完备的士兰微将有机会脱颖而出ღ◈ღ。

　　国内功率器件设计龙头企业ღ◈ღ，主营 MOSFET 和 IGBT 的设计和销售ღ◈ღ。MOSFET 为公司拳头产品ღ◈ღ，涵盖不同类型ღ◈ღ、不同电压等级的平面 MOSFETღ◈ღ、深沟槽 MOSFETღ◈ღ、 SGT MOSFET 和 SJ MOSFETღ◈ღ。亮点ღ◈ღ：公司作为功率器件 Fabless 公司ღ◈ღ，与国内龙头 Foundry——华虹宏力战略 合作多年ღ◈ღ。双方在产品设计ღ◈ღ、晶圆制造ღ◈ღ、工艺优化ღ◈ღ、产能等方面深度配合ღ◈ღ，致力于共 同打造工艺出色ღ◈ღ、质量可靠ballbet贝博网站官网ღ◈ღ，ღ◈ღ、成本可控的各类高性能功率器件ღ◈ღ。目前公司各类功率器 件已超 1300 多种ღ◈ღ。主要汽车客户有蔚来ღ◈ღ、小鹏ღ◈ღ、理想ღ◈ღ、上汽ღ◈ღ、比亚迪ღ◈ღ、奇瑞ღ◈ღ、江淮ღ◈ღ、 五菱和联合电子等十余家车企ღ◈ღ。2022 年新洁能用于汽车电子的相关产品的销售额同 比增长 700%ღ◈ღ。

　　业绩快报显示ღ◈ღ：2021 年新洁能全年实现营收 14.98 亿元ღ◈ღ，同比增长 56.89%ღ◈ღ。其 中营收约 9 成以上是来自 MOSFET 产品（包括高ღ◈ღ、中ღ◈ღ、低压）ღ◈ღ。得益于功率器件在各 行业需求增长ღ◈ღ，2022 年全年营收达 18.11 亿元ღ◈ღ，同比增长 19.87%ღ◈ღ，归母净利预计达 4.35 亿元ღ◈ღ，同比增长 4.51%ღ◈ღ。

　　国内领先的功率器件公司ღ◈ღ，正由 Fabless 模式向 Fabless+封测模式蜕变ღ◈ღ。公司 功率产品涵盖晶闸管ღ◈ღ、二极管ღ◈ღ、防护类器件ღ◈ღ、MOSFETღ◈ღ、IGBT 器件和芯片和碳化硅 器件等ღ◈ღ，其中晶闸管市占率排全球前三ღ◈ღ，国内第一ღ◈ღ。车规低压（40Vღ◈ღ，60V）MOSFET 出货量在国内遥遥领先ღ◈ღ。MOSFET 已经上升为公司第一大业务ღ◈ღ。目前主要汽车客户有ღ◈ღ：比亚迪ღ◈ღ、东风ღ◈ღ、罗思韦尔等ღ◈ღ。

　　公司成立于 2004 年ღ◈ღ，深耕条码识别设备的研发及产销近 20 年ღ◈ღ，该板块为行业 龙头且营收居前ღ◈ღ，作为业务基本盘持续为公司增量业务输血ღ◈ღ。公司通过收购泰博迅睿 涉足电子元器件

　　分销业务ღ◈ღ，切入半导体行业ღ◈ღ。随后经过多轮精准的收购和参股ღ◈ღ，成为 国内少有的在功率半导体设计ღ◈ღ、上游硅片制造和晶圆制造均有布局的企业ღ◈ღ，形成一套 独特的功率半导体Smart IDM 生态圈ღ◈ღ。条码识别技术自主研发ღ◈ღ，业务稳健增长ღ◈ღ。公司为国内首家具备独立自主条码识读 技术研发的企业ღ◈ღ，所有核心技术均系通过自主研发所取得ღ◈ღ；财务上ღ◈ღ，客户回款及时ღ◈ღ， 现金流充沛ღ◈ღ，营收稳定ღ◈ღ，同时成本极低ღ◈ღ，可达到 30%的净利ღ◈ღ；发展动力上ღ◈ღ，影像扫描 设备渗透率提升叠加

　　物联网的加速发展支撑条码业务的推进ღ◈ღ；客户上ღ◈ღ，产品已得到下 游众多知名客户的认可ღ◈ღ，与富士康ღ◈ღ、比亚迪ღ◈ღ、新加坡航空ღ◈ღ、中国移动等建立广泛ღ◈ღ、长 期的合作伙伴关系ღ◈ღ。元器件分销业务逐渐拓展新应用领域ღ◈ღ。2018 年 6 月收购泰博迅睿ღ◈ღ。作为全资子 公司ღ◈ღ，泰博迅睿下游客户广泛ღ◈ღ，代理分销产品丰富ღ◈ღ，已开拓了新能源动力和储能电池 业务ღ◈ღ，发展态势向好ღ◈ღ。

　　国内第三代半导体衬底龙头企业ღ◈ღ，业务覆盖导电和半绝缘型碳化硅衬底的设计ღ◈ღ、 生产和销售ღ◈ღ。其中ღ◈ღ，2020 年半绝缘型衬底出货量位列全球第三ღ◈ღ，目前半绝缘衬底为 公司的主要营收来源ღ◈ღ。公司已经掌握衬底制备的全产业链技术ღ◈ღ，包括设备制造ღ◈ღ、碳硅 粉体合成ღ◈ღ、热场搭建和长晶等ღ◈ღ。导电型碳化硅衬底（主要应用于光伏ღ◈ღ、电动汽车等） 制备技术已具备批量生产能力ღ◈ღ，有望为公司成长增加动力ღ◈ღ。业绩快报显示ღ◈ღ：公司 2022 年预计实现营收 4.17 亿元ღ◈ღ，同比下滑 15.56%ღ◈ღ，归母 净利润达-1.75 亿元ღ◈ღ，同比下滑 294.02%ღ◈ღ。

　　公司除了衬底技术有着深厚沉淀外ღ◈ღ，还具备强大的科研平台ღ◈ღ，目前在研重点项目 15 个以上ღ◈ღ，同时具备强大的生产制造能力ღ◈ღ、优质的客户体系以及充足的人才储备优 势ღ◈ღ。射频器件需求持续增长ღ◈ღ，有利于半绝缘型衬底市场份额逐步扩大ღ◈ღ。电动汽车和光 伏等景气度上扬ღ◈ღ，对碳化硅器件的应用将会提速ღ◈ღ，而用于制备碳化硅器件的导电型衬 底的需求量将有望迎来增长机遇ღ◈ღ。

　　块区域ღ◈ღ，来承担外加的电压ღ◈ღ，如图5所示ღ◈ღ，300V器件[1]的“N-drift”区域就是额外承担高压的部分ღ◈ღ。与没有“N-drift”区的普通

　　器件ღ◈ღ、电源管理芯片ღ◈ღ、信号处理芯片ღ◈ღ、存储芯片ღ◈ღ、二ღ◈ღ、三极管ღ◈ღ、光耦ღ◈ღ、晶振ღ◈ღ、阻容感等汽车电子元器件为客户提供全产业链供应解决方案ღ◈ღ。■

　　样的电和“绝缘体”电力几乎不流通ღ◈ღ。电流流动的容易程度与震级有关ღ◈ღ。 这种物质的电阻ღ◈ღ。如果电阻高ღ◈ღ，电流几乎不流动ღ◈ღ，如果电阻低ღ◈ღ，电流很容易流动ღ◈ღ。

　　器件ღ◈ღ。它可以将小信号控制电流或电压转换成大信号输出ღ◈ღ，广泛应用于电力电子ღ◈ღ、工业自动化ღ◈ღ、交通运输ღ◈ღ、新能源等领域ღ◈ღ。常见的

　　ღ◈ღ，是用来对电能进行转换ღ◈ღ，对电路进行控制ღ◈ღ，改变电力变换装置中的电压或电流的波形､幅值､相位､频率等参数的

　　器件ღ◈ღ，不但实施电能的存储ღ◈ღ、传输ღ◈ღ、处理和控制ღ◈ღ，保障电能安全ღ◈ღ、可靠ღ◈ღ、高效和经济的运行ღ◈ღ，而且将能源与信息高度地集成在

　　用于电力电子领域ღ◈ღ。使用固态设备ღ◈ღ，电力电子控制和转换系统中的电力ღ◈ღ。这些包括汽车ღ◈ღ、手机ღ◈ღ、电源ღ◈ღ、太阳能逆变器ღ◈ღ、火车和风力涡轮机ღ◈ღ。 常常有人将

　　是硅ღ◈ღ。硅特别适用于集成电路ღ◈ღ，因为它容易形成氧化物涂层ღ◈ღ，可用于对晶体管等集成组件进行图案化ღ◈ღ。