新能源汽車、可再生能源發(fā)電、5G通訊等新興行業(yè)強(qiáng)力發(fā)展，其背后蘊(yùn)藏著對(duì)功率控制產(chǎn)品的巨大需求。作為全球最大的功率半導(dǎo)體需求國(guó)之一，近年來(lái)，國(guó)內(nèi)政策支持力度不斷加大，國(guó)內(nèi)功率控制企業(yè)看齊國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，積極進(jìn)行自主研發(fā)，憑借地緣、技術(shù)和成本等多方面的優(yōu)勢(shì)，國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程不斷加速。

本期文章將主要從功率控制產(chǎn)品作用、分類、市場(chǎng)規(guī)模、未來(lái)趨勢(shì)、產(chǎn)業(yè)鏈全景及競(jìng)爭(zhēng)格局等方面介紹功率控制行業(yè)。

功率控制產(chǎn)品：遍布幾乎所有電力場(chǎng)景

電能轉(zhuǎn)換與電路控制的核心

從消費(fèi)電子、家用電器、汽車到軌道交通、智能電網(wǎng)及5G基站，功率控制產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于幾乎所有與電有關(guān)的場(chǎng)景，這是因?yàn)楣β士刂圃陔娐分芯哂胁豢扇笔У淖饔?。一個(gè)典型的電路中，存在為電路提供能量的電流和提供信息的信號(hào)流。首先，電流和信號(hào)流都經(jīng)過(guò)電路保護(hù)產(chǎn)品，由其提供過(guò)流、過(guò)壓、防浪涌、防靜電等保護(hù)，確保電路安全運(yùn)行；其次，功率控制模塊的電源管理IC和信號(hào)處理模塊分別對(duì)電流和信號(hào)流進(jìn)行處理，向中央處理模塊分配、傳輸相應(yīng)的電能和信息，最后由功率驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品根據(jù)信號(hào)來(lái)控制和轉(zhuǎn)換功率，為負(fù)載提供所需電能。

功率控制產(chǎn)品通過(guò)對(duì)電能進(jìn)行變頻、變壓、變流等處理，對(duì)電能進(jìn)行控制、傳輸和存儲(chǔ)，同時(shí)將能源與信息高度地集成在一起，保障電能安全、可靠、高效和經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。功率控制產(chǎn)品是電子裝置電能轉(zhuǎn)換與電路控制的核心，對(duì)設(shè)備的使用性能、過(guò)載能力、響應(yīng)速度、安全性和可靠性影響極為重大，是決定設(shè)備性能參數(shù)的核心元件。

從產(chǎn)品類型看，功率控制產(chǎn)品從屬于功率半導(dǎo)體，又包含部分功率器件和部分功率IC。

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功率器件主要包含二極管、晶閘管、晶體管等，具有處理高電壓、大電流等能力。功率控制器件就是其中起到功率控制功能的產(chǎn)品。

二極管中包括快恢復(fù)二極管、齊納二極管、肖特基二極管和保護(hù)二極管等，其中快恢復(fù)二極管多用于阻尼、高頻整流和續(xù)流；肖特基二極管多用作高頻、低壓、大電流整流、續(xù)流和保護(hù)；齊納二極管可用于電路穩(wěn)壓、過(guò)壓保護(hù)和電弧抑制；保護(hù)類二極管包括保護(hù)電路免受浪涌影響的TVS二極管和防過(guò)壓、防靜電的ESD保護(hù)二極管等。

晶閘管中包括GTO、浪涌抑制器等，GTO耐壓高、電流大、耐浪涌能力強(qiáng)，同時(shí)具有自關(guān)斷能力，是一種大功率開關(guān)器件；其中的浪涌抑制器是典型的電路保護(hù)器件。

晶體管中包括BJT、MOSFET、IGBT及JFET等，這些器件均主要用于功率控制。

功率IC屬于集成電路中的模擬IC，是系統(tǒng)信號(hào)處理部分和執(zhí)行部分的橋梁。

功率控制IC從屬于功率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和驅(qū)動(dòng)芯片等。AC/DC可將交流變換為直流，DC/DC可將一個(gè)固定的直流電壓變換為可變的直流電壓，這兩種都是重要的開關(guān)電源；PMIC主要用于控制電量流量及流向以配合主系統(tǒng)需要，是電源管理單元的控制IC；LDO是低壓差線性穩(wěn)壓器，在較低的壓差下也能產(chǎn)生經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的輸出電壓；驅(qū)動(dòng)芯片可根據(jù)需要輸出電流保證LED屏幕的正常工作。

熱插拔IC、監(jiān)控IC和過(guò)流過(guò)壓保護(hù)IC等主要用于電路保護(hù)的IC則不屬于功率控制IC。

下游需求持續(xù)增長(zhǎng)

國(guó)產(chǎn)化替代空間巨大

受益于終端下游應(yīng)用的持續(xù)發(fā)展和功率控制產(chǎn)品的持續(xù)升級(jí)迭代，全球功率控制市場(chǎng)規(guī)模自2017年以來(lái)穩(wěn)步增長(zhǎng)。根據(jù)灼識(shí)咨詢數(shù)據(jù)，全球功率控制市場(chǎng)規(guī)模從2017年的1974億元增長(zhǎng)到2021年的2818億元，近五年復(fù)合增長(zhǎng)率約9.3%。預(yù)計(jì)未來(lái)全球功率控制市場(chǎng)仍將穩(wěn)步增長(zhǎng)，到2027年全球功率控制市場(chǎng)將達(dá)到3994億元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)6.0%.

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從國(guó)家地區(qū)市場(chǎng)情況來(lái)看，國(guó)內(nèi)功率控制行業(yè)發(fā)展起步相對(duì)較晚，技術(shù)實(shí)力、產(chǎn)品穩(wěn)定性與歐美同行業(yè)公司相比仍存在較大差距，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)一定程度上依賴進(jìn)口。因此，功率控制產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程具備較大的提升潛力。近年來(lái)，中國(guó)功率控制市場(chǎng)規(guī)模快速增長(zhǎng)，中國(guó)已成為全球主要的功率控制產(chǎn)品消費(fèi)地區(qū)。根據(jù)灼識(shí)咨詢數(shù)據(jù)，中國(guó)功率控制市場(chǎng)規(guī)模從2017年的749億元增長(zhǎng)到2021年的1177億元，近五年復(fù)合增長(zhǎng)率約11.9%。預(yù)計(jì)未來(lái)仍將穩(wěn)步增長(zhǎng)，到2027年中國(guó)功率控制市場(chǎng)將達(dá)到1954億美元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)8.8%。

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中國(guó)功率控制市場(chǎng)增速明顯領(lǐng)先全球，這得益于巨大的下游新興產(chǎn)業(yè)的需求及國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的國(guó)產(chǎn)化替代空間。近年來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)政策支持力度的加大和國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步，國(guó)內(nèi)功率控制企業(yè)收入及規(guī)?？焖僭鲩L(zhǎng)，國(guó)產(chǎn)化替代進(jìn)程進(jìn)展顯著。2021年中國(guó)MOSFET及IGBT等市場(chǎng)規(guī)模增速均高于全球水平，國(guó)內(nèi)MOSFET市場(chǎng)知名企業(yè)如華潤(rùn)微電子、士蘭微電子、無(wú)錫新潔能均實(shí)現(xiàn)營(yíng)收快速增長(zhǎng)。例如國(guó)內(nèi)IGBT龍頭企業(yè)斯達(dá)半導(dǎo)體于2021年成功實(shí)現(xiàn)汽車級(jí) IGBT 模塊的出貨，并且整體實(shí)現(xiàn)超70%的營(yíng)收增長(zhǎng)。國(guó)內(nèi)功率控制行業(yè)進(jìn)入高速發(fā)展期，各細(xì)分市場(chǎng)國(guó)產(chǎn)化程度不斷提升。

產(chǎn)業(yè)鏈分工高度專業(yè)化

功率控制產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈分工高度專業(yè)化，上游主要是原材料及設(shè)備供應(yīng)商，中游為功率器件或功率IC的設(shè)計(jì)制造封裝廠商，下游為包括消費(fèi)電子、家用電器、通信、汽車等多領(lǐng)域應(yīng)用市場(chǎng)。

功率控制產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈中游是產(chǎn)業(yè)鏈的核心部分，主要包括器件或芯片設(shè)計(jì)、晶圓制造、封裝測(cè)試三大環(huán)節(jié)。首先，設(shè)計(jì)廠商根據(jù)下游應(yīng)用需求建立設(shè)計(jì)評(píng)估方案，從而搭建并繪制電路版圖、設(shè)計(jì)工藝流程及試驗(yàn)方案，設(shè)計(jì)完成后委托制造廠進(jìn)行制造；制造廠商通過(guò)外延、光刻、腐蝕、擴(kuò)散離子注入、薄膜沉積等工藝流程完成制造環(huán)節(jié)，最后交付給封測(cè)廠商進(jìn)行對(duì)應(yīng)的封裝及測(cè)試環(huán)節(jié)。

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實(shí)現(xiàn)高壓超結(jié)MOSFET等復(fù)雜工藝突破

國(guó)內(nèi)企業(yè)積極進(jìn)行國(guó)產(chǎn)替代

功率控制行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中，海外廠商由于起步較早，通過(guò)行業(yè)間的相互整合、功率控制技術(shù)積累和行業(yè)經(jīng)驗(yàn)儲(chǔ)備，已發(fā)展成規(guī)模相當(dāng)?shù)膰?guó)際巨頭，占據(jù)著功率控制市場(chǎng)的主要份額。海外廠商主要代表企業(yè)包括英飛凌、意法半導(dǎo)體、瑞薩電子、德州儀器等。

國(guó)內(nèi)市場(chǎng)受益于國(guó)家宏觀政策支持、保密通信需求的發(fā)展、信創(chuàng)需求的提升以及下游各類新興應(yīng)用領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展，在技術(shù)上取得突破性進(jìn)展，市場(chǎng)份額逐步提升。

近年來(lái)，幾家行業(yè)內(nèi)頭部公司基于多年技術(shù)積累及產(chǎn)業(yè)鏈整合能力成功在超級(jí)結(jié)MOSFET領(lǐng)域突破海外技術(shù)壟斷，在超級(jí)結(jié)MOSFET市場(chǎng)占據(jù)一席之地。在超高壓超級(jí)結(jié)MOSFET領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)僅有少數(shù)幾家公司擁有規(guī)?；鲐浀?00V超結(jié)MOSFET產(chǎn)品，主要為東微半導(dǎo)體、維安股份、新潔能。

東微半導(dǎo)體、士蘭微電子分別為2022年中國(guó)企業(yè)超結(jié)MOSFET營(yíng)業(yè)收入第一、第二名；尚陽(yáng)通、維安股份及新潔能2022年超結(jié)MOSFET營(yíng)業(yè)收入相近，分別為中國(guó)企業(yè)中的第三、四、五名。