功率器件，2024年的機(jī)會在哪里？

2023年對整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)來說并不輕松。根據(jù)WSTS的數(shù)據(jù)，2023年半導(dǎo)體元器件行業(yè)市場規(guī)模為5201億美元，下跌9.4%，在所有元器件細(xì)分品類中，以功率器件為代表的分立器件是去年唯一正增長的，全年預(yù)計增長5.8%。

作為電能轉(zhuǎn)化和電路控制的核心器件，功率器件下游應(yīng)用十分廣泛，按照下游應(yīng)用劃分，汽車領(lǐng)域占比達(dá)40%，其次是工業(yè)占比27%，消費(fèi)電子占13%，其他領(lǐng)域（如通訊、計算機(jī)等領(lǐng)域）占20%，功率器件在汽車和工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用較多，需求穩(wěn)定性也較強(qiáng)，消費(fèi)領(lǐng)域應(yīng)用相對較少。

2023年，發(fā)生了什么？

• 需求側(cè)：分化

2023年，功率器件下游市場需求呈現(xiàn)分化態(tài)勢：國內(nèi)汽車和光儲市場持續(xù)上行，而本土工業(yè)自動化市場全年需求萎靡，同時全球個人電腦、手機(jī)等消費(fèi)電子出貨量亦同比下滑。

根據(jù)中汽協(xié)數(shù)據(jù)，預(yù)計2023年全年汽車銷量將達(dá)到3000萬輛左右，相比2022年的2686.4萬輛，同比增長11.7%，同時中國市場的新能源車市場月度零售銷量滲透率持續(xù)攀升，11月的滲透率已然達(dá)到40.4%，繼而帶動汽車充電樁市場的發(fā)展。作為功率器件最大的下游應(yīng)用領(lǐng)域，汽車市場的上行態(tài)勢是上游功率器件能夠錄得正增長的重要原因。

另外，根據(jù)四方維CIQ需求指數(shù)，亞太地區(qū)的二極管和MOSFET的2023年全年需求走勢來看，在一季度出現(xiàn)高點后，隨后需求維持走平或下行態(tài)勢。

圖 | 亞太地區(qū)二極管近兩年需求指數(shù)，數(shù)據(jù)來源：四方維CIQ

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圖 | 亞太地區(qū)MOSFET近兩年需求指數(shù)，數(shù)據(jù)來源：四方維CIQ

• 供給側(cè)：供給增多，競爭加劇

功成半導(dǎo)體銷售副總曹遠(yuǎn)迎表示：功率器件這個賽道，國產(chǎn)廠家目前有300多家，其中大部分是創(chuàng)業(yè)公司，品牌力和產(chǎn)品還處于被市場認(rèn)可的過程中。大家基于前兩年的產(chǎn)能緊張，在2022年Q4大規(guī)模投片計劃，疊加2023年Q1開始的需求減弱和產(chǎn)能暴漲，行業(yè)內(nèi)頭部玩家主動降價，吃掉了大部分需求，大部分玩家在2023年積累了高水位的庫存。為了降低庫存回籠資金，市場從2023年Q3開始進(jìn)入了瘋狂的內(nèi)卷，沒有最低只有更低，從頭部各大上市公司三季度財報看，大家的平均毛利同比下降了10%，可以想象剩下的玩家應(yīng)該是在15-20%的毛利下降。

功成半導(dǎo)體銷售副總，曹遠(yuǎn)迎

那2024年，機(jī)會在哪里？

• 英飛凌：零碳技術(shù)的創(chuàng)新伙伴、SiC上車提速

英飛凌一直將自己定位為“零碳技術(shù)的創(chuàng)新伙伴”。 “創(chuàng)新”體現(xiàn)在兩點：

一方面是英飛凌自身產(chǎn)品和技術(shù)的創(chuàng)新。在第三代半導(dǎo)體，英飛凌擁有近20年芯片研發(fā)、器件設(shè)計和應(yīng)用的豐富經(jīng)驗，具有溝槽柵技術(shù)、.XT 連接技術(shù)，以及新推出的增強(qiáng)型M1H SiC MOSFET芯片技術(shù)。以此， 2023年，面向綠色能源和零碳工業(yè)應(yīng)用發(fā)布了近30個型號的功率半導(dǎo)體器件和驅(qū)動芯片，包括業(yè)界首發(fā)的1200V H7 IGBT單管系列，2000V 62mm CoolSiC? MOSFET模塊，以及專門針對牽引應(yīng)用量身定制的3.3 kV CoolSiC MOSFET等產(chǎn)品。

另一方面是與客戶在應(yīng)用領(lǐng)域的協(xié)同創(chuàng)新。 英飛凌推行“從產(chǎn)品到系統(tǒng)”的戰(zhàn)略方針，與客戶緊密合作，傾聽客戶的聲音，積極投身于如綠氫這些新興行業(yè)的早期項目，推出更多滿足客戶需求的創(chuàng)新產(chǎn)品，助力他們成為本土市場的技術(shù)引領(lǐng)者。

低碳化趨勢將繼續(xù)推動功率半導(dǎo)體市場強(qiáng)勁增長，尤其是基于寬禁帶材料（SiC和GaN）的功率半導(dǎo)體,預(yù)計到2030年，SiC的市場規(guī)模將增長至約200億歐元。就垂直細(xì)分市場來看，電網(wǎng)對可擴(kuò)展性、現(xiàn)代化和靈活性的要求，帶動著輸配電和儲能解決方案的市場需求增長。伴隨新能源車的普及，作為滿足車主快速充電需求的超充設(shè)備也將成為行業(yè)風(fēng)口。

此外，英飛凌認(rèn)為汽車電子領(lǐng)域SiC正在越來越多地被采用，特別是在車載充電器、高低壓DC-DC轉(zhuǎn)換器，以及牽引逆變器中。出于對小型化、更耐壓功率器件的需求，國內(nèi)外眾多車企都已開始使用或研發(fā)下一代SiC逆變器。英飛凌在未來三到五年間將重點投資下一代更高效的半導(dǎo)體技術(shù)，包括Si及SiC，以提供更高功率密度、更高集成度、更高靈活度的封裝模式的新產(chǎn)品。從新能源汽車實際應(yīng)用的角度來看，續(xù)航里程和電池裝機(jī)量是關(guān)鍵。SiC技術(shù)能夠顯著的提升續(xù)航里程，或者相同續(xù)航里程下，降低電池裝機(jī)量和成本。這是越來越多的車廠開始規(guī)劃新的SiC技術(shù)方案的原因。

對英飛凌而言， 2024年，我們還將堅定不移的加碼新能源，保持技術(shù)和產(chǎn)品創(chuàng)新，堅持客戶導(dǎo)向，通過合作共贏，共同賦能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

• Transphorm：GaN應(yīng)用領(lǐng)域持續(xù)擴(kuò)大

Transphorm業(yè)務(wù)拓展及市場營銷高級副總裁Philip Zuk表示：“如今SiC器件已經(jīng)在汽車市場上被采用。而GaN器件具有更高的性能（Transphorm已證明，與SiC產(chǎn)品相比，其損耗可降低25-35%），并且GaN器件的制造與硅基制程平臺兼容，襯底材料更便宜，因此制造成本也更低，高壓GaN已經(jīng)開始用于手機(jī)充電器以外的應(yīng)用?！?/p>

Transphorm是技術(shù)和產(chǎn)品覆蓋低功率和高功率應(yīng)用領(lǐng)域的GaN公司，不僅致力于低功率領(lǐng)域的筆記本電腦和電器應(yīng)用，而且還致力于高功率領(lǐng)域應(yīng)用：數(shù)據(jù)中心、人工智能電源、太陽能逆變器、UPS系統(tǒng)、電池管理、兩輪/三輪和四輪電動車等。

2023年，GaN功率器件的市場規(guī)模和應(yīng)用領(lǐng)域均有擴(kuò)大。許多企業(yè)將GaN應(yīng)用于較低功率領(lǐng)域，如：65瓦和更低功率的手機(jī)快速充電器，這一趨勢將會延伸至筆記本電腦電源，以及基于人工智能的新型機(jī)器的電源。

Philip Zuk補(bǔ)充道：“5G的通信設(shè)備部署正在進(jìn)行中，物聯(lián)網(wǎng)增長非常快，人工智能也有著顯著增長，Transphorm可以為這些市場提供動力。

此外，Transphorm預(yù)測GaN產(chǎn)品將于2024年應(yīng)用于電動汽車，首先是兩輪和三輪的電動車輛，然后是四輪的電動汽車，尤其是電動車的充電應(yīng)用。

GaN的時代已經(jīng)到來，產(chǎn)品性能、可靠性和高質(zhì)量大面積大電流GaN芯片制造領(lǐng)域都有了顯著進(jìn)展。未來幾年，在電力電子領(lǐng)域，GaN的增長率有望達(dá)到SiC的2倍，硅產(chǎn)品的10倍?！?/p>

Transphorm業(yè)務(wù)拓展及市場營銷高級副總裁Philip Zuk

• 功成半導(dǎo)體：關(guān)注結(jié)構(gòu)性產(chǎn)品需求變化、本地化的服務(wù)、國產(chǎn)SiC產(chǎn)品突圍

與非網(wǎng)在采訪功成半導(dǎo)體副總曹遠(yuǎn)迎關(guān)于功率器件在工業(yè)市場的機(jī)會時，曹遠(yuǎn)迎表示：高端模塊電源、新能源等熱門風(fēng)口將逐漸企穩(wěn)，一方面是國內(nèi)需求持續(xù)增加，光伏新裝預(yù)測超過200GW, 與汽車充電相關(guān)的工商業(yè)儲能需求，以及海外光儲市場的去庫存結(jié)束迎來新增需求，總體看光儲充新能源將是明年最優(yōu)先的工業(yè)增長市場。這些領(lǐng)域?qū)Ω哳l、低損耗的高性能SJ, IGBT、SiC產(chǎn)品市場需求有很大的助力。

在光伏逆變器和儲能逆變器領(lǐng)域，MPPT和雙向DC-DC變換上，對更高頻率、低損耗的功率器件需求在進(jìn)一步增強(qiáng)，隨著SiC MOSFET的逐步降價，將會應(yīng)用在這些高性能應(yīng)用場景。

工業(yè)新能源對更高效率、更高功率密度的需求趨勢，我們預(yù)計2024年市場將有5000萬只1200/1700/2000V 30/40/60mR SiC MOSFET，以及配套的SiC Diode的準(zhǔn)剛需。

除此外，低壓和離網(wǎng)光伏應(yīng)用，以微型逆變器和MPPT充電器為代表的市場，更多傳統(tǒng)行業(yè)的玩家(家電、安防、水泵等)跑步進(jìn)入這個市場，光儲+傳統(tǒng)產(chǎn)品的結(jié)合，為這些行業(yè)帶來了新的市場價值，這些應(yīng)用帶來了SJ MOS, SGT MOS, 和小電流SiC產(chǎn)品的需求，我們相信這個離網(wǎng)光儲市場將是中國本土客戶主導(dǎo)的市場，成為出口的主力之一?！?/p>

功成半導(dǎo)體主要從事低壓屏蔽柵SGT、高壓超結(jié)SJ、溝槽柵場截止型IGBT、SiC SBD、SiC MOSFET、GaN HEMT、功率模塊IPM、功率IC的設(shè)計和研發(fā)。2018-2020年主要以消費(fèi)電源如照明、顯示、快充起家，從2021年開始深入耕耘直流充電、通信電源、算力電源、服務(wù)器電源、光伏逆變器、儲能等高端工業(yè)市場，目前Elite MOSFET系列150V SGT 3.8/5/5.5/7.5mR, 650V Super Junction 76/65/40/30/27/22/17mR已經(jīng)成功應(yīng)用在這些直流變換DC-DC電路，覆蓋功率1-40KW，650V系列IGBT 40/50/75A產(chǎn)品在PFC, DC-AC電路中為客戶系統(tǒng)提供更高效效率電力變換。

曹遠(yuǎn)迎補(bǔ)充：“工業(yè)場景中，模塊電源、新能源、工業(yè)自動化等領(lǐng)域都是國內(nèi)發(fā)展了多年的市場，國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈也很成熟，但是本土廠商的產(chǎn)品總體處于中低端，與海外品牌的同規(guī)格產(chǎn)品同場競技，在價格上會吃虧，主要還是產(chǎn)品的效率、功率密度、可靠性等方面不能完全去和海外品牌對標(biāo)。

但我們相信這些痛點可以通過本地化的服務(wù)，幫助我們的本土客戶提升產(chǎn)品性能和可靠性，提升產(chǎn)品市場競爭力。功成半導(dǎo)體組建了系統(tǒng)集成方案團(tuán)隊，可以為客戶提供板級的系統(tǒng)功率解決方案，這有利于我們與客戶一起針對細(xì)分應(yīng)用痛點，從差異化規(guī)格和差異化封裝角度為客戶量身打造最佳解決方案，并且以系統(tǒng)集成方案團(tuán)隊的板級支持來幫助客戶產(chǎn)品迅速推向市場和更新迭代。

SiC器件作為功率半導(dǎo)體的未來方向之一，新能源汽車市場是最大目標(biāo)市場。在工業(yè)新能源市場隨著更高效、高功率密度需求，SiC產(chǎn)品需求增長很快，在MPPT, DC-DC等電路中被廣泛采用，正在逐步成為這些應(yīng)用場景的剛需。同時在工業(yè)自動化的電機(jī)驅(qū)動領(lǐng)域，隨著電機(jī)極對數(shù)的增加，更高轉(zhuǎn)速的要求，以及更高功率密度精密伺服的要求，都將是SiC MOSFET發(fā)揮特長的場景。目前這些工業(yè)場景，大多數(shù)客戶都開展了對國產(chǎn)SiC產(chǎn)品的測試和認(rèn)證，尤其是二極管已經(jīng)是國產(chǎn)為主。但是SiC MOSFET由于這些應(yīng)用場景的高端化和可靠性要求，國產(chǎn)品牌的份額還處于成長過程，尤其是國內(nèi)制造的SiC MOSFET產(chǎn)品，還需要一段時間通過終端應(yīng)用驗證，以及可靠性測試方法來展示產(chǎn)品的性能和品質(zhì)，目前這些應(yīng)用在批量使用的大部分還是漢磊科技和X-FAB的代工的晶圓，以及來自歐美日品牌的SiC產(chǎn)品。

隨著國內(nèi)投入的加大和應(yīng)用驗證的推進(jìn)，預(yù)計到2025年國產(chǎn)品牌SiC MOSFET產(chǎn)品在汽車以外的工業(yè)市場有能力占據(jù)50%的份額?！?/p>