来源：未来智库

功率半导体器件(Power Semiconductor Device)是电力电子装置实现电能转换、电源管理的核心器件，又称 为电力电子器件(Power Electronic Device)，主要功能有变频、变压、整流、功率转换和管理等，兼具节能 功效。功率半导体器件广泛应用于移动通讯、消费电子、电动车、轨道交通、工业控制、发电与配电等电力 电子领域，主要分为功率分立器件、功率集成电路（即 Power IC / PIC，又称为功率 IC）和功率模组三类。

    1. 功率半导体器件的分类

功率分立器件按照对电路信号的可控程度分为：全控型器件、半控型器件、不可控器件。

全控型功率半导体器件：全控型的主要产品为 GTO（门极可关断晶闸管）,GTR（大功率电力晶体管）,MOSFET （电力场效应晶体管）及 IGBT（绝缘栅双极晶体管）。这类器件一般是三段器件，在一块半导体基片上制作 两个相距很近的 PN 结，两个 PN 结把整块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电 区，排列方式有 PNP 和 NPN 两种。此类型器件通过电压来控制其导通，又可以控制其关断，因此称为全控 型功率半导体器件又称为自关断器件。

▌半可控型功率半导体器件：半可控型的器件主要为 SCR（晶闸管）。晶闸管也称可控硅，是由三个 PN 结构 成的大功率半导体器件。晶闸管主要用于电力变换与控制，可以用微小的信号功率对大功率的电流进行控制 和变换，具有体积小、重量轻、耐压高、容量大、效率高、控制灵敏、使用寿命长等优点。晶闸管的功用不 仅是整流，还可以用作无触点开关以快速接通或切断电流，实现将直流电变成交流电的逆变，将一种频率的 交流电变成另一种频率的交流电等作用。晶闸管的出现，使半导体技术从弱电领域进入了强电领域，成为工 业、交通运输、军事科研以至商业、民用电器等方面广泛采用的电子元器件。该类器件具有单项导电性，一 旦开通就无法通过门极控制关断，只能通过强制阳极电流为零或改变阴阳两极间的电压极性而关断，因此被 称为半控制型器件。

▌不可控型功率半导体器件：不可控型功率半导体器件，主要为 Power Diode（功率二极管）。功率二极管是 一个两端器件，分为阴极和阳极，其开关完全取决于施加在阴阳两极的电压正向导通，反向阻断。按照管芯 结构，又可分为点接触型二极管、面接触型二极管及平面型二极管。二极管由电流驱动，开关本身无法控制 通断，电流为单向且只能正向流通，因此称为不可控器件。

▌功率 IC：包括线性稳压器，开关稳压器，电压基准，监控、定序器、开关 IC 和其他功率管理 IC 等五大类。 功率 IC 通常把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小 块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构。包括五 大类:线性稳压、开关稳压器、电压基准、监控，定序器，开关 IC 和其他功率 IC。具有体积小，重量轻， 能承受的电流 比较小，寿命长，可靠性高性能好，成本低，便于大规模生产等特点。

    2. 功率半导体的发展路径

为适应应用领域的广泛化与应用形式的精密化，功率半导体从结构、技术、工艺及材料等多方面都有了全面 的提升。从功率半导体的发展路径来看，更高功率密度，更小的体积，更低的功耗及损耗是其技术演进的重 点方向。

▌结构更改：从晶闸管等半控型器件，到门极可关断晶闸管 GTO、电力双极型晶体管 BJT、电力场效应晶体管 功率 MOSFET 为代表的全控型器件，半导体的演进过程中经过大规模的基本设计更改。例如在结构方面， IGBT 比 MOSFET 多一层 P+区，通过 P 层空穴的注入能够降低器件的导通电阻。随着电压的增大，MOSFET 的导通电阻也变大，因而其传导损耗比较大，尤其是在高压应用场合中，相较而言，IGBT 的导通电阻较小。

▌制程缩小：在半导体的演进过程中线宽制程也不断缩减，从最初的 10 微米，现在已发展至 0.15-0.35 微米。 例如仅是从硅到碳化硅材料，就使得线圈尺寸缩小至 1/10，因而体积也同比缩小了 50%左右。 技术变化：硅材料平台仍是主流的功率器件工艺平台，且目前还在进行持续优化并开发一些专用工艺技术, 包 括深槽工艺结构、超薄圆片结构、背面扩散技术及多层连接技术等等, 代表性的器件的有 Sub-micron MOSFET、MPS-Diode、LPT-CSTBT、Reverse conducting IGBT, Reverse Blocking IGBT 和 Super-junction MOSFET 等。

▌技术变化：硅材料平台仍是主流的功率器件工艺平台，且目前还在进行持续优化并开发一些专用工艺技术, 包 括深槽工艺结构、超薄圆片结构、背面扩散技术及多层连接技术等等, 代表性的器件的有 Sub-micron MOSFET、MPS-Diode、LPT-CSTBT、Reverse conducting IGBT, Reverse Blocking IGBT 和 Super-junction MOSFET 等。

▌工艺进步：即使同种设计和技术结构，功率半导体生产工艺也在不断进步。以英飞凌公司的 CoolMOS 系列 为例，其从 C3 一直升级到 P7，CoolMOS P7 采用具有价格竞争力的超结技术，更加适应小功率市场，更具 备出色的性能和易用性。

▌集成调整：集成电路的技术促进了器件的小型化和功能化，为发展高频电力电子技术提供了条件。例如功率 模块就可将多个功率器件封装在一起，这些器件或集成电路能在很高的频率下工作，而电路在高频工作时能 更节能、节材，能大幅减少设备体积和重量。

▌材料迭代：半导体材料也在不断更迭，近些年随着 Si 材料电力电子器件逐渐接近其理论极限值，利用宽禁带 半导体材料制造的电力电子器件显示出比Si和GaAs更优异的特性，给电力电子产业的发展带来了新的生机。 相对于 Si 材料，使用宽禁带半导体材料制造新一代的电力电子器件，可以变得更小、更快、更可靠和更高效。

这将减少电力电子元件的质量、体积以及生命周期成本，允许设备在更高的温度、电压和频率下工作，使得 电子电子器件使用更少的能量却可以实现更高的性能。

全球功率半导体市场竞争格局

    1. 主流功率半导体器件市场竞争格局

根据 Yole 相关数据的测算，2019 年全球功率半导体器件市场规模为 381 亿美元，预计 2022 年达到约 426 亿美元的市场规模，年复合增长率约为 3.79%。

功率半导体的应用最为广泛的四个行业分别为计算机与外设 30%、无线通讯 20%，汽车电子 15%，指示灯 与显示屏 12%, 功率半导体的应用领域已从工业为主慢慢拓展至新能源，消费电子，轨道交通等诸多领域。 随着技术的进步与功率半导体器件的不断演进，自上世纪 80 年代起，在下游市场中，功率半导体器件 MOSFET、IGBT 和功率集成电路逐步成为了主流应用器件。

功率二极管市场现状及发展前景。功率二极管是中国发展最好、国产化率最高的功率半导体器件。根据中国 电子信息产业统计年鉴数据，2017 年全球威世以11.71％的市占率排名第 1 外，其余市场份额差距均不明显， 并未形成典型的垄断；又因功率二极管准入门槛较低、毛利小，许多国际大厂正逐渐放弃该市场，产能正在 向中国大陆和中国台湾转移。

从 2014 年开始，中国大陆的二极管及相关产品就出口量超过进口量；目前中国大陆功率半导体器件领头羊 扬杰科技的功率二极管全球市占率已经达到 2.01％。受到中美贸易战影响，中国电子产品的出口大幅下降， 自 2017 年年底以来，中国功率二极管的出口数量已经回落到与进口数量大致相当。但金额自 2018 年以来有 所增长。根据数据显示，截止到 2019 年 4 月，我国二极管出口量为 172,465 百万个，同比下降 4.8%；出口 金额为 10,078.32 百万美元，同比增长 17.6%。

MOSFET 市场现状及发展前景。据 IHS 统计数据，2017 年全球 MOSFET 市场规模约为 58.35 亿美元，预 计 2022 年将达到近 75 亿美元，年复合增长率约为 3.4%。2018 年，中国 MOSFET 市场规模约为 27.92 亿 美元。从市场份额来看，MOSFET 的市场集中度很高，但尚未形成标准的垄断，前八大供应商占领了约 75% 的市场份额。

2015 年英飞凌收购美国国际整流器公司后超越富士电机一跃成为行业第一，2017 年市占率同比再提高 0.3％, 全球市场占比达到 26.1%，中国市场占比为 27%；安森美位列行业第二，2017 年在全球市场占比约为 13%， 中国市场占比为 19%。根据 IHS 的行业报告显示，在中国市场中，前三大品牌的市占率超过了 50％；而本 土企业，士兰微和华微电子分别以 1.8％、1.1％的市占率位列第 11、第 15 位，国产替代空间巨大。

IGBT 市场现状及发展前景。IGBT 是功率半导体器件第三次技术革命的代表性产品，从上世纪 80 年代至今 经历了六代技术演变，现具有高频率、高电压、大电流，易于开关等优良性能，被业界誉为功率变流装置的 “CPU”。从 20 世纪 80 年代至今，IGBT 芯片经历了 6 代升级，从平面穿通型（PT）到沟槽型电场—截止 型（FS-Trench），芯片面积、工艺线宽、通态饱和压降、关断时间、功率损耗等各项指标经历了不断的优化， 断态电压也从 600V 提高到 6,500V 以上。

全球 IGBT市场成长迅速：搜狐科技数据，2017年世界IGBT 的市场规模为46.8亿美元较2016年上涨9.09%， 预计未来 IGBT 市场规模将持续增长，到 2022 年世界 IGBT 市场规模将达到 67.2 亿美金，年复合增长率达 维持在 7%-9%之间。

中国成为 IGBT 需求上升最快的国家之一：集邦咨询 2019 年 IGBT 产业发展报告显示，受益于新能源汽车 及工业领域需求的大幅增长和 IGBT 技术成熟，IGBT 市场规模迅速正在迅速扩大。2018 年中国 IGBT 市场 规模为 153 亿人民币，较 2017 年上涨了 19.9%。

国务院发布的《节能与新能源汽车产业发展规划》中提出，到 2020 年我国纯电动汽车及插电式混合动力汽 车年生产能力将达 200 万辆，等效为 8 英寸 IGBT 晶圆年需求为 100 万片。预计未来中国 IGBT 市场规模将 持续增长，到 2025 年中国 IGBT 市场规模将达到 522 亿人民币，年复合增长率达到 19.11%。

中国 IGBT 芯片主要依靠进口，制约性强发展缓慢：目前国内外 IGBT 市场仍主要由外国企业占据，虽然我 国 IGBT 市场需求增长迅速，但由于国内相关人才缺乏，工艺基础薄弱，国内企业产业化起步较晚，IGBT 模块至今仍几乎全部依赖进口，市场主要由欧洲、日本及美国企业占领。

全球 IGBT 供应商分布相对集中：IGBT 器件主要由欧洲、美国、日本三个国家（地区）提供，其中包括德 国英飞凌、瑞士 ABB、美国安森美、飞兆以及日本三菱、东芝、富士等公司。他们凭借先进的生产及制造工 艺，占据了大约 70%的市场份额。

安森美主要集中在 600V 以下的低压的消费电子行业。从电压结构看，电压在 600-1200V 的 IGBT 需求量最 大，占市场份额 68.2%，主要应用于电动汽车。英飞凌在 600V-1700V 的中高压领域优势十分突出；而 1700V 以上领域主要应用在高铁，汽车，智能电网等领域，被三菱及英飞凌所垄断。

    2. 国内厂商的发展机遇

从供给端讲，自主可控是发展趋势。

中国功率 IC、IGBT、MOSFET 等核心功率半导体器件的国产化率均未达到 50%，产品主要以二极管、晶闸 管等低端功率半导体为主。主要原因是中国大陆企业起步较晚，生产技术水平较低，产品线不齐全，还未形 成规模化经济，相对欧美老牌企业仍存在较大的差距，自主可控潜力较大。

自主可控是大势所趋。中国大陆是世界上产业链最齐全的经济活跃区，在功率半导体领域已经活跃着一群本 土制造商，目前已基本完成了产业链的布局，且正处于快速发展当中。虽然短期内仍与国际龙头存在比较大 的技术差距，但已在中低端领域实现了部分国产替代。十九大报告指出，到 2020 年我国国防和军队信息化 建设要取得重大进展，军用半导体的地位将越来越突出。当前军用半导体已成为制约我国航空航天、新型军 工武器装备和军队电子设施发展的瓶颈，各军兵种加大了针对进口替代元器件政策方案的落实力度，各整机 厂所针对新装备中电子元器件的国产化率有了强制要求。

国内厂商具有自身优势：功率半导体是一个需求驱动型的行业，下游客户市场主要为国产厂商，当面对国内 的下游厂商，国内的半导体功率企业相较于国外厂商在往往具备成本与定制化的相对优势。国内厂商的成本 优势包括更丰富的专业人才，更低的人力成本以及可能避免的运费成本及关税；定制化优势主要包括沟通成 本低，能够对客户迅速反应。在国外厂商倾向标准化生产并选择性放弃差异化定制市场的情况下，国内厂商 的定制化服务可以在极大程度上弥补工艺技术的不足，因此当国内功率半导体厂商的产品性能够满足下游厂 商的需求时，尽管存在一定的替换成本，综合长期成本考虑国内的下游厂商往往会转向国内供应商。同时， 功率半导体迭代速度相对较慢，生产制造投资规模的要求相对较低，专业人才较为丰富，在短期内实现工艺 技术的突破，达到国际一流的产品性能的可能性相对更高。国内功率半导体行业具备较高的实现进口替代的 可能性。

从需求端讲，中国功率半导体需求量世界第一。

根据 Yole 和 IHS 的研究预测结果，中国是全球最大的功率半导体市场，总需求为世界总需求量的 43%，且 随着国内环保意识的增强与节能要求的提升，对功率半导体器件的需求也将进一步扩大。

全球最大的功率半导体厂商在中国地区的营收是本土规模最大的功率半导体厂商的 9 倍。全球最大的功率半 导体厂商英飞凌 2018 年全球的总营收约为 76 亿欧元，中国大陆的业务占全球 25%约为 19 亿欧元。中国最 大的功率半导体制造厂商华微电子 2018 年营收为约为 2.1 亿欧元。英飞凌 2018 年度仅在中国区域实现的营 收，便达到了中国规模最大的功率半导体厂商华微电子的 9 倍。

功率半导体在多领域广泛应用市场前景持续向好

    1. 军用功率半导体加快国产化进程

保障国防安全，军用功率半导体国产化迫在眉睫。当前我军的信息化建设以技术革命为主导，重点发展信息化武器装备，核心在于装备的电子化和计算机化。 军用功率半导体很大程度影响信息化装备的作战效能，已成为我军信息化作战能力发展瓶颈，将得到优先和 快速发展。随着各种信息源互联渗透和融合，我国以往采取的限制、隔离等简单安全策略已经难以保障信息 安全，硬件层面的国产化等治本性措施将成为主流。目前国内 IGBT 制造的核心技术掌握在国际半导体巨头 手中，我国相关应用市场被完全垄断，自主可控是当务之急。

从上世纪 90 年代末至今，美国国会通过了一系列法案，禁止对华出口航天技术以及用于航天等军事用途的 元器件，美国商务部列出了控制对华出口清单，同时，通过施加压力等多种手段，干预其它国家对华军事及 配套出口。欧洲对华出口限制也已长达半个多世纪，先后有“巴黎统筹委员会议案”和“瓦森纳协议”，多 种元器件物资被纳入华战略禁运的特别清单上。这一系列封锁举措都使得军工功率半导体国产化问题更为迫 切。

政策引导、资金推进，助力国产化进程。

IGBT 等功率半导体是军、民领域重要的基础器件，无论从国家信息安全还是市场空间角度，其国产化都将 是国家重点投入推广的方向。我国一直很重视核心电子器件和芯片的技术和产业发展，曾在 2006 年将“核 心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品”列为 16 个重大科技专项。近年来，我国对集成电路产业政策 支持力度空前，2020 年 7 月国务院印发《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展若干政策的通知》， 力图增强集成电路的技术实力、缩小与国际先进水平的差距、培育一批富有创新活力、具备一定国际竞争力 的骨干企业。整个集成电路产业的发展和技术工艺的进步，将对军用电子与半导体产业带来强有力的促进作 用。

    2. 新能源汽车成为功率半导体市场增长最大原动力

新能源汽车几乎所有模块都离不开功率半导体的支持：汽车半导体被用于汽车五大模块领域，包括车身、底 盘、安全系统、驾驶信息和动力传动。小到雨刷、车窗、电动座椅，大到底盘、动力总成、驾驶辅助系统都 离不开功率半导体的支持。随着汽车电动化和智能化的推进，未来半导体在安全系统模块中的用量将会显著 增加，预计占比将从 2015 年的 17%提升至 2020 年的 24%；而动力传动模块、驾驶信息模块和底盘模块的 半导体用量占比基本维持不变，2020 年分别为 22%、21%、10%；车身模块的半导体用量占比下降明显， 从 2015 年的 28%下降至 2020 年的 24%。

新能源车与传统汽车对功率半导体需求的对比：一辆汽车使用的汽车半导体大致可以分为四类，分别为安全 集成电路、MCU 微控制器芯片，传感器芯片，功率元器件。从传统汽车转变到新能源汽车，汽车动力源发 生根本性改变，原材料成本增长最大的部分就是功率半导体。在传统燃油汽车中，功率半导体主要应用在启 动、停止和安全等领域，占比只有 20%。与传统燃油车和弱混动力车相比，电动汽车少了发动机和启停系统， 但多出了电池、电机、电控核心部件以及车载 DCDC、电空调驱动、车载充电器（OBC）等电力电子装置。

汽车普遍采用高压电路，当电池输出高压时，需要频繁的进行电压变化，极大程度上提升了对电压转换电路 的要求；此外还需要大量的 DC-AC 逆变器，变压器，换流器等，这些设备中都含有大量的功率半导体，主 要为 IGBT, MOSFET 及二极管，因此混合动力汽车功率半导体器件占比约为 40%，而纯电动汽车功率器件 占比则超过 50%。

根据英飞凌的统计，在传统汽车中平均半导体单车价值为 355 美元，而纯电动车/混合动力汽车使用的半导 体价值为 695 美元，几乎增加了一倍。其中功率器件的增加最为显著，一般一辆传统汽车动力系统使用的功 率半导体器件价格为 17 美元，而一辆纯电动车/混合动力汽车上功率半导体器件价值为 265 美元，功率半导 体器件成本成本增加了将近 15 倍。

伊维经济研究院发布的新能源汽车中长期发展（2025），报告预测到 2025 年，全球新能源汽车的销量将从 2019 年的 221 万辆上升到 2025 年的 1200 万辆，年均复合增长率将达到 32.6%。

国内新能源车市场政策利好：在国内市场方面，2012 年国务院颁布了《关于印发节能与新能源汽车产业的 发展规划》后，我国作为全球最大的新能源汽车市场市场规模正在迅速扩大。随着 2016 年新能源汽车的规 范与补贴政策陆续出台，市场进入了高速发展阶段。

受益于政策支持及国民环保意识的增强，中国新能源汽车的总销量从 2017 年的 67 万辆上涨至 2019 年的112 万辆，同比上升 67.1%。预计在未来几年，中国新能源汽车将保持强劲的增长态势，2020 年产量将突破 250 万辆，2023 年突破 500 万辆未来五年年符合增长率约为 34.3%；2020 年销量将达到 140 万辆，2025 年突 破 550 万辆。

充电桩带来功率半导体市场增长：随着新能源汽车产销量的不断增加，对充电桩的需求量也不断上升。作为 与新能源汽车高度相关的互补品，充电桩进一步推动了功率半导体市场的进一步扩大。目前充电桩的功率模 块有两种解决方案，一是采用 MOSFET 芯片，另一种是采用 IGBT 芯片。其中 IGBT 适用于 1000V 以上、 350A 以上的大功率直流快充，其成本可达充电桩总成本的 20-30%;当下基于充电桩功率、工作频率、电压、电流、性价比等综合因素考量，MOSFET 暂时成为充电桩的主流应用功率半导体器件，随着技术的发展，IGBT 有望成为未来充电桩的核心器件。

2015 年 11 月，工信部等四部委联合印发《电动汽车充电基础设施发展指南》通知，明确到 2020 年，新增 集中式充换电站超过 1.2 万座，分散式充电桩超过 480 万个，以满足全国 500 万辆电动汽车充电需求。据信 息产业研究院统计数据，截至 2018 年 4 月，中国大陆在运营公共充电桩约为 262,058 台，同比增长 62.5%; 其中交流充电桩 114,472 台、直流充电桩 81492 台、交直流一体充电桩 66,094 台；另外还投建有 281847 台私人充电桩，同时国家政策也在向私人充电桩倾斜，按照规划需新建的充电桩超过 400 万个，市场空间巨 大。

目前公共充电桩制造成本约为 3 万元/台、私人充电桩约为 5,000 元/台，若以每台充电桩中功率半导体器件 成本占比为 25%计算。中国大陆充电桩功率器件新增市场规模将从 2015 年新增 7.8 亿人民币平稳上升，到 2020 年充电桩带来的新增功率半导体器件市场规模将达到 37.84 亿人民币，年复合增长率约为 37.14%。

新能源汽车 IGBT 市场增长突出：在新能源汽车中，IGBT 模块相当于汽车动力系统的“CPU”，其成本约占 电机驱动系统成本的一半，而电机驱动系统占整车成本的15-20%，也就是说IGBT 约占整车成本的7.5%-10%， 是除电池之外成本第二高的元件。以下为典型的电机电控系统的成本结构，IGBT 所占比例最高，并且功率 越大，也是技术含量最高的零部件。

IGBT 主要用在高电压环境的电力驱动系统，以特斯拉为例，双电机全驱动版中后电机用到 96 个 IGBT 管， 前电机 36 个，累计使用个 132 个 IGBT 管；三相交流异步电机，每相用 28 个 IGBT，累计 84 个，其他电机 12 个 IGBT，共用到 96 个 IGBT。每个单管的价格大约 4-5 美元，单车 IGBT 成本大约 480-660 美元。

特斯拉的功率半导体器件最初由 IR 供应，后来 IR 被英飞凌收购，现在特斯拉全部使用的是英飞凌的 IGBT， 并且用量很大。特斯拉电机功率太高，通用型的 IGBT 模块没有合适的选择，只能定制。以特斯拉的出货量， 定制的价格会非常高。特斯拉使用的非主流的 TO 247 封装，这是非常罕见的。但 TO247 封装极大程度上提 高了元器件的可靠性及散热性，延长了使用寿命，降低了着火隐患。

欧美及中国的 IGBT 新能源汽车市场被英飞凌垄断。

新能源汽车带动 IGBT 市场空间广阔：依据新能源汽车中 IGBT 约占其成本 10%测算，预计到 2025 年，中 国新能源汽车所用 IGBT 市场规模将达到 210 亿人民币，8 年间累计新增市场份额达 900 亿人民币。IGBT 模块占到充电桩成本的 20%左右，集邦咨询预计到 2025 年，充电桩所用 IGBT 的市场规模将达到 100 亿 人民币，8 年间累计新增市场份额达 300 亿人民币。

中国拥有全球最大的 IGBT 市场，但是本土 IGBT 器件与国际大场英飞凌，三菱等还存在较大的差距：近些 年，中国汽车功率半导体产业在国家政策推动及市场的蓬勃发展下，已经形成了 IDM 模式和代工模式的 IGBT 完整产业链，汽车行业 IGBT 器件国产化加速。

在国内半导体厂商中，比亚迪微电子目前推出了最新的 IGBT4.0，目前在诸多关键性技术指标上都优于当前 市场主流产品：在同等工况下，这款 IGBT 综合损耗比当前市场主流的 IGBT 降低了约 20%。这意味着电流 通过 IGBT 器件时，受到的损耗降低，使得整车电耗显著降低。电流输出能力方面，IGBT4.0 较当前市场主 流的 IGBT 高 15%，支持整车具有更强的加速能力和更大的功率输出能力，百公里加速 4.4 秒。在温度循环 寿命层面，可以做到当前市场主流设备的 10 倍以上。目前，许多世界跨国公司都在寻求与比亚迪在新能源 汽车领域展开合作，戴姆勒已经与比亚迪合作并推出腾势品牌，丰田将于 2020 年与比亚迪正式建立合资公 司，奥迪也正在与比亚迪积极接触，希望有更进一步的合作。

    3. 5G 发展推动通信领域 IGBT 高速成长

通讯行业是半导体行业发展的另一大原动力：其中通信基站建设对半导体需求量最大，超过了总体的 50%， 交换机，路由器，光端机，及供电系统中的逆变器和整流器也对功率半导体有着广泛的应用。

5G 的发展将为功率半导体的市场规模的增长注入新的动力：首先是基站数量上的提升，5G 的频谱要远高于 4G,目前三大运营商的 4G 基站主要集中 1.8GHz 左右，按照 5G 频谱规划最可能会将 3.4-3.6MHz 的总共 200MHz 带宽平分给中国联通和中国电信，4.8-4.9GHz 可能分配给中国移动。按照衰减的公式，频率越大衰 减越大。腾讯新闻数据，预计联通和电信的 5G 基站密度将是 4G 的 3 倍以上，移动的基站密度将是 4G 的 6 倍，即便是 5G 对天线和射频有了革命性的优化，预计也是联通和电信的基站密度是 4G 的 2 倍，移动的要 略大于 3 倍。实际上在城市中心区和郊区，基站的密度都是有大量的重叠覆盖区域的，去掉这部分重叠区域， 5G 覆盖城市中心区域大概需要 200-300 米一个 5G 基站，郊区大概 500 米-1 公里左右 1 个 5G 基站，农村 需要 1.5-2.5 公里一个 5G 基站。

其次，5G 的高流量数据处理系统使得基站电源消耗量是 4G 基站的 3 倍，提升了原有的电源管理要求也直 接增大了单个基站对对功率器件的需求。因此，仅在 5G 基站建设方面就会对功率半导体市场增长注入极大 的增长动力。

5G 的爆发式增长推动通讯设备行业高速发展：通讯设备主要由集成电路芯片、电子元器件、光模块、电路 板、电源、五金结构件五大部分构成，其中包含了大量的功率半导体器件。其次，5G 手机的资料传输也将 推动手机电源管理 IC 的需求根。同时，5G 的核心技术 Massive MIMO 也促进了 MOSFET 元件需求的大幅 度上升。Market Research Future 的预测，全球通讯设备市场规模将维持高速增长，预计到 2023 年市场规 模将达到 652 亿美元，复合增长率为 10%。

专业网络通讯市场扩张迅速，对半导体行业贡献突出：受益于国家对专业通讯网络的持续投入，专业无线通 信设备市场未来几年将持续高速增长，前瞻产业研究预计，未来五年我国专网通信设备行业将保持在 15%左 右的速度增长，到 2022 年我国专网通信设备市场规模将达到 150 亿元。

全球通信领域功率半导体市场规模预测：随着 5G 时代来临，基站建设与建设通信设备市场规模提升，直接 促进了功率半导体行业的繁荣。根据中国商业资讯研究院的数据，全球通讯行业功率半导体的市场规模将有 2017 年的 57.75 亿美元增长至 2021 年的 70.81 亿美元，年复合增长率为 4.27%。

    4. 物联网促进功率半导体规模化应用

功率半导体在物联网行业应用广泛：传感器技术、射频识别技术、二维码技术、微机电系统和 GPS 技术是 实现物联网的五大核心技术，每一项技术的实现都离不开功率半导体的支持，势必将带来功率半导体需求的 增长。另一方面, 受移动互联网与物联网的影响，全球集成电路产业的调整力度正在加大。物联网设备需要 随时处在供电模式且新增的数据收集及传输环节增大了用电需求，为功率半导体创造了额外的增长空间。最 后，相比其他设备物联网设备对高精密度和低功率有着更高的要求，出于节能方面的考虑，需要通过加装负 载开关等功率半导体原件来实现每一用电端的单独控制，从而降低设备功耗。

物联网市场规模将爆发式增长：市场研究机构 IDC 预计，到 2020 年，物联网的全球市场规模将扩大近两倍， 达到 1.7 万亿美元。另据 Gartner 预测，到 2020 年全球物联网设备数量将达到 260 亿个，物联网市场规模 将达 1.9 万亿美元。另外据中国产业信息网数据，全球物联网行业渗透率2013，2017 年分别达到 12%和 29%， 提升了一倍以上。渗透率持续上涨，预计 2020 年有超过 65%的企业和组织将应用物联网产品。

中商产业研究院数据，中国物联网的产业规模增至 7500 亿元，“十二五”期间年复合增长率达到 25%。预计 2020 年，中国物联网整体规模将达到 2.19 万亿元。

重点公司分析（详见报告原文）

1. 斯达半导体：国内 IGBT 领域的领军企业

2. 扬杰科技：领先的半导体分立器件制造企业

3. 捷捷微电：芯片研发及定制化服务专家

4. 华微电子：功率器件行业领头羊

5. 振华科技：国内 IGBT 领域的领军企业

6. 中车时代电气：国内大功率 IGBT 领跑企业

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