功率半導體市場趨勢

根據IC Insights最新的調查報告，全球分立式功率晶體管市場在2012年受到整體經濟形勢的影響出現大幅下滑之后，2013年在低谷基礎上強勢反彈，到2017年，全球分立式功率晶體管市場的營收將每年以8.5%左右的速度成長。

隨著新的燃油經濟性標準和日趨嚴格的環境法規的推出，電動汽車(EV)/混合動力汽車(HEV)迎來高速發展，汽車功能電子化趨勢日益增強，汽車電子市場未來3年CAGR預計將達19%，增長潛力巨大。功率器件作為提高能源轉換效率的關鍵部件，將在當中發揮重要的作用。2006~2020年全球功率器件市場趨勢(單位：百萬美元)

根據賽迪顧問的報告，功率半導體占到新能源汽車新增半導體用量的76%、新能源整車半導體用量的50%。未來幾年新能源汽車及充電樁市場將進入爆發期，功率半導體作為其核心器件也將迎來黃金發展期。家用電器以及小功率工業傳動設備能效提升的全球性趨勢導致了IPM產品領域的增長。根據應用的不同，使用IPM的變頻電機消耗的能量僅有簡單通斷控制電機的一半左右。在冰箱這樣的家電中，使用一臺或多臺變頻電機獲得的能效提升能降低外殼絕緣要求，這可改善設計靈活性并降低材料成本。

IPM產品在緊湊、可靠的單一封裝內整合了功率半導體（此種情況下是IGBT）和集成電路（IC）組件。IHS Technology的研究人員估計，在2015年到2020年期間，IPM產品全球市場的復合年均增長率接近10%，同期消費領域的年均復合增長率預計達到15.5%。在未來幾年，新能源和白家電有望成為該領域的增長推動器。數據顯示，2015年國際IGBT市場規模約為48億美元，預計到2020年市場規模可以達到80億美元，年復合增長率約10%。

目前，國內IPM、MOSFET和IGBT功率器件廠商在電力牽引、智能電網、高鐵和地鐵、電動車和充電樁、變頻家電和變頻空調、機器人和運動控制、保障性安居工程、節能設備以及城市基礎設施項目等市場帶動下，將迎來長足發展。

全球主要功率器件供應商

MOSFET電源控制管理器件是提升電子設施及產品省電效能的首要關鍵，應用領域包括智能手機、個人電腦、云端運算服務器、大尺寸超薄型LED顯示屏、LED TV、及LED照明、DC-DC轉換等。隨著瑞薩、英飛凌、Fairchild、Vishay相繼退出中低端產品線，采用開發Sic方案走向大電流、小體積高端產品。中小功率的MOSFET芯片已產業化，目前國產替代率最高的功率器件，國外知名原廠有APM、FM、APPC，國產廠商知名的有士蘭微、Nexperia、閘能科技、成啟半導體等。

智能功率模塊(IPM)，是指集成驅動和保護電路到單個封裝的模塊化方案，較分立方案減少占板空間，提升系統可靠性，簡化設計和加速產品面市時間。應用于工業、汽車和消費等應用，具有顯著的能效、尺寸、成本、可靠性等優勢，價格優勢明顯。IPM老牌供應商為：ROHM、三菱電機、東芝、安森美、英飛凌（美國國際整流器）、日本新電元等功率器件大廠。

IGBT適合高壓大電流應用，開關頻率不高，一般低于20K，也有新型IGBT可以高開關頻率，一般來用的話開關頻率不高。選型方面，IGBT的驅動要求比較高，需要負壓關斷，最好是軟關斷避免高的DV/DT損壞管子。IGBT器件受限于工藝，平均價格居高不下，中國的現狀仍是進口芯片封裝為主，主要在日美歐大廠手中。三菱自1968年提出IGBT概念后，至今已經開發到第7代IGBT產品。國際廠商起步早，研發投入大，形成了較高的專利壁壘。美國功率器件處于世界領先地位，擁有一批具有全球影響力的廠商，例如TI、Fairchild、NS、Linear、IR、Maxim、ADI、ONSemiconductor、AOS 和 Vishay等廠商。歐洲擁有Infineon、ST和NXP三家全球半導體大廠。日本功率器件廠商主要有Toshiba、Renesas、NEC、Ricoh、Sanke、Seiko、Sanyo、Sharp、Fujitsu、Toshiba、Rohm、Matsushita、Fuji Electric等等。中國臺灣的功率芯片市場發展較快，擁有立锜、富鼎先進、茂達、安茂、致新和沛亨等一批廠商。臺灣廠商主要偏重于DC/DC領域，主要產品包括線性穩壓器、PWMIC（Pulse Width Modulation IC，脈寬調制集成電路）和功率MOSFET，從事前兩種IC產品開發的公司居多。

國內方面，華虹宏力是全球首家、最大的功率分立器件200mm代工廠，在功率器件產品穩定量產上擁有15年的經驗。公司提供獨特的、富有競爭力的超級結MOSFET（Super Junction，SJNFET）和場截止型（Field Stop，FS）IGBT工藝。其中先進的第二代SJNFET和新一代的600V~1200V FS IGBT已實現量產。

國內首條、世界上第二條8英寸IGBT專業芯片線已于2014年下半年在中國南車株洲所下線投產，標志著我國開始打破英飛凌、ABB、三菱電機等國外公司在高端IGBT芯片技術上的壟斷。IGBT模塊的封裝技術也上了一個大臺階，采用國產芯片的4500V、6500V／600A～1200A的IGBT模塊進入小批量的量產階段。

功率器件原廠動態和策略

功率半導體主要在以Si、GaN、SiC三種材料為襯底開發，由于各自的性能不同，Si、SiC和GaN功率器件各有不同的應用市場。國內外各大廠商看好SiC與GaN功率半導體的未來發展前景，早已有所布局。

策略上，ST認為，在工業和家電市場上，IGBT是一個高成本效益的解決方案，但是，在逆變器市場上，碳化硅MOSFET將接替IGBT成為新的霸主，因為逆變器市場對能效要求很高。在電機控制市場上，IGBT將要面臨一場衛冕戰。Littelfuse投入了大量的研發力量開發SiC產品，如SiC肖特極二極管。強茂股份表示，SiC肖特基的成本高出Si數倍，將慢取代現有的Si組件。

原廠也看好功率器件在新興市場的表現，安森美通過并購Fairchild，以補足其在中、高壓功率器件上的不足。瑞薩則通過收購Intersil鞏固其在汽車電子市場的地位。英飛凌以8.5億美元收購了Cree旗下Wolfspeed功率和射頻業務部，包括相關的功率和射頻功率器件碳化硅晶圓襯底業務。三菱電機的功率半導體模塊（包括其在美國合資企業Powerex）約占全球總銷量的23%，位居功率模塊市場首位。

剛從NXP標準產品部門獨立出來成立的Nexperia，最大優勢是現有工廠能夠進行前后端生產，IDM模式可縮短產品周期快速上市，日前宣布推出尺寸減小80%的汽車用功率MOSFET封裝。

另外，國際電子商情獲得消息，此前有從F原廠中國區功率部門出來的一個團隊，自己在做一個新品牌，主要生產制造替代MOSFET電源管理器件，已大量出貨。