近年來，萬物互聯的呼聲越來越高，交通工具，新能源領域，通信設備，以及消費級產品等，都在不斷提高電子化水平，其中又以新能源汽車的高度電子化最為引人注目；與此同時，工業、電網等傳統行業也在加速電子化進程。幾乎全行業的電子化發展，大大增加了對功率半導體器件的需求。

　　根據英飛凌和IHS等機構的預測，各類電動汽車銷量有望從 2018 年的不足 500 萬輛增長至 2030 年的近 6000 萬輛，增幅為10倍以上，帶動汽車功率半導體市場高速發展。

　　全球新能源汽車銷量預測（百萬輛） 數據來源：英飛凌、IHS、Automotive Group、東方證券研究所功率半導體簡介

　　功率半導體器件（PowerSemiconductorDevice）特指轉換并控制電力的功率半導體器件。電力轉換包括轉換一個或多個電壓、電流或頻率；功率控制指控制輸入和輸出的功率大小。

　　概括來說，功率半導體器件主要有功率模組、功率集成電路（即PowerIC，簡寫為PIC，又稱為功率IC）和分立器件三大類；其中，功率模組是將多個分立功率半導體器件進行模塊化封裝；功率IC對應將分立功率半導體器件與驅動/控制/保護/接口/監測等外圍電路集成；而分立功率半導體器件則是功率模塊與功率IC的關鍵。

　　功率半導體器件從早期簡單的二極管逐漸向高性能、集成化方向發展，自上世紀80年代起，功率半導體器件MOSFET、IGBT和功率集成電路逐步成為了主流應用類型。其中IGBT經歷了器件縱向結構、柵極結構以及硅片加工工藝等7次技術演進，目前可承受電壓能力從第四代的3000V躍升到了第七代的6500V，并且實現了高頻化（10-100kHz）應用。

　　目前全球的功率半導體器件主要由歐洲、美國、日本三個國家和地區提供，他們憑借先進的技術和生產制造工藝，以及領先的品質管理體系，大約占據了全球60％的市場份額。英飛凌、意法半導體等不僅是歐洲的代表企業，更在全球名列前茅；美國則有安森美、威世、力特等為其揚名立萬；日本也是功率半導體器件的主要玩家，瑞薩、東芝、富士電機、羅姆聞名全球。

　　具體來看各大功率半導體廠商的經營情況，據Yole調查，2019年的功率半導體市場（離散元件和模組）上各家廠家的銷售額排名如下：

　　四平八穩的歐洲廠商

　　首先來看前三強，分別是英飛凌、安森美以及意法半導體。其中歐洲廠商占據了兩個位置。在近兩年變局叢生的半導體行業中，歐洲半導體業始終處于相對平穩的局面。英飛凌和ST無論是營收，還是全球排名，相對于美國和亞洲廠商來講，波動很小。但在功率半導體領域，歐洲半導體廠商實力依舊十分強橫。

　　英飛凌

　　德國的英飛凌（Infineon Technologies）處于絕對領先地位。根據IHS Market的數據顯示，英飛凌的功率半導體業務在2018年的 市場 份額高達19.9%，而這部分業務也占了公司總營收的68%。據中泰電子團隊的統計顯示，2003年以來，功率半導體復合年增長率為4.2%，英飛凌功率半導體收入復合年增長率為11.0%，增速遠高于行業平均水平，市場份額不斷增長。英飛凌也曾在其IFX Day 2018上表示，功率半導體業務的快速增長帶動了集團收入的整體增長。

　　4月16日，英飛凌宣布完成對賽普拉斯半導體公司的收購。總部位于圣何塞的賽普拉斯即日起將正式并入英飛凌。收購完成后，英飛凌將成為全球十大半導體制造商之一。在細分市場領域，英飛凌不僅將繼續保持其在功率半導體和安全控制器領域的全球領導地位，還將躍居成為全球第一的車用半導體供應商。

　　意法半導體

　　第三名為意法半導體（STMicroelectronics），意法半導體是歐洲三大半導體廠商之一，主要出品MCU、模擬芯片和電源轉換芯片，分立器件、手機相機模塊和車用集成電路等。

　　2020年3月初，意法半導體宣布，已經簽署收購法國氮化鎵（GaN）創新企業Exagan公司的多數股權的并購協議。Exagan的外延工藝、產品開發和應用經驗將拓寬并推進意法半導體的汽車、工業和消費用功率GaN的開發規劃和業務。Exagan將繼續執行現有產品開發規劃，意法半導體將為其部署產品提供支持。

　　另外在2019年，意法半導體完成了對瑞典碳化硅晶圓制造商Norstel AB 的整體收購。在意法半導體和 Norstel 進行業務整合之后，整個碳化硅的前景光明，這也是未來它們合作的方向。據相關工作人員表示，150mm 碳化硅裸片和外延片 200mm 晶圓是未來的重點研究領域，以應對日益增長的汽車和工業市場。

　　這兩家公司都計劃未來繼續擴產（或者剛剛進行了擴產）。以英飛凌為例，2019年2月，英飛凌公布財報，提及擴大委外代工及新建 12 吋功率半導體廠計劃。今年美國時間2月5日，英飛凌又在FY1Q20財報提及——他們原計劃是將在年前暫時關閉德國的德累斯頓和馬來西亞的庫林工廠，為期兩周，但因為近段時間市場的變化，讓英飛凌放棄了這個計劃。英飛凌作為功率半導體領域的翹楚，從他對其工廠的計劃調整上看，該舉動或許暗示著，功率半導體市場的春天就要到了。

　　在前15的排名中，還有位于12名的SEMIKRON（賽米控）和15名的BOSCH（博世集團）這兩家企業。

　　賽米控是全球的功率模塊和系統制造商之一，產品主要包括IGBT，二極管，可控硅。賽米控的產品是現代節能型電機驅動器和工業自動化系統中的核心器件。其它應用領域包括電源、可再生能源（風能和太陽能發電）和電動車（私家車、廂式貨車、公交車、卡車、叉車等）。借助SEMIKRON的創新型電力電子功率產品，我們的客戶可以開發出更小、更節能的電力電子功率系統……而此類系統也可相應地減少全球能源需求。

　　博世集團是全球領先的技術和服務供應商。業務劃分為四個業務領域，涵蓋汽車與智能交通技術、工業技術、消費品以及能源與建筑技術領域。作為全球領先的物聯網企業，博世為智能家居、智慧城市、互聯交通和互聯工業提供創新的解決方案。

　　博世同時也是一家半導體公司。博世在半導體領域主要有三大類產品，一是MEMS，這也是目前博世出貨量最多的一款產品，包括慣性、角速度、壓力傳感器，可以用在消費領域和汽車領域；二是集成電路，也就是我們說的IC（integrated circuit）或者是ASICS，是專用系統芯片和傳感器，用在特定的汽車應用中。目前為止，這部分的產品主要還是對內使用；三是功率半導體，它包括傳統硅基的IGBT和碳化硅功率半導體，前者主要打包成系統產品對外出售，后者則是計劃會直接對外銷售。

　　博世于2019年10月正式宣布開展碳化硅的相關業務，并在德國羅伊特林根建有一條車規級生產線。預計裸芯片會在2021年的年底上市，分立器件MOSFET大概會在2022年初上市。這兩種產品都將基于對客戶的需求進行匹配。

　　強大的美國廠商

　　功率半導體領域的另一強者就是美國廠商，從市場競爭格局來看，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ONSemiconductor（安森美）、Vishay（威世） 、littelfuse（力特）、Diodes（達爾） 、AOS（萬國半導體）等廠商。

　　安森美

　　位于第二名的安森美（ON Semicondsuctor）是領先的半導體供應商，提供全面的功率器件，包括MOSFET、IGBT、二極管、寬帶隙（WBG）等分立器件及智能（IPM）等功率模塊，尤其在收購Fairchild半導體后，是全球第二大功率分立器件半導體供應商，在IGBT領域有著不可比擬的優勢，提供同類最佳的IGBT技術和最寬廣的IGBT產品陣容。

　　2019年4月22日，安森美和格芯半導體（GLOBALFOUNDRIES）聯合宣布，雙方已經就安森美半導體收購格芯半導體位于紐約東菲什基爾（East Fishkill）的300毫米晶圓廠（格芯半導體工廠內部編號Fab 10）達成最終收購協議，將憑借先進的CMOS功能，提升MOSFET和IGBT的生產品質。

　　威世

　　威世則排名第四，是一家分立半導體和無源元件的全球領先的制造商和供應商。威世成立于1962年，公司開始以箔電阻及箔電阻應變計作為其最初產品系列開展經營。1985年，Vishay開始了一系列戰略收購以使自己成為可提供廣泛電子元件的制造商。

　　威世生產多種分立半導體器件。這些產品通常執行單一功能，如開關、放大、整流或傳輸電信號。此外，Vishay還生產某些IC，這些IC在單個芯片上結合了多個器件的功能，同時，還生產在一個封裝內包含多個器件的模塊。Vishay半導體產品包括MOSFET（低壓、中壓和高壓）、IC（功率和模擬）、各種二極管和整流器，以及多種不同種類的光電器件。

　　達爾

　　1959年成立于美國德州的達爾，是全球分離式ＩＣ元件的老廠，看好來自包括車用、工業及物聯網將帶動功率半導體元件市場長期需求成長，在美中貿易戰未爆發前，達爾在三年前就擬定全方位的戰略，不僅要積極搶進車用元件市場，并擬定明確目標，要在2025年達到25億美元營收、并以40％的毛利率達到十億美元的營業毛利。2019年，達爾宣布并購臺灣分離式大廠敦南。

　　力特

　　力特作為全球排名第1的電路保護品牌，力特提供種類最多、范圍最廣的電路保護產品組合，以及由擁有80多年應用設計經驗的技術專家組成的全球網絡。

　　2018年1月18日，力特宣布完成對艾賽斯（IXYS）的收購。這起力特歷史上最大的一起收購（約7.5億美元），也是功率器件領域少有的原廠并購案，功率半導體行業迎來了一個更強大的市場參與者。力特業務范圍將橫跨傳感器、電路保護、功率器件、MCU四大市場。

　　萬國半導體

　　萬國半導體為集設計、開發與銷售為一體的功率半導體供應商，提供廣泛的功率半導體產品線，包括完整的功率MOSFET和電源管理IC產品系列。

　　近年來萬國半導體的新產品研發重點放在5G基站電源、數據中心電源、新能源車充電樁、太陽能逆變器需要的產品上，包括大功率Super Junction高壓MOSFET、高效率SGT中壓MOSFET、POL用的低壓MOSFET、Power Stage的技術平臺，以及高功率密度的新型封裝。

　　依舊堅挺的日本企業

　　就日本企業而言，日本功率半導體企業在全球份額十分耀眼，三菱電機（Mitsubishi），羅姆（ROHM），東芝（Toshiba），瑞薩電子（Renesas），富士電機（Fuji Electric），分列2019年的功率半導體市場（離散元件和模組）銷售額排名的前五-九名。

　　雖然日本半導體產業近年來有衰落趨勢，但是在功率半導體方面，日系企業占據了40%左右的比例，IGBT領域，三菱電機和富士電機十分強勢。低電壓帶，ON Semi（安森美半導體）位居第一，可是從600V~1700V的領域，英飛凌公司占據主導地位；在2500V以上，三菱和富士電機份額很大。

　　眼前日本占據全球較大的份額，日本各大廠家并未放松對于未來的規劃。

　　富士電機

　　富士電機自創業以來已有90余年，在這悠久的歷史中，富士電機不斷革新能源技術，在產業和社會領域中為世界作出巨大貢獻。

　　富士電機發表了2023年的中期計劃，在中期計劃中顯示2023年度營業額超過1兆日元，營業利益800億日元，未來富士電機將會重點投資功率半導體領域，2019年~2023年預計每年平均投資達到400~500億日元。富士電機是豐田系企業之一，大多面向豐田。該公司在2015年度投資74億日元，2016年度投資89億日元，2017年度投資達到111億日元，每年都在小幅度的提升。但是2018年度投資達到332億日元，是為了加大EV汽車功率半導體量產計劃。在IGBT和二極管領域，繼續單核化；也在推進溝槽型MOSFET的量產。

　　三菱電機

　　三菱電機集團是全球領先的技術企業，面向樓宇，工廠，家庭等展開多樣化服務，包括空調冷熱系統，電力設備，社會公共設施及企業可視化節能系統等。

　　作為世界IGBT王者的三菱電機，三菱電機近年的投資有所減少。2013年度，三菱電機投資了360億日元，2014年度以后，每年保持在100~165億日元的投資水平。目前三菱電機的基本理念是規避投資風險，資源外包。2019年3月期，三菱電機在半導體領域的銷售額大約為2000億日元，是日本第八位。但是值得注意的是，2018年度三菱電機果斷投資552億日元，轉為積極態度。其背景是該公司的SiC功率半導體開發完成。

　　羅姆

　　羅姆可以說完全是以SiC為主要武器，該公司在2016年度投資421億日元，2017年度投資559億日元，2018年度投資780億日元。在福岡縣筑后修建新工廠，在宮崎工廠建設新導入新產線。其目標是，2021年達到現有生產能力的3倍，月產12000枚（按照6英寸換算）。ROHM內部，其實已經有人提出在SiC領域，超過Wolfspeed成為世界第一的口號。ROHM在未來三年預計投資2500億日元，從瑞薩手中買來的滋賀縣工廠也將投入8英寸產線。

　　東芝

　　東芝創立于1875年7月，原名東京芝浦電氣株式會社，1939年由東京電氣株式會社和芝浦制作所合并而成。

　　日前，東芝也預計擴大8英寸的生產線，企圖打造一個具有月產15萬枚，以IGBT為核心的業務線。提出2021年在分立型半導體元件上的銷售額達到2000億日元的目標！

　　不過，某位業界相關人士表示，這些日本功率半導體廠家（包括排名之外的其他中小企業）雖然已經公布了企業的經營方針，但并沒有M&A的征兆，照此發展下去，很有可能被增長迅速的中國功率半導體廠家奪去市場份額。

　　國內現狀

　　看向中國，位于第13位的安世半導體是中國唯一一家進入前15的廠商。安世半導體為整合器件制造企業（Integrated Device Manufacture，即IDM），擁有自己的設計、制造及封裝工廠，2018全年生產總量超過1000億顆穩居全球第一，在模擬半導體領域實力強大，旗下產品涉及極具發展潛力的5G移動通信、智能汽車、物聯網等熱門領域。2019年，安世半導體還在全球率先開始批量交付氮化鎵GaN的功率半導體產品GaN FET，成為行業內唯一量產交付客戶的化合物功率半導體公司。

　　2019年6月份，中國聞泰集團斥資268億收購荷蘭安世半導體（Nexperia）的交易被證監會批準，中國史上最大規模的半導體收購案正式完成。日前安世半導體董事會完成了改選及相應的變更，聞泰科技董事長張學政正式就任安世半導體董事長。

　　總體來看，目前國內功率半導體具有近千億市場，但國產化率卻不足50%。根據 IHS 的統計，2019 年全球功率半導體市場規模為 404 億美元，其中，中國市場規模為144億美元，占全球市場約 36%的份額。

　　從收入體量來看，海外功率半導體領先廠商英飛凌和安森美 2019 年收入規模在大概 600 億和 400 億元人民幣，而國內收入規模領先的功率半導體代工廠華虹半導體和IDM廠商華潤微2019年收入規模在60億元上下，相較海外廠商具有較大差距。

　　內功率半導體廠商營收和毛利率與海外頭部廠商對比情況注：營業收入及毛利率包含對應公司非功率半導體業務數據來源：wind、東方證券研究所

　　Yole的Power＆Wireless部門的科技和市場分析師Anna Villamors認為就元件模組而言，中國依舊十分依賴海外供應鏈：“中國是某幾種功率半導體應用的領導者，比亞迪、華為、中國中車股份有限公司（CRRC）、陽光電源股份有限公司（Sungrow）等中國企業是引領全球的功率半導體客戶。就功率電子設備的生產而言，中國依然極其依賴英飛凌、富士電機、三菱電機等海外供應商。的確，中國是電動汽車、混合動力汽車的最大市場，但是海外供應鏈仍為中國的大部分系統提供功率半導體模組。”

　　但差距也意味著機會，功率半導體下游的汽車、工控、家電等領域細分市場增長迅速，國內諸如華潤微等廠商已開始積極布局家電、工控和汽車領域的應用，斯達半導體的 IGBT 產品已在汽車領域大規模應用。

　　不僅如此，功率半導體的特性也為中國廠商制造了機會。功率半導體技術更迭慢。功率半導體分立器件的技術迭代主要通過結構升級、制程縮小、工藝進步 以及材料更迭。由于功率半導體并不追求邏輯運算能力，同時要考慮不同結構、工藝的成本，因此與數字芯片相比，功率半導體在結構、制程、工藝上的迭代速度相對較慢。

　　功率半導體與數字集成電路對比 數據來源：互聯網功率半導體產品的生命周期也比較長，以英飛凌 IGBT 產品為例，該產品已升級至第七代，但誕生于 2007 年的 IGBT4 仍是目前使用最廣泛的 IGBT 芯片技術，電壓范圍 600V，1200V，1700V 的各種應用 中都可以見到它的身影，更早誕生于 2000 年的 IGBT3 在 3300V，4500V，6500V 等高壓領域依 然占主導地位。

　　因此對于中國廠商來說，較容易實現技術追趕。相對較長的產品生命周期給予技術落后于國際巨頭的中國企業提供了較長的追趕期，更容易實現國產替代。

　　而國內的功率半導體企業也在努力強化功率電子元件的國產化，以改變現狀。Yole認為，中國的功率模組、半導體廠家的占比也在增長，且元件的質量、性能也在提高，因此中美貿易摩擦反而是促進了中國的功率半導體國產化。

　　總結

　　自去年以來，全球各國及企業在第三代半導體技術研發及投資等方面均呈現高增長態勢，我國本土功率半導體廠商亦早已大力布局以期搶占高地，包括安世半導體、士蘭微、華潤微、華微電子、揚杰科技等。

　　隨著新基建、第三代半導體發展以及中美貿易背景下的國產替代加速等，我國功率半導體產業正迎來發展佳期。

　　編后語：因為本文是作者基于自己知識的作品，所以當中涉及的廠商和報道也許會與現實有出入，歡迎指正。