全球缺芯，功率半导体赛道格外引人注目。
随着全球新能源汽车市场走热，叠加“双碳”政策加速清洁能源以及智能发电和电网部署进程等，下游多路并进，以MOSFET和IGBT为代表的功率半导体需求急速攀升，功率半导体景气随之而来。
而上游芯片市场却呈现出鲜明的对比。功率半导体历经多次涨价、企业扩产、交期持续拉长，产能满载也难以追赶需求短的步伐。供需错配下，功率半导体缺货涨价周期已持续多时。
目前多家企业表示，消费级MOSFET紧缺程度有所缓解，但工控、新能源车以及光伏逆变器等需求驱动下，高压MOSFET和IGBT等高端功率器件需求高涨，相关产品尤其是高端Mos管供不应求。行业内部供给结构进入调整期。
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据了解，在车用、工控类功率半导体需求持续强劲的背景下，多家一线IDM厂将汽车芯片列为战略重点，缩减了商用PC、笔记本电脑和其他IT设备的MOSFET产量，促使客户将部分消费电子用功率半导体转单到小的代工厂。
此外，包括意法半导体、英飞凌、恩智浦和瑞萨等国际IDM大厂挤压订单远超于公司的交付能力，其外包的比重显著提高。其中，全球第一家同时具备硅基半导体和第三代半导体代工能力的工厂汉磊便是英飞凌的长期合作客户。
但近期，供应链消息称，作为委外工厂的汉磊也准备拿英飞凌“开刀”。据悉，现阶段英飞凌相关业务占汉磊营收比重高达两成，受压于车用MOSFET等功率半导体需求强劲叠加6英寸芯片代工厂产能满载，汉磊将针对大客户英飞凌全面调涨报价，幅度最高达50%，同时积极扩大第三代半导体碳化硅（SiC）的产能，预计今年出货量将呈倍数级成长。
从汉磊对大客户大涨价中得以窥见，下游整体市场需求强劲、供应链涨价态势依然明显，上游的芯片缺货形势依旧严峻。在产能排挤效应下， Diodes资深副总裁虞凯行也指出，金氧半场效晶体管（MOSFET）至少会缺到明年。
01国产替代渐入佳境市场格局重构加速
作为电子装置电能转换与电路控制的核心，只要拥有电流电压及相位转换的电路系统中，都可以看见功率半导体的身影。近年来，功率半导体的应用领域已从工业控制和消费电子拓展至新能源、轨道交通、智慧电网、变频家电等市场。
据电子工程世界数据，2019年全球范围内功率半导体下游领域中，汽车需求占比35.4%、工业电子26.8%、消费电子13.2%。其中，中国下游应用领域最大的是汽车达27.4%，工业电源23.1%、消费电子18.6%以及电力15.3%。多重需求推动功率半导体市场空间持续增长，行业天花板不断上调。
从产业格局上看，欧美日企业起步比较早，凭借领先优势占据全球功率半导体的主导地位。以MOSFET市场为例，主要由英飞凌、安森美、瑞萨三巨头占据。而在含金量更高的高压MOSFET中，英飞凌以36%的市占率一骑绝尘。
而在IGBT市场中，英飞凌、三菱和富士电机占据前三，安森美主攻600V以下的低压消费电子市场，中高压1700V以上领域则被英飞凌、ABB和三菱垄断。
相对于国际IDM巨头，我国功率半导体龙头企业营收规模较小。海外大厂缺货客观促进了功率半导体的国产替代进程。与此同时，在各项国家和产业政策利好以及下游诸多应用的推动下，功率半导体市场规模渐起，部分技术领先的企业也在强势崛起。
与此同时，在中美贸易战、中兴华为事件的“卡脖子”事件的警钟下，产业链下游相关行业客户充分意识到供应链安全和自主可控的重要性，逐渐给予国内厂商更多的机会。特别是受疫情冲击下，海外供应存在较大的不确定性，从功能供应链安全的角度考虑，选择本土供应商更具战略意义。
Omdia的统计，以2019 年度销售额计，MOSFET前三为英飞凌、安森美和华润微，比亚迪、斯达半导排进IGBT领域前十。目前，闻泰科技已覆盖汽车（动力转向、制动、引擎等）、工业、通讯以及消费电子等领域，具备先发优势；华润微也正持续拓展工控和汽车领域。
综合来看，闻泰科技、华润微、比亚迪和斯达半导走在国内MOSFET、IGBT领域前列，而士兰微、新洁能、捷捷微电等也紧随其后。
据前瞻网数据，中国功率半导体龙头2020年营收增速均达20%以上，进入新一轮高增长周期。2020年，闻泰科技实现营收517亿元，同比增长24.36%；华润微实现营收69.77亿元，同比增长21.5%；士兰微实现营收42.81亿元，同比增长37.61%；扬杰科技实现营收26.17亿元，同比增长30.39%。
整体上看，中国功率半导体产业链实现国产替代渐入佳境，呈现超预期的复苏态势，全球市场占有率也在逐步提升。
02多重需求共振国产潜力有待激发
根据Omida，功率半导体市场空间广阔，2020年全球功率半导体市场规模为431亿美元，预计2024年将增长至522亿美元。中国是全球最大的功率半导体消费国，预计2024年将增长至206亿美元。
反观我国超过90% 的功率半导体需求仍然依靠进口，自给率仅不足 10%，因此国人对功率半导体国产替代寄予厚望。
此外下游多重需求共振将为功率半导体贡献增量市场空间。以新能源汽车为例，近年来我国新能源汽车市场蓬勃发展，据中国汽车工业协会的数据显示，2021年上半年中国新能源汽车销量达120.6万辆，刷新历史记录，行业明显进入高景气周期，其单车功率器件需求也呈现爆发式增长。
华创证券预测至2025年时新能源车和充电桩相关的MOSFET和IGBT市场空间有望超300亿元。我国汽车行业对于分立器件用量占比为 27%。以 MOSFET为代表的中低压分立器件广泛应用于汽车的电动天窗、雨刮器、安全气囊、后视镜等领域。
随着新能源汽车的普及将驱动可再生能源发电、工业（包括IoT和自动驾驶）等领域成长，对 MOSFET的需求进一步增加。新能源汽车将成为未来功率半导体下游中最具发展潜力的行业。
此外，双碳政策下，以光伏和风电为代表的新能源发电中的DC-DC直流转换器和光伏逆变器均需要用到IGBT作为功率开关；近年来火热的智能家居赛道，也需要用到大量的功率半导体根据功能的不同，所需要的MOS不等。
近年来，得益于SiC 、GaN 的高性能表现优势以及广阔的市场增长空间，第三代半导体对诸多供应链的厂商有极大的吸引力，备受业界关注。其中包括意法半导体、台积电在内等不少厂家早已积极投身于此类材料的研发，目前汽车行业已逐步实现部分替代。
尽管目前各大基板供应商都呈现出努力发展的态势，但实现第三代半导完全替代也并非一日之功。据业内人士表示，第三代功率半导体基板需要建立完整的制造工艺，包括晶圆超薄化，相较于传统硅基板的制造难度和成本更高。这也意味着第三代半导体的实现需不断提高良率和成本。
SAS 总监 MK Lu 也曾表示， 6 英寸硅片成本为 20 美元，而 6 英寸 SiC 晶圆成本为 1,500 美元。汽车 SiC MOSFET 只有在 SiC 成本降至 750 美元以下时才会普及， 这将需要五年多的时间。
由此看来短时间内，硅基材料（IGBT / MOSFET）的功率半导体使用仍将为市场主流，本土厂商成长空间广阔，国产潜力有待进一步激发。
03国产替代空间大多项瓶颈亟待攻关
从产品布局来看，国内主要的功率半导体厂商以二三极管、中低压MOSFET、晶闸管等低端产品为主，技术迭代较慢，价格也比较低廉，行业壁垒较低。近年来，国外厂商相关产能明显下降，国外MOSFET龙头逐步退出利润率较低的中低压市场，向利润率较高的高压市场转型，国内企业进口替代市场空间巨大。但在高压MOSFET、IGBT等中高端产品领域近八成依赖进口，自给率较低，存在较大提升空间。
尽管高端器件技术门槛高、需要长期研发应用。但随着国内企业的技术发展，其增长势头较为强劲。如：中车时代专注轨道交通领域高压IGBT研发，已经在我国高铁上实现全国产化；比亚迪半导体专注汽车IGBT，产品部分性能已经达到国际领先水平。当下，产品形态正在从二极管、晶闸管、低压MOSFET等中低端器件向更有价值的IGBT、中高压MOSFET等高端器件过渡。
不得不提的是，我国半导体封装测试环节发展成熟度日益增高的同时，封测设备国产率明显不足问题也逐渐凸显。国内缺乏知名的封装设备制造厂商，大部分封装设备市场被国际企业占据。随着国际形势日益严峻，进口设备屡屡受限。
近年来国家不断对此加大财政支持，但整体上看，我国快速发展的半导体封装设备市场需求与极低的半导体设备国产化率仍不成正比，设备国产化替代迫在眉睫。
总结
缺货潮发酵下，国外大企的持续缺货给我国半导体国产替代的新机遇，功率半导体站上风口，本土企业迎来自主突围的拐点。在技术发展以及国内功率半导体厂商的积极响应下，国产替代效应逐步加强，市占率的稳步提升。
近年来，国产替代在多个赛道被验证。但芯片自主化是一场持久战，要打赢需要突破层层壁垒。
我国半导体国产攻关上还存在一定的技术瓶颈，伴随新兴领域的快速发展，功率半导体需求将持续增长，国产厂商逐渐向MOSFET/IGBT等中高端器件领域突破，未来功率器件国产化仍存在很大的发挥空间。
