隨著全球能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型加速，新能源汽車、人形機器人等產(chǎn)業(yè)爆發(fā)式增長，功率半導體市場需求呈指數(shù)級攀升。

中國作為全球最大的功率半導體市場，發(fā)展前景十分廣闊。然而功率半導體產(chǎn)業(yè)繁榮背后暗藏隱憂。

國內(nèi)功率半導體產(chǎn)業(yè)鏈上游的關(guān)鍵技術(shù)仍被海外企業(yè)卡脖子，國內(nèi)功率半導體企業(yè)在高端市場面臨"技術(shù)空心化"風險。

面對這一困局，國產(chǎn)功率半導體替代已從戰(zhàn)略儲備轉(zhuǎn)化為生存剛需。構(gòu)建自主可控的功率半導體產(chǎn)業(yè)鏈已成為保障國家產(chǎn)業(yè)競爭力的關(guān)鍵突破口。

國產(chǎn)化現(xiàn)狀：

中低端突圍，高端仍待破局

根據(jù)Omida的數(shù)據(jù)及預測，2023 年全球功率半導體市場規(guī)模達到503億美元，預計2027年市場規(guī)模將達到596億美元。

然而，這一關(guān)鍵市場長期被海外功率半導體巨頭主導。

不過，在技術(shù)門檻相對較低的中低端功率半導體市場，國內(nèi)功率半導體企業(yè)已形成可觀的替代能力。然而，在高端功率半導體市場，國內(nèi)企業(yè)仍高度依賴進口。

技術(shù)突破：

高壓IGBT與三代半導體提速替代

在多重市場驅(qū)動下，中國功率半導體產(chǎn)業(yè)正經(jīng)歷技術(shù)突圍的攻堅戰(zhàn)。

IGBT領(lǐng)域呈現(xiàn)多點突破態(tài)勢

斯達半導已形成覆蓋100V-3300V電壓等級、10A-3600A電流范圍的600余種模塊產(chǎn)品矩陣，市場份額穩(wěn)居前列。

中車時代8英寸IGBT芯片產(chǎn)線不僅是國內(nèi)首條，更以6500V高鐵專用IGBT模塊的應用，打破英飛凌、三菱在軌道交通領(lǐng)域的長期壟斷。

超級結(jié)MOSFET同步躍遷

華潤微推出的超結(jié)MOSFET G4平臺，相比于G2平臺，其FOM提升40%，綜合性能已達到國際先進水平。不僅具有更低的開關(guān)損耗，同時具有業(yè)界更優(yōu)異的體二極管反向恢復特性以及魯棒性。

圖/華潤微

新潔能Gen.4超結(jié)MOSFET通過進一步技術(shù)升級，提升器件的結(jié)構(gòu)密度，進一步降低特征導通電阻，提升器件的功率密度，在相同體積下可以大幅提升器件電流能力。

三代半導體彎道超車

士蘭微即將投產(chǎn)的8英寸SiC功率器件芯片產(chǎn)線，可滿足國內(nèi)40%車規(guī)級SiC芯片需求，同時促進國內(nèi)8英寸碳化硅襯底及相關(guān)工藝裝備的協(xié)同發(fā)展。

華潤微推出1200V SiC MOSFET產(chǎn)品，具有高耐壓、低導通電阻以及優(yōu)異的短路、浪涌能力，性能處于國際先進水平。

英諾賽科在GaN領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)超車，其100V GaN功率器件可實現(xiàn)功率密度提升20%，系統(tǒng)功率損耗可降低大于35%。

功率IC生態(tài)縱深拓展

國產(chǎn)功率IC呈現(xiàn)梯度突破，如圣邦微、矽力杰等企業(yè)在電源管理芯片領(lǐng)域逐步實現(xiàn)自主替代;峰岹科技實現(xiàn)磁場定向控制算法，推動功率芯片國產(chǎn)化。目前，國產(chǎn)功率IC正向功能集成化、控制智能化方向演進，有望迎來新突破。

數(shù)據(jù)與展望：

政策技術(shù)雙輪驅(qū)動國產(chǎn)替代加速

Omdia高級分析師毛敏明的《中國市場功率半導體發(fā)展趨勢》報告顯示，2023年功率模塊國產(chǎn)化率為38.8%，其中硅功率MOSFET國產(chǎn)化率為26.1%，離散式IGBT的國產(chǎn)化率達到28.4%。國產(chǎn)替代空間廣闊。

在戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的背景下，市場對IGBT、SiC等高端功率半導體器件的需求激增，這正加速推動國內(nèi)功率半導體企業(yè)在高端產(chǎn)品領(lǐng)域的自主化進程。

盡管當前功率半導體行業(yè)仍面臨各種挑戰(zhàn)，但產(chǎn)業(yè)生態(tài)已形成多維突破態(tài)勢。我國功率半導體產(chǎn)業(yè)將加速實現(xiàn)從"技術(shù)跟隨"向"國際并跑"的躍升，為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)提供核心元器件保障。

小結(jié)

當前，國產(chǎn)功率半導體已形成“中低端支撐規(guī)模、高端謀求突破”的雙軌發(fā)展格局。國產(chǎn)功率半導體的突圍之路，是一場從“替代”到“引領(lǐng)”的質(zhì)變。

這場攻堅不僅是技術(shù)的較量，更是全球高端制造業(yè)話語權(quán)的爭奪。若政策支持與企業(yè)創(chuàng)新持續(xù)共振，中國功率半導體或?qū)摹案S者”蛻變?yōu)椤耙?guī)則制定者”，為全球產(chǎn)業(yè)鏈注入“中國芯”動力。

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審核編輯 黃宇