功率半导体器件,亦称作电力电子器件,主要承担着电流、电压等能量形态转换与控制的功能,广泛应用于电源变换和功率控制领域。此类器件在技术层面与大规模集成电路并行发展,各自解决特定的技术问题,满足不同的应用需求:处理信息、存储与转换的任务归大规模集成电路,而电源电路和功率控制电路的运作则依赖于功率半导体器件。

在产品类别上,功率半导体大致可分为功率器件与功率IC两大类,与超大规模集成电路共同构成了半导体行业的两大分支。进一步细分,则可根据器件的集成度将其分为功率分立器件和功率集成电路。常见的功率器件包括二极管、晶体管和晶闸管,其中晶体管市场份额最大,尤其是BJT、IGBT和MOSFET等类型。随着技术的发展,MOSFET和IGBT已成为市场主流,并可通过集成形成IPM模块,适用于高电流和高压环境。而功率IC则通常应用在低电流和低电压场合,集成了功率半导体和驱动电路、电源管理芯片等。

全球功率半导体市场涉及广泛的应用领域,从传统的发电、输电到现代的变频家电、消费电子,其发展受需求驱动,技术进步则促进了应用领域的拓展。在市场规模方面,自2014年以来,全球功率半导体市场规模持续增长,尽管2019年受到中美贸易战等因素的影响,增速有所放缓。从产品结构来看,功率IC市场占比最大,MOSFET次之,二极管市场份额相对稳定,而IGBT市场则呈现出稳定的增长趋势。

全球与中国功率半导体市场现状及特点深度解析

技术发展方面,功率半导体器件正朝着高功率、小体积、低损耗和高性价比的方向发展。第三代化合物半导体的兴起,使得SiC和GaN功率器件的应用逐渐增多,它们具有更优异的性能,但受制于成本和产量,目前尚未大规模普及。

在中国市场,功率半导体行业虽然发展迅速,但与发达国家相比,仍有不小的差距。国内市场以低端产品为主,中高端产品依赖进口,但技术进步正在推动国产替代的进程。特别是在化合物半导体领域,中国的发展速度较快,已有企业进入规模化生产阶段,未来有望实现技术突破和市场超越。随着国内制造业竞争力的提升和产能的转移,功率半导体行业将迎来更多发展机遇,进口替代速度有望加快。