功率半导体分立器件产业走势解读

“瑞能半导体2021年的出货量超13亿颗”，这个数据来自瑞能半导体全球市场部总监谢丰在瑞能半导体全球运营中心启动仪式上的分享。

作为一名听者，你可能会产生两个问题，一个是：瑞能半导体是谁？另一个是：13亿片颗，这是个怎样的体量？那接下来我们就来回答这两个问题。

瑞能半导体是谁？

瑞能半导体脱胎于恩智浦的双极型产品线，2015年前，这条产品线的产品相对单一，主要有中低功率的晶闸管和中低功率的功率二极管。

独立运营后，瑞能半导体延续了恩智浦的管理架构，高管和大部分员工也是由原恩智浦员工转移过来的。从初期的30多人的运营团队到现在人数翻了好几倍，产品线也有相当的扩充从主要适合消费类应用延伸至工业和汽车相关的应用。

13亿颗，这是个怎样的体量？

13亿颗是瑞能半导体2021年的总出货量，来自晶闸管、二极管、碳化硅器件、IGBT、TVS/ESD等产品线。

图 | 瑞能半导体全球市场部总监谢丰

要了解这是个怎样的体量，我们先来看一组市场数据。根据Omdia 2021年的最新报告显示，2020年功率半导体分立器件市场约为145亿美金，到2024年这个市场将增长到172亿美金，增长率将近18%。而如果将分立器件和模块放到一起来看，中国在全球功率半导体市场上约占40%的份额，是全球最大的单一市场，2025年相比2020年，整体市场的成长率将达到43%。

由此可知，功率半导体分立器件处在一个上升的市场环境下。结合Omdia分享的细分市场数据，来看一下瑞能半导体最重要的晶闸管产线的情况。

根据Omdia 2021年的报告显示，目前瑞能半导体在晶闸管领域，全球细分市场份额排名第二，中国细分市场排名第一；在碳化硅整流器领域，全球细分市场排名第五（国内细分市场排名第一）。

综上可知，13亿颗的出货量是个不小的数字。

第三代半导体市场发展迅速，同时硅基市场依然保持主导地位

说到功率半导体分立器件，就不得不提到近几年火热的第三代半导体市场。从2000年第一个碳化硅器件商用以来，近两年整个市场的增量非常巨大。2018年以后，市场对SiC的接受度越来越接高，有分析机构预测，2025年整个SiC市场将突破25亿美金，2030年以后将超过30亿美金。而引起高增长的点主要分布在PV太阳能、新能源汽车EV/HEV、充电系统、高压传输电等领域。

另根据Omdia 2021的调查数据显示，在各功率器件门类都呈现增长趋势的同时，SiC和IGBT的增幅是最大的，其中SiC的增幅将超过130%，IGBT将有近80%的增幅。

第三代半导体市场发展迅速，未来前景被人看好。于此同时，硅基市场依然保持主导地位，根据Omdia 2021的调查数据显示，发展到2024年，硅基功率器件仍将占据整个市场的主要份额，约80%。

功率半导体分立器件产业走势分析

所有半导体器件，包括功率半导体分立器件，市场量级的变化都源于终端应用需求的变化，所以宏观经济对功率器件的增长是有很大的促进作用的。

我们知道，2021年11月初，新一轮国际能源气候大会在英国举办，会上确定了各国碳中和、碳达峰的时间表。其中德国2050年可再生能源的比重将大于80%，按照中国“双碳3060”战略，2060年中国可再生能源的比重将大于50%。而清洁能源比重的提升，会对可再生能源和能源的转换效率提出很多要求。于是在这个过程中，就需要更好的功率器件来辅助完成任务。

此外，对于智能发电和智能电网，越来越多家庭的分布式光伏系统被采用，智能电网的互通互联对功率器件的增长有很大的作用。发电后就需要将能量储存起来，当更多电池类应用被采用，包括cordless无刷电机以及Batteryfication，高效的能源存储方案也会对功率半导体的增长有很大的促进作用。

图 | 瑞能产品组合示意

还有目前火热的新能源汽车市场，功率器件在新能源汽车的占比有很大的提升，目前来看整车的新能源汽车，功率器件占比约55%，价值约在400美金。从英飞凌提供的数据来看，充电时间随着功率增加有很快的改善，即越来越短，这也符合人们的消费习惯。

对此，瑞能半导体碳化硅项目负责人章剑锋表示：“ 瑞能半导体的功率器件，尤其是碳化硅产品，在新能源汽车充电桩或车载充电机，车内的DC-DC转换和马达驱动等多个电路模组中有广泛应用前景。目前看来，新能源汽车充电电压从400V到800V的过渡是非常明确的一个市场趋势，现在是400V为主，但是今天新能源车有两个最大的痛点，一是行驶里程，二是充电速度。为了增加行驶里程就会去增加电池容量，为了充电快就是要加大功率。而加大功率无非就是提高电流、电压，提高电流做到最极致的就是特斯拉，它已经把电流升到600A，在这种电流下它里面的铜材线径包括散热管理都已经是非常极限了，已经采用了双面水冷，各种能想的招都想了，后面已经走不下去了。但实际上大家觉得充电速度还是不够，为了更快，大家就会想到把电压再翻倍，从400V到800V，整个系统散热等都会有很大的改善。”

“当然800V对整个汽车产业也是新的挑战，整个电控系统要重新设计，这对车企的设计能力是一个不小的考验，所以最早推出800V的就是保时捷的Taycan。现在有些比较激进的造车新势力也会首先推出来，慢慢的每年都会有新的800V充电款推到市场上，速度会越来越快，因为它的优势是非常明显的，基本上两到三年会成为新能源车的主流。而瑞能半导体今年会用最新的SiC技术，去开发车规级SiC二极管和SiC MOS产品，来满足市场的需求。” 章剑锋补充道。

附：瑞能重点聚焦应用领域介绍（消费电子、可再生能源、大数据和汽车电子）

消费电子：
产品：三相限可控硅、钳位电压ACT/ACTT可控硅、SABERTM 超快恢复二极管、650V碳化硅二极管
应用：洗衣机等大家电、咖啡机等小家电、空调、电视机和电源适配器

可再生能源：
产品：1200V快恢复二极管、650V和1200V SiC二极管、SiC-MOSFET、IGBT
应用：太阳能逆变器、风能、充电桩、车载充电器以及功率模块的产品

大数据：
产品：高压晶闸管、EEPP & SABER快恢复二极管、SiC二极管、场效应管、静电保护器件
应用：电源类产品，比如不间断电源（UPS）、通信电源（Telecom  Power）、服务器电源（Server  Power）、有源以太网（POE），以及通信连接产品

汽车电子：
产品：晶闸管、快恢复二极管、SiC产品
应用：汽车的充电桩、车载充电机和摩托车的应用，包括点火、调压、车灯控制