因為專業
所以領先
中國正在推動功率半導體產能擴張
目前,功率半導體的主要采購地區/國家是中國,其次是馬來西亞、越南、新加坡等亞太國家和歐洲。特別是,中國持續積極投資高鐵、汽車及充電設施、發電、高壓輸電等基礎設施建設。
圖 2 按器件類型和工作電壓范圍顯示了主要功率器件供應商。在Si領域,日本企業包括三菱電機、東芝、富士電機、日立、瑞薩、羅姆等。ROHM、三菱、瑞薩等日本企業作為SiC領域的主要廠商出現,但在GaN領域卻沒有日本企業名列前茅。英飛凌是頂級功率半導體公司,活躍于硅、SiC 和 GaN 各個領域。
在世界各國政府針對脫碳、可再生能源需求不斷增加以及提高電源效率的需求不斷增加的背景下,功率半導體市場持續增長。Yole Group 旗下市場研究公司 Yole Intelligence 表示,報告稱,2022年功率半導體市場規模將達到209億美元,包括分立器件和模塊,2022年至2028年將以8.1%的復合年增長率(CAGR)增長,這就意味著到2028年將達到333億美元。
其中,離散器件2022年估值為143億美元,預計到2028年將增長至185億美元。推動這一增長的主要應用是 xEV、直流充電基礎設施和汽車,其中消費市場仍然是最大的市場。此外,2022年占功率半導體總體市場68%、模塊市場31%,但預計到2028年模塊占比將增至總量56%、模塊市場43% 。
在功率半導體市場,除了傳統上一直是主流的硅之外,SiC和GaN作為下一代材料正在成長,預計硅將繼續占據大部分市場。然而,隨著xEV的普及,SiC在模塊方面的勢頭正在增強,而GaN的市場也在擴大,主要用于消費類電源,因此市場主要在這一領域擴大的可能性不大,這也在意料之中。另外,GaN on GaN、Ga2O3、金剛石等的研究開發也在取得進展,但據說距離大規模實際應用還有很長的路要走。
由于全球電子化趨勢,晶圓產量也在不斷增加,功率半導體用硅晶圓數量預計將增加至每年約4700萬片(200毫米等效),英飛凌科技和博世、三菱電機、東芝和Nexperia等一些制造商正在向300mm邁進,并試圖進一步加速加工片材數量的增加。此外,從 150mm 到 200mm SiC 的過渡正在逐步進行,預計未來幾年 SiC 的應用將會增加。
功率半導體領域Si、SiC、GaN未來市場預測
根據 Yole Intelligence 的《功率 SiC/GaN 化合物半導體市場監測》2023 年 9 月版,截至 2022 年,SiC/GaN 將占功率半導體銷售額的不到 10%。例如,2022年SiC功率半導體市場規模預計為17.94億美元,2028年預計將增長至89.6億美元,復合年增長率為31%。增長動力是xEV,汽車領域在整個SiC功率半導體市場中的份額預計將從2022年的70%擴大到2028年的74%。
Yole還指出,行業的一個主要趨勢是功率模塊和封裝業務的整合。一些最大的 IDM 也在垂直整合晶圓制造,以更好地控制整個工藝流程,但更多的 IDM 則專注于器件制造和外包 SiC 晶圓采購。Yole指出,這些努力正在加速并購和聯盟,各公司的戰略地位也越來越清晰。主要因素是擴大產能、融資、確保晶圓供應,其中包括開拓新市場和加強技術。
另一方面,GaN主要用于消費級別的快速電源,因此其市場規模小于Si和SiC。其中,美國Power Integrations和美國Navitas贏得了多個智能手機制造商的設計,處于市場領先地位。此外,僅 2023 年第一季度,Innoscience 的設備出貨量就超過 5000 萬臺,主要針對消費類電源。該公司的40V GaN產品現已安裝在OPPO和Realme的多款智能手機中。GaN Systems 還為 Apple MacBook 提供設備。
未來,隨著性能的提高,由于通信和數據通信應用、電動汽車車載充電器和 DC/DC 轉換器的增長,GaN 市場到 2028 年可能會增長到超過 20 億美元。Yole 預測這一點將會實現。
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