功率器件按集成程度可分为功率集成电路(Power IC)、功率模块和功率分立器件三大层级,三者竞争格局差异显著:分立器件与模块层级的国产替代正在加速,而功率IC层级仍由国际大厂主导。具体来看,分立器件是功能上不可再分的最小单元,模块由多个分立器件组合在覆铜板(DCB)上形成,IC则由不同模块组合构成;IGBT、MOSFET等主流功率器件均属于分立器件范畴,2021年二者在全球功率分立器件中的市场占有率分别约为36%和27%。不同层级的技术壁垒与玩家禀赋各不相同,模块层级因需额外衬底等材料,对封装工艺要求更高,竞争格局也更为分化。
三大层级的基本划分与竞争壁垒
从产业链结构看,器件封装与模组封装存在显著差异——模组需增加衬底等材料,这使得相关公司的能力禀赋大不相同:有的厂商只做器件,有的则器件、模组均覆盖。这种结构性差异直接决定了各层级竞争格局的不同:
| 层级 | 基本特征 | 竞争壁垒 |
|---|---|---|
| 分立器件 | 功能上不可再分的最小单元,如IGBT、MOSFET | 单器件设计工艺,国产厂商切入较早 |
| 功率模块(IPM) | 多个分立器件组合于覆铜板(DCB)上 | 封装工艺复杂,需衬底等材料,验证周期长 |
| 功率IC | 不同模块组合构成集成电路 | 集成度最高,国际大厂技术积累深厚 |
各层级主要玩家与竞争格局差异
在分立器件与模块层级,国产厂商正凭借海外龙头产能受限的窗口期加速抢占份额。以车规级IGBT为例,英飞凌主产能优先供给国际车厂,安森美则主供欧洲车厂,二者并无过多产能覆盖国内需求,这为国内厂商提供了替代机会。斯达半导在A级及A00级车型上占有较多份额,但其产品以委外代工为主,仍以小功率模块为主;A级以上车型则更看好采用IDM模式的中车与士兰微的份额提升,其成本结构更具优势。此外,比亚迪亦为国内车规IGBT的重要参与者。
在功率IC层级,竞争格局则明显不同,国际大厂凭借IDM模式与长期技术积累占据主导地位。英飞凌、意法半导体、安森美、恩智浦等全球龙头在营收规模上遥遥领先,国内厂商如士兰微、华润微、闻泰科技等虽在加速追赶,但整体体量与产品覆盖度仍有差距。这一层级的竞争更考验芯片设计、制造、封测的全链条整合能力,IDM模式的优势在这一层级尤为突出。
常见问题
为什么模块层级的国产替代进展比IC层级更快?
模块层级的验证周期和工艺难度虽高,但海外大厂产能受限,无法充分供给国内光伏和新能源车需求,为国内厂商创造了难得的窗口期。而功率IC层级对全链条整合能力要求更高,国际大厂的技术积累和规模优势更为深厚,国产厂商追赶所需时间更长。
斯达半导、士兰微、中车的竞争策略有何不同?
斯达半导采用委外代工模式,客户群最广,在A级及A00级车型上份额领先,但以小功率模块为主;士兰微和中车则采用IDM模式,成本更具优势,在A级以上车型的份额提升被更看好。不同模式各有优劣,IDM模式在成本控制上表现更突出。
国产IGBT与海外产品在性能上有何差距?
据产业专家反馈,国产IGBT在开关损耗和电压裕量上与海外产品存在差距,电压裕量约低50伏,开关损耗问题则与工艺相关,国内厂家普遍存在。不过国内产品故障率处于可接受范围内,头部厂商如华为、阳光的故障率可控制在1%以内,已能满足下游应用需求。