功率器件按集成程度可分为功率集成电路(IC)、功率模块、分立器件三个层级,不同下游应用对集成层级的需求差异显著:光伏逆变器以IGBT模块为主,新能源车则按车型分级(A级车多用单管、B级以上用模块),工业控制以IPM模块为代表。整体而言,功率器件作为新能源产业的“卖水人”,其需求增长与光伏、新能源车的装机量和电气化水平直接挂钩。

集成程度决定应用场景

功率半导体的分类逻辑很简单:功能上不能再细分的是分立器件(如IGBT、MOSFET单管),把它们组合封装在覆铜板上就形成功率模块(如IPM),不同模块再组合则构成功率集成电路(IC)。这三者的包含关系为:IC > 模块 > 分立器件。

从市场结构看,IGBT和MOSFET是分立器件中的两大主流,市场占有率均超过30%。由于下游对电压、频率的要求不断提升,这两种器件逐渐成为功率半导体的核心品类。

光伏:IGBT模块为主,单GW价值量随结构升级

光伏逆变器是功率器件的核心需求方之一。逆变器的出货量跟随总装机量增长,而工商业、分布式光伏占比提升,使得单GW装机所需的逆变器数量高于集中式电站,进而带动IGBT需求增加。

在国产替代方面,由于海外大厂产能受限,国内IGBT厂商获得了扩张机遇,市场份额提升明显。华为逆变器专家在交流中曾指出,国产IGBT在开关损耗和电压裕量上与海外产品仍有差距,但故障率处于可接受范围内。光伏IGBT的国产化率提升,是这条产业链的重要趋势。

新能源车:按车型分级,BEV单车价值量高

新能源车是功率器件的另一大需求引擎,且单车功率半导体价值量随电气化水平提升而持续走高。纯电动(BEV)车型的单车功率半导体价值量显著高于传统燃油车(ICE)。

车规IGBT的供应格局呈现明显的分层:

车型级别主要器件形态国产厂商格局
A级及A00级单管/小功率模块斯达半导占有较多份额
B级以上(中高端)大功率模块士兰微、中车等IDM模式厂商更被看好

由于英飞凌、安森美等国际龙头的产能主要供给国际车厂,国内车厂的需求缺口给了国产厂商替代机会。A级以上车型的IGBT模块成本较高,国产厂商在价格上具备一定优势。

常见问题

光伏和车规对功率器件的需求哪个更紧张?

光伏领域的IGBT供应紧张程度高于车规。原因是光伏逆变器对IGBT的需求增长更快,而海外大厂产能受限甚至部分停止发货,导致国内光伏IGBT的供需缺口更大。

为什么A级车用单管、B级以上用模块?

A级及A00级车型对功率密度要求相对较低,单管或小功率模块即可满足需求;B级以上车型功率更大、对可靠性要求更高,需要采用大功率IGBT模块。这也对应了国产厂商的布局差异——斯达半导在A级车份额较多,而中高端车型更看好IDM模式的士兰微和中车。

工业控制领域主要用哪类功率器件?

工业控制领域以IPM(智能功率模块)为代表,属于功率模块层级。IPM将多个分立器件组合封装在覆铜板上,集成度高于单管,适合变频器、伺服驱动等工业应用场景。