功率器件大厂密集投资晶圆产线,市场规模增长的核心驱动力来自下游应用需求的持续爆发,尤其是新能源汽车、光伏逆变器、储能等领域的拉动效应。以斯达半导、士兰微、比亚迪半导为代表的国内厂商纷纷扩产,正是为了追赶这一轮由新能源带动的需求浪潮。

下游需求:新能源是最强引擎

功率器件(以 IGBT 为代表)在电路中扮演“开关”角色,负责电压、电流的转换,让直流电和交流电无缝衔接。从发电侧到用电侧,需要经历“整流—逆变—再整流”的多次变换,每一次变换都离不开功率器件。

不同下游对功率器件的要求各有侧重。例如光伏产品对开关损耗更为敏感,因为它直接关系到转换效率;而车规级产品对安全属性要求更高,车规级 IGBT 的最高工作结温需要达到 175°C,甚至未来要到 200°C,高于光伏产品 150°C 的要求。这种差异化的技术门槛,意味着每个下游领域都需要单独攻克,也构成了企业的竞争壁垒。

扩产周期长,催生晶圆厂投资潮

功率器件属于成熟制程,但晶圆产能的扩张并不轻松。以行业头部企业英飞凌为例,其 12 寸新厂从建设到产能爬满,前后需要约五年时间。这种重资产、长周期的特点,使得产能往往跟不上下游需求的爆发,这也是国际大厂货期一拖再拖的原因。

正因如此,原本采用 Fabless 模式的设计公司也开始布局自有晶圆产能。从公开的投资项目看,斯达半导、士兰微、比亚迪半导等国内厂商均在大手笔投入产线建设。

公司项目产品年产能(万片)投资额(亿元)
斯达半导高压特色工艺功率芯片项目6 英寸高压功率芯片3015
斯达半导SiC 芯片研发及产业化项目6 英寸 SiC 芯片65
士兰微8 英寸集成电路芯片生产线项目8 英寸芯片43.215
士兰微12 英寸集成电路芯片生产线项目12 英寸芯片2470
比亚迪半导济南功率半导体扩产项目8 英寸芯片3649
比亚迪半导长沙功率半导体扩产项目8 英寸芯片2510

常见问题

为什么功率器件厂商纷纷自建晶圆产线?

晶圆扩产周期长、投资规模大,而下游新能源需求增长快,依赖代工难以保证产能稳定。自建产线可以将产能掌握在自己手中,更好地响应下游客户的验证和供货需求,这在功率半导体强调与下游协同的行业特性下尤为重要。

新能源车和光伏对功率器件的需求有何不同?

两者都大量使用 IGBT 等功率器件,但技术要求侧重不同。光伏产品更看重开关损耗以提升转换效率,而车规级产品对安全性和耐高温能力要求更高,车规级 IGBT 的最高工作结温要求达到 175°C 甚至未来 200°C,高于光伏的 150°C。这种差异意味着厂商需要针对不同下游做专门的适配设计。

功率器件市场的增长能否持续?

从驱动力看,新能源车、光伏、储能等领域对电能变换的需求是长期趋势,而功率器件晶圆产能从建设到满产需数年时间,供给释放节奏明显慢于需求增长。这种供需的时间错配,为具备产能和工艺积累的厂商提供了持续的市场空间。