汽車芯片供應緩解，但功率器件仍舊是香餑餑，國產已突圍中低端市場

今年下半年，汽車芯片供應進一步緩解。而全球車企對于前兩年“缺芯”的折磨，仍然記憶猶新，它們紛紛自己掏錢投資芯片產能。

十大類芯片里面，汽車常用的有主控芯片、MCU功能芯片、功率半導體、存儲芯片、通信芯片及其它芯片（傳感芯片為主）六大類。而現在仍能得到車企大量投資的，主要是功率半導體、控制類芯片（MCU和MPU等）和算力芯片。這兩年供應出問題的，主要也在這三類里面。

功率半導體快速增長

不過高算力芯片（GPU、CPU和車載Soc）為高制程芯片，為少數大設計公司和代工廠壟斷，技術門檻比較高，車企一時很難插手。MCU芯片受重視程度很高，但算力芯片發育起來之后，隨著新一代架構逐漸問世，MCU的重要性有所下滑。

功率半導體的技術進化很快，新能源汽車產業已經成為功率器件需求增加最快的用戶，2025年更會成為絕對需求量最大的用戶。功率半導體屬于成熟制程（90nm-300nm之間），其技術發展和產能并不遵循摩爾定律。

順便說一句，功率半導體和功率芯片，雖然都用來實現功率轉換、開關、整流等功能，是電能轉換與電路控制的核心，但兩者概念范圍有所不同。前者包括功率器件（比如二極管、晶體管、閘晶管等），也包含功率IC（即功率芯片）。

而功率器件則包括電源管理、驅動、AC/DC（數模轉換）、DC/DC（直流變換）。顯然，前者既包括分立器件，也包括集成電路，而后者專指集成電路。

雖然《汽車人》討論的重點是IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）和SiC（碳化硅），都是分立器件，但它們經常被集成到一個大的混合模塊里面。因此，本文不再區分兩者。

根據一家設在波士頓的研究所數據，如果從價值角度，燃油車里面MCU芯片價值占比最高（23%），其次為功率半導體（21%），傳感器芯片排名第三（13%）。

在純電車型中，功率半導體價值占比達到55%，其次是MCU芯片（11%）和傳感器芯片（7%）。2022年，新能源汽車的單車功率半導體價值量達458.7美元，約為傳統燃油車的5倍。而量價齊升帶動，汽車領域功率半導體市場份額逐年提高，金額約為160億美元。

雖然這已是一兩年前的數據，但可以大略了解功率半導體的重要性。

這兩年，隨著電氣化的深入，DC/DC模塊、電機控制系統、BMS、高壓電路的需求量急劇上升，功率半導體的需求水漲船高。在所有車用半導體里面，功率半導體占比已經達到35%，全球市場年交易價值超過200億美元。這一數字還在快速提升。

功率半導體前十被美日歐大廠壟斷

功率半導體作為電力電子裝置電能轉換與電路控制的核心，能夠實現變頻、變相、變壓、逆變等功能，在當前的大功率、大電流、高頻高速等應用領域有著無法替代的關鍵作用，國內外眾多半導體廠商都把其作為業務布局的重點。

國際市場方面，根據Omdia的數據，2021年前十大功率半導體為英飛凌、安森美、意法半導體、三菱電機、富士電機、東芝、威仕、安世半導體、瑞薩、羅姆。其中，排名第一的英飛凌以48.69億美元的銷售額排名第一，市占率約20%左右。作為西門子集團的半導體部門獨立出來的公司，憑借早前的技術積累，英飛凌在IPM、變頻器、中壓(風電，地鐵)、高壓(高鐵，電網)、電動車、光伏等功率半導體領域占據優勢地位；安森美以20.51億美元的銷售額緊隨其后排名第二，市占率約9%左右；第3-10名合計市占率約30%左右，排名每年都稍微有所變化。

此外，值得注意的是企業榜單中有一半為日本企業，分別是三菱電機(第4)、富士電機(第5)、東芝(第6)、瑞薩(第9)、羅姆(第10)，五家企業的營收在過去三年內大體保持在榜單總營收的32%~33%左右。其中，三菱電機作為日本功率半導體的龍頭，其在單管、IPM、高鐵、電網、電動車等中高壓功率半導體領域占據優勢地位。

相比美日歐廠商強勢的市占率，中國在全球功率半導體榜單中僅有安世半導體入選前十。據了解，安世半導體曾為飛利浦半導體標準產品事業部，擁有60年左右的發展歷史，于2019年被聞泰科技收購，目前在全球擁有14000余員工、自有工廠6個，其產品線中二極管產品居于全球排名第一，小型號 MOSFET 居于全球排名第二。

國內市場方面，我國功率二極管、功率三極管、晶閘管等功率器件產品大部分已實現國產化，而功率MOSFET 特別是超級結MOSFET、IGBT 等高端功率器件產品由于其技術及工藝的復雜度，還較大程度上依賴進口。


國內企業正在崛起

目前，國內相關企業斯達半導、三安光電發展不錯。

斯達半導在2020年全球IGBT模組廠商排名第 6，占比 2.8％，是唯一進入前 10 的中國廠商，主要下游應用包括工業控制和電源行業、新能源、變頻白色家電等行業。受益于公司產品在新能源汽車、光伏發電、風力發電、儲能等行業持續快速放量，2021 年公司實現營收 17.1 億元，YoY+77.2％；歸母凈利潤 4.0億元，YoY+120.5％。

公司此前定增 35 億元已經成功募資發行，其中高壓特色工藝功率芯片研發及產業化項目將形成年產30萬片6英寸高壓特色工藝功率芯片生產能力；SiC芯片研發及產業化項目將形成年產6萬片6英寸SiC芯片生產能力；功率半導體模塊生產線自動化改造項目將形成新增年產400萬片的功率半導體模塊的生產能力。

三安光電主要從事化合物半導體材料與器件的研發與應用，以砷化物、氮化物、磷化物及碳化硅等化合物半導體新材料所涉及的外延片、芯片為核心主業，下游客戶主要為 LED 封裝企業及化合物半導體集成電路設計公司。2021 年公司實現營收 125.7 億元，YoY+48.7％；歸母凈利潤 13.1 億元，YoY+29.2％。

截止2021年底，三安光電的碳化硅MOSFET工業級產品已送樣客戶驗證，車規級產品正配合多家車企做流片設計及測試；碳化硅MOSFET車規級與新能源汽車重點客戶的合作已經取得重大突破。另外，湖南三安長沙項目已于去年點火，業務涵蓋襯底材料、外延生長、晶圓制造及封裝測試等環節，打造了國內第一條、全球第三條SiC垂直整合產業鏈，項目總投資高達160億元，產能3萬片/月6英寸SiC晶圓。

對于汽車行業來說，從傳統燃油方式轉變成電動方式出行已成為各個國家以及各大型車企的共識，汽車行業電動化趨勢勢不可擋，在這一趨勢下，汽車電子行業孕育出新的變化、新的機會。在汽車電子行業中，功率半導體作為最受益的細分賽道，將充分享受行業變革帶來的新機遇。