全球功率半導體市場預測，這兩個細分市場仍不可觀

富士經濟在2024年4月宣布，全球功率半導體晶圓市場將在2035年增長至10763億日元，而2024年預計為2813億日元。特別是，SiC（碳化硅）裸晶圓預計將在2024年超過Si（硅）晶圓的市場規模，預計將繼續推動功率半導體晶圓市場。

此次調查針對硅晶圓、SiC裸晶圓、SiC外延晶圓、GaN（氮化鎵）晶圓、氧化鎵晶圓、金剛石晶圓、氮化鋁晶圓、二氧化鍺晶圓等8個項目。不過，并未計算氮化鋁晶圓和二氧化鍺晶圓的市場規模。調查時間為2024年2月至2024年3月。

預計2024年功率半導體晶圓市場將較2023年增長23.4%。盡管由于硅功率半導體庫存調整，硅晶圓市場較上年有所下降，但SiC裸晶圓卻增長了56.9%。主要SiC裸片廠商紛紛提高產能，業績超過Si晶圓。

從2025年開始，隨著汽車電氣化的進展，SiC裸片市場預計將繼續擴大。硅晶圓市場也有望復蘇。此外，GaN晶圓直徑的增加以及氧化鎵晶圓的量產也將是因素。此外，金剛石晶圓、氮化鋁晶圓、二氧化鍺晶圓等有望實用化。

我們還按尺寸調查了功率半導體晶圓的組成比。預計8英寸晶圓將繼續占硅晶圓銷量的60%以上。12 英寸晶圓越來越多地用于 IGBT 和 MOSFET，尤其是汽車應用功率半導體的需求預計將增加。

大多數 SiC 裸晶圓為 6 英寸。雖然這種情況暫時還會持續，但目前正在開發的8英寸晶圓的成分比預計到2035年將達到13.3%。


工業與消費電子市場仍待調整

工業和消費市場是頭部功率半導體企業均有涉及的業務方向。對于該市場的走勢，頭部企業作出了“需求短期難以恢復”的共同判斷。

意法半導體將公司第四季度的營收和毛利率略低于業績指引歸于兩大原因。一是個人電子產品市場的增幅不明顯，工業市場需求進一步減弱；二是汽車市場終端趨于穩定，業務增長正在放緩。

英飛凌科技CEO Jochen Hanebeck預計，消費、通信、計算和物聯網應用領域的需求在2024年上半年不會明顯復蘇。去年11月份，Hanebeck也對以上市場作出了“短暫性低迷”的判斷。

安森美表示，由于受到宏觀經濟因素和工業活動放緩的影響，公司在工業方面的收入環比下降近百萬美元。

恩智浦移動業務在2023年全年收入同比下降約10億美元，造成下降的主要原因是手機市場的疲軟趨勢和庫存消化的進程仍在進行。

為了改善業務表現，功率半導體企業正在配合上下游市場進行庫存調整。

汽車市場將穩定增長

從頭部企業的營收結構來看，汽車業務依然是功率半導體企業的主力板塊，且保持了增長勢頭。

具體而言，意法半導體的汽車和分立器件部門（ADG）在2023年第四季度的營收占比達到了48%，利潤同比增長39.7%。按照汽車、工業、消費電子、通信設備及計算機外設四個市場領域劃分，汽車市場占據意法半導體41%的全年營收，同比增長33.5%。

恩智浦半導體的汽車業務營收占比超50%，同比增長5%，全年營收同比增長23%，并且公司的前20位客戶中有14家為汽車及汽車相關企業。

安森美電源方案部（PSG）營收占比達53%，其與車載傳感器相關的智能感知部（ISG）全年營收增長3%，在汽車市場上的全年營收同比增長29%，創下紀錄。英飛凌科技汽車事業部（ATV）的營收占比也達到51%。

相比對工業市場需求的擔憂，企業對于2024年的汽車市場表現得更為樂觀。在全球汽車市場的需求收縮的背景下，中國新能源汽車的需求增長起到一定的拉動作用。“可再生能源、電動汽車（尤其是在中國）和汽車行業微控制器領域的半導體結構性增長勢頭依然不減。”Hanebeck表示。英飛凌科技預測，汽車部門（ATV）在2024年的營收將達到兩位數的低百分比增長。

與半導體設備廠商ASML對2024年市場狀況的態度類似，意法半導體也認為2024年將是“過渡之年”。意法半導體稱已經觀察到了汽車行業在結構轉型期當中的強勁需求，以及庫存逐漸平衡的積極影響。在汽車數字化方面，意法半導體也將專注于在“軟件定義汽車”上發揮作用的MCU。


寬禁帶半導體成為重要布局方向

碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）等寬禁帶半導體具備“高耐壓、低損耗”的特性，與新能源汽車市場日益增長的快充與續航需求不謀而合，也成為了幾家企業加碼布局的方向。

在2023年，安森美碳化硅的收入實現了4倍的增長。據安森美預測，其汽車和工業領域的業務至2027年的年復合增長率將達到10%~12%，而在面向汽車和工業市場的產品組合中，碳化硅、IGBT以及電動汽車充電裝置等將會是重要的增長點。意法半導體的碳化硅產品營收11.4億美元，同比增長超過60%。意法半導體將2025年碳化硅的收入目標調整至20億美元，預計2030年碳化硅營收將達到50億美元。

然而，碳化硅和氮化鎵器件的制備涵蓋襯底制造、外延層生長、芯片設計、封裝測試等多道工序，流程的復雜性帶來高昂的成本問題，因此，企業紛紛行動，以提升對寬禁帶半導體的垂直整合能力。


功率半導體的2024

IGBT供不應求，中國大陸是擴產主力

IGBT產能緊缺下，不少企業都選擇擴產。一條新的芯片產線從開始建設到最后投產需要3年時間，長于大部分科技產品的擴產周期。

大部分6英寸、8英寸的晶圓廠折舊，由于成本效益問題，很少有6英寸、8英寸晶圓廠會擴大IGBT的產能。

不過有部分12英寸的晶圓廠已經開始生產IGBT，比如電裝和聯電子公司聯合半導體日本有限公司（USJC）合作，今年正式進入量產。據介紹，新一代IGBT，與早期元件相比，新一代IGBT可減少20%的功率耗損。預計到2025年，兩家合作的IGBT每月產量將達到10,000片晶圓。還有英飛凌、安森美在12英寸晶圓廠 IGBT生產上有所進展。2023年，英飛凌的IGBT擴產選在了中國。11月，英飛凌決定擴大其無錫工廠的IGBT模塊生產線。無錫工廠擴產后，將成為英飛凌最大的IGBT生產基地之一。

在龐大市場需求帶動下，新潔能、宏微科技、士蘭微、斯達半導、時代電氣等本土IGBT企業出貨量大增，同時不斷迭代新產品。

士蘭集昕公司“年產36萬片12英寸芯片生產線項目”已有部分設備到廠并投入生產，并且加快轉12吋產線量產的進度；士蘭集科加快車規級IGBT芯片、超結MOSFET、高性能低壓分離柵MOSFET芯片的產出和上量，已具備月產2萬片IGBT芯片的生產能力。

捷捷微電宣布對全資子公司捷捷半導體有限公司投建的“功率半導體6英寸晶圓及器件封測生產線建設項目”增加投資，由最初的5.1億元上調至8.1億元。

中芯集成在今年6月表示，將發力高端功率半導體代工市場。中芯集成已經建成了國內最大車規級IGBT制造基地，預計IGBT產能在今年底前超過12萬片/月。


低、高壓MOSFET將進一步分化

未來低、高壓MOSFET市場或將進一步分化。中低MOSFET技術相對成熟，市場準入門檻較低。伴隨著終端市場的快速發展，下游需求的激增將不斷推動更多廠家涌入中低壓MOSFET領域，市場競爭愈發激烈，最終出現產品拼價局面，導致利潤空間受擠壓。

反觀高壓MOSFET市場則有望持續增長。據Omdia統計，2020年度全球/中國高壓超級結MOSFET產品的市場規模為9.4/4.2億美元，并將于2024年達到10/4.4億美元。伴隨下游高壓領域需求增長，高壓MOSFET將迎市場份額提升。根據Yole數據，汽車將成為MOSFET最大增量市場，至2026年占MOSFET市場份額有望超30%，從而帶動高壓MOSFET市場增長。其中電動汽車和充電樁分別占比25%和8%。


SiC，加快上車

在已上市車型中，800V快充技術大多只“標配”在高版本車型上，而入門或主打銷量的中低版本車型依然沿用400V電池包。但今年，多款搭載800V平臺的車型發布，包括哪吒S、小米MS11、智己LS6、阿維塔12、理想MEGA、極星5。

因此隨著800V平臺的車型發布，碳化硅會迎來更大的需求。明年SIC將加快上車，隨著工廠的進一步擴產和建設，SIC的產能將日益充足。

前文提到的天岳先進、天科合達、三安光電等公司均斥資提高碳化硅晶圓/襯底產能，目前這些中國企業每月的總產能約為6萬片。隨著各公司產能釋放，預計2024年月產能將達到12萬片，年產能150萬。業界樂觀預計，2024年中國碳化硅晶圓在全球的占比有望達到50%。