功率器件市場，中國是擴(kuò)張主力

由于政府法規(guī)、對可再生能源的需求以及提高效率的需要，電力電子市場持續(xù)增長。2022 年，電力電子市場總額為209億美元，包括分立器件和模塊，預(yù)計(jì)在202222-2028年間，將以 8.1%的GAGR增長，那就意味著到 2028 年總規(guī)模將達(dá)到333億美元。

報(bào)告進(jìn)一步指出，到2022 年，分立器件市場價值將達(dá)到 143 億美元，到 2028 年預(yù)計(jì)將達(dá)到 185 億美元。推動這一增長的主要應(yīng)用是 xEV、直流充電基礎(chǔ)設(shè)施和汽車。盡管消費(fèi)市場正在下降，但它仍然是分立器件的最大市場。

與此同時，xEV 和可再生能源應(yīng)用（包括風(fēng)能和光伏）推動了模塊市場的發(fā)展，據(jù) Yole Intelligence 預(yù)測，到 2028 年，該市場規(guī)模將達(dá)到 148 億美元。

功率器件市場主要分為三種材料：硅、SiC 和 GaN。硅將繼續(xù)占據(jù)該市場的主要部分，但隨著 xEV 模塊的需求，SiC 的勢頭正在增強(qiáng)。GaN 的主要應(yīng)用仍將是消費(fèi)者的電源。

從長遠(yuǎn)來看，隨著可再生能源、汽車和工業(yè)應(yīng)用對電力電子器件的需求不斷增長，晶圓總產(chǎn)量也在不斷增加。為了滿足需求，用于電力應(yīng)用的硅晶圓將增長至約4700萬片8英寸等效晶圓/年。與此同時，晶圓廠商正在關(guān)注12英寸。SiC正在向8英寸過渡，在未來幾年，我們將看到它占據(jù)更大的市場份額。

如今，中國是電力元件的主要買家，其次是亞太地區(qū)和歐洲。以前在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域不太活躍的新增長領(lǐng)域出現(xiàn)了，主要公司正在投資向除中國以外的亞洲供應(yīng)，例如馬來西亞、越南和新加坡。

硅晶圓市場由五家頂級廠商主導(dǎo)，占據(jù) 88% 的市場份額，其中以 Sumco、Siltronic 和 Global Wafers 為首。大多數(shù)制造商位于亞洲/歐洲。

頂級器件制造商正在推動不同的器件技術(shù)：Si、GaN 和 SiC。我們注意到，一些推動 GaN 的廠商已經(jīng)退出研發(fā)，等待市場增長，然后再進(jìn)一步投資（例如 Onsemi、Alpha 和 Omega）。

從制造角度看，中國仍然是 300 毫米、200 和 150 毫米制造擴(kuò)張投資的領(lǐng)先者。主要功率 IDM 和代工廠正在建設(shè)/擴(kuò)建 300mm 生產(chǎn)線（英飛凌、博世、東芝、Nexperia 等）。全球范圍內(nèi)正在建設(shè)一些 200mm 生產(chǎn)線，并且正在將 150mm 生產(chǎn)線翻新至 200mm（比亞迪、英飛凌、CRCC、Wolfspeed 等）。

設(shè)計(jì)電源轉(zhuǎn)換器時，關(guān)鍵考慮因素是平衡性能和成本。為了達(dá)到預(yù)期的結(jié)果，必須考慮多種因素，例如系統(tǒng)設(shè)計(jì)、無源選擇、半導(dǎo)體材料和集成。在轉(zhuǎn)換器層面，混合化、模塊化、更高效率和更高功率水平等趨勢影響組件決策。設(shè)備級開發(fā)的重點(diǎn)是提高整體性能和效率，通過集成和封裝的進(jìn)步提高熱性能和可靠性。

總體看來，硅仍然是晶圓級電力電子的主要材料，研究中心也在探索塊狀 GaN、Ga2O3 和金剛石等材料，但大規(guī)模實(shí)施仍在進(jìn)行中。