盖世汽车研究院：预计新能源汽车功率半导体市场规模到2028年将超过97亿美元
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在汽车的电动化进程中，功率半导体的用量和价值量增长最为显著。功率半导体作为电能转换与电路控制的核心，无疑已成为新能源汽车的重要组件，在电动车型中的价值量占比相较于在燃油车由21%提升至55%。而对功率半导体产品需求指数级的增长与产能扩建速度之间的矛盾也导致车规级功率半导体价格上涨，并出现结构性短缺。为了保障供应链的安全可控，叠加国际科技竞争日趋白热化，无论是整车企业还是功率半导体企业都在瞄准这一赛道并加速布局。
基于此背景，本报告从发展现状以及发展趋势两个维度对车规级功率半导体产业展开分析，得出的核心观点有：
产业发展现状
1、IGBT产业
①市场格局：英飞凌在国内车规级IGBT市场处于领先地位，业务垂直整合的自主企业比亚迪、中车电气以及正在转型IDM的斯达半导体市占率有所上升；
②行业现状：国内厂商的车载IGBT与国际头部厂商的技术差距进一步缩小，同时也在积极扩大车规级IGBT晶圆与模块的产能布局，随着其产能逐步释放，车规级IGBT国产替代有望加速；
2、SiC产业：
①市场格局：海外企业在碳化硅功率器件领域处于主导地位，意法半导体、英飞凌、wolfspeed三家头部企业合计占全球市场份额超70%，国内单一企业市场占有率均不足1%，仍有较大的市场发展空间；
②产业链布局：本土SiC企业偏向于下游的设计和器件模块产品开发，但正在加速晶圆制造布局，上游衬底、外延的布局存在明显不足；且国内碳化硅晶圆生产以6英寸为主，IDM是行业主流模式；
③生产制造：当前碳化硅单晶的质量不稳定易产生缺陷，而在整个碳化硅价值链中衬底占比最高，但存在最大的生产瓶颈，且生产难度大，因而导致碳化硅器件在整体的生产过程中成本过高、良率低下；
④封装技术：目前商用碳化硅功率模块仍然沿用传统硅基 IGBT 模块的灌封技术，面临着高频寄生参数大、散热能力不足、耐温低、绝缘强度不足等问题，限制了碳化硅半导体优良性能的发挥；
3、GaN产业：
①市场格局：欧美企业的市场份额占主导，企业具备先发优势；但国产企业英诺赛科的市占率已进入行业前三，诸多国内企业也在加速布局氮化镓产业链；
②行业现状：基于GaN功率器件的电流密度、迁移率、耐热性与散热性优势，业内企业纷纷提前布局GaN功率器件在新能源汽车OBC、电驱动系统等方面的应用
产业发展趋势：
1、衬底制备：为减少晶圆浪费、提高生产效率并降低成本，8英寸是碳化硅衬底制备技术的重要发展方向；
2、封装技术：碳化硅功率半导体封装向低杂散电感、高温封装以及多功能集成化技术发展，氮化硅基板将成为第三代半导体功率器件主流封装材料，纳米银烧结技术有望得到更加广泛的应用；
3、降本：企业通过应用新型抛光垫技术来提升碳化硅器件生产良率，以及细化应用场景，搭配使用Si和SiC混合模块等方式来减少SiC的用量，最终达到降本的目的；
4、市场规模：预计2028年新能源汽车功率半导体市场规模将超过97亿美元，整体市场复合年均增长率达21%，其中Si MOSFET与SiC MOSFET模块复合年均增长率最大
在汽车新能源浪潮中功率半导体受益极大，从各类芯片价值量占比来看，功率半导体在传统燃油车中的价值量占比为21%，而在电动车型中的价值量占比达55%，实现大幅提升；同时，从轻混到高端电动车功率半导体器件的用量以及功率都保持着递增态势。
随着国内新能源汽车产业的快速发展，对功率半导体的需求也显著增加。基于对供应链安全、成本和封装形式模块化等多种考量，国内车企通过自研、合作以及合资入股等方式完成车规级功率半导体产业上的布局，如长安深蓝与斯达半导体成立合资企业安达半导体，比亚迪通过旗下的比亚迪半导体进行自研，广汽入股瞻芯电子、基本半导体且与中车时代成立合资企业青蓝半导体。
从全球碳化硅功率器件市场格局来看，海外企业占据主导地位。其中意法半导体常年位居行业首位，意法半导体、英飞凌、wolfspeed三家头部企业的全球市场份额合计超70%，国内企业具有较大的市场增长空间。
从整体的市场规模来看，预计2023年新能源汽车功率半导体市场规模达37亿美元，到2025年市场规模超53亿美元，到2028年市场规模将超97亿美元，整体市场的年均复合增长率达21%。其中SiC MOSFET模块的复合年均增长率最大，可达32%。
就车规级功率半导体的发展趋势而言，基于降本增效的考量，8英寸是碳化硅衬底制备技术的重要发展方向，各企业也将开发应用新技术提升SiC MOSFET良率。同时随着高温封装需求和电动汽车的发展，SiC将采用易于标准化、轻量化以及可靠性更高的环氧塑封模块封装方式，采用提高散热能力、半导体利用率和电气寄生效应的双面冷却技术，在芯片表面也将采用银烧结技术以替代可靠性较低的键合线，并采用可靠性高的氮化硅基板。整体来看，SiC功率半导体封装将向低杂散电感、高温封装以及多功能集成化技术发展。
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