功率半导体是电力电子系统的核心器件，负责电能变换、控制与管理，是能源产业的底层支撑。与逻辑芯片、存储芯片“处理信息”不同，功率半导体处理的是
“能量”
——从电网到负载，所有电能都必须经过功率器件。
核心产品分类 ：功率 IC（模拟芯片）
功率分立器件
功率模块
四大核心技术路线（按成熟度从高到低）
硅基 MOSFET：优势是高频好、驱动简单、工艺成熟、成本低，弱点是在高压高温下不如 SiC。处于成熟期，广泛用于消费电子、服务器电源及车身电子。
IGBT：具备高压大电流处理能力，适合中高功率场景（新能源车电驱、工业变频、轨道交通），同样成熟，缺点是开关损耗较高，频率不如 MOSFET 或 SiC。
SiC MOSFET：高效率、低损耗、耐高温、适合高压高频，正处于成长期，主要用在 800V 电驱、充电桩、光伏逆变器、AI 服务器电源等高增长领域，但成本偏高，对材料和封装要求严格。
GaN（氮化镓）：高频特性优异、体积小，特别适合中低压高频应用（快充、通信电源、服务器二次电源），尚处成长初期，车规和大功率场景仍在验证中。
产业阶段判断
当前正处于
第二代硅基（Si IGBT/MOSFET）向第三代宽禁带半导体（SiC/GaN）切换
的窗口期。第三代半导体的核心优势是工作温度更高、开关损耗更低、系统体积更小，在 AI 算力和新能源车中直接转化为能耗降低与续航提升。
三大需求引擎
AI 算力爆发：英伟达机柜功耗预计从 10–15kW 飙升至超 1.5MW，2025–2030 年 AI 数据中心新增 233GW 电力需求，800V 直流架构和 SiC/GaN 最受益。
电网升级：智能电网与高压输电对功率器件提出更高要求。
光伏储能：逆变器与储能系统广泛采用 IGBT 及 SiC 器件。
当前景气度表现
海外大厂（英飞凌、安森美、意法半导体）将产能向 AI 高端应用倾斜，对其他细分板块形成产能挤占。
英飞凌年内连发两轮涨价函，7 月已落地；国内部分功率大厂 6 月起涨价，7 月执行上一轮调价，预计 9 月末开启第二轮谈判。
部分产品涨幅达 20%–30%，全行业交期拉长至 30–50 周以上。
本轮由下游多重需求共振叠加上游供给受限共同驱动，属于长周期高景气，国产替代正从“能用”迈向“好用”。
二、产业链价值分布（按环节）
上游（材料 + 设备）：约占整体附加值的
30%。其中材料端毛利最高，衬底毛利率约 55%。
中游（设计 + 制造 + 封测）：约占
55%。制造端资本开支最重，一条 8 英寸 SiC 产线投资超 10 亿美元。
下游（系统应用）：约占
15%。下游终端系统市场规模庞大，但半导体器件层面的利润空间相对最薄。
三、上游：材料端
（一）碳化硅（SiC）——衬底决定成本上限，外延决定性能上限衬底成本
占 SiC 器件总成本的 40%–47%，外延加工费占 20%–30%，两者合计占到 60%–70%。也就是说，一颗 SiC 功率模块，近七成钱花在衬底和外延上。
衬底是产业链最大瓶颈，8 英寸
是当前最核心的竞争焦点。
SiC 衬底全球竞争格局
国际龙头：美国 Wolfspeed（已量产 8 英寸，一家独大）、II‑VI（收购 Coherent 后扩产）、日本罗姆（自研衬底）。
其他新玩家：同光股份、露笑科技等。
预计 2030 年 SiC 衬底需求约 700 亿元，较当前增长近 8 倍，核心驱动是下游 8 英寸 FAB 线扩产。
SiC 外延全球格局
国际龙头：日本昭和电工（全球市占率第一）、美国 Wolfspeed（自有外延产线，与衬底一体化供应）。
国内厂商：瀚天天成、东莞天域、比亚迪半导体（以自供为主，部分外供）。其中天域半导体已具备 6 英寸外延量产能力，正向 8 英寸过渡。
（二）氮化镓（GaN）——衬底不是瓶颈，拼外延与应用落地
GaN 不依赖自支撑衬底，功率器件领域主流采用
硅衬底（GaN-on-Si），射频等特定场景采用 SiC 衬底（GaN-on-SiC），蓝宝石则多见于光电器件。所以衬底不是瓶颈，关键是外延工艺和应用落地速度。
当前 GaN 正从消费快充走向车规和数据中心，AI 算力对高密度 GaN 电源的需求是未来三年最大变量。英伟达供应链正加速导入，1200V 车规 GaN 有望加速放量。
自支撑衬底主要供应商：日本住友电工、三菱化学，尺寸多为 2 英寸，价格极高（约 5000+ 美元/片）。
消费快充端全球市占率第一的是纳微半导体。
国内 GaN 龙头：英诺赛科，8 英寸 GaN‑on‑Si 产能全球最大，采用设计+制造一体化（IDM）模式。
（三）硅片（用于 GaN 及传统硅基器件）高端硅片由信越化学和 SUMCO 垄断。
国内：沪硅产业 12 英寸硅片已进入车规验证；立昂微 6 英寸国产化率持续提升。
四、上游：设备端功率半导体器件尺寸大、厚度大，电压常达 1200V 甚至 3300V 以上，因此需要专用设备。当前设备端国产化率约 20%–30%，其中长晶炉国产化率最高，外延和刻蚀设备仍以进口为主。
1. 长晶炉——技术壁垒最高、价值量最大的环节
工艺：采用物理气相传输法，在 2000℃以上高温炉中让 SiC 粉末升华后在籽晶上重新结晶，一炉长一周，后续切、磨、抛周期极长。
全球龙头：瑞典 Norstel（现隶属 ST 旗下），Wolfspeed 自用设备主要来源，6 英寸和 8 英寸均有成熟方案。
国内：晶升股份
是国内唯一实现 6 英寸 SiC 长晶炉量产的厂商，
已进入天科合达、天岳先进产线，8 英寸在研；
北方华创
布局 SiC 长晶炉，处于验证阶段。
2. 外延设备（SiC 用 CVD，GaN 用 MOCVD）
全球市场被德国 Aixtron 和美国 Veeco 垄断。
国内：北方华创
是 SiC 外延设备龙头，6 英寸 CVD 已量产，正在攻克 8 英寸；
中微公司
主攻刻蚀设备，但 SiC 外延也在推进中。
3. 刻蚀与离子注入设备
离子注入全球龙头是美国 Axcelis，其 SiC 专用注入机市占率最高，绑定 Wolfspeed、ST、ROHM。
国内布局厂商：先导基电（凯世通）、中科信等。
中游玩家分为三种商业模式：
（一）IDM（设计+制造+封测一体化）
特点：自己设计、自己制造、自己封装，产能自主可控，是车规级市场的主力。
代表厂商：
国内：华润微、士兰微、扬杰科技、时代电气、英诺赛科（GaN IDM）
海外：英飞凌、意法半导体、罗姆。
重点国内 IDM 厂商简介
华润微：国内少有的全产业链 IDM，拥有 6/8/12 英寸产线全覆盖，MOSFET、IGBT、SBD、FRD 全线产品，是硅基功率半导体的“全能选手”。
士兰微：6/8 英寸 + 12 英寸产线，IGBT 和 FRD 自有产线已量产，SBD 和 MOSFET 也在做。目前正在建设 12 英寸 SiC 产线，是少数同时布局硅基和 SiC 的 IDM。
时代电气：轨交 IGBT 全球领先，并切入车规市场，车规 IGBT 国内市占率第一，已导入比亚迪和蔚来供应链。
英诺赛科：8 英寸 GaN‑on‑Si 产能全球最大，设计+制造一体化。
（二）Fabless（纯设计，制造外包）
特点：轻资产、灵活，但在功率领域份额相对有限。
新洁能：主力是 MOSFET，中高压 SGT 和 SJ 工艺是看家本领，IGBT 和 SiC 也在推进，完全采用代工模式。
东微半导：功率超级结龙头，拥有服务器级别的 SJ MOSFET。
另外，宏微科技
和
斯达半导
模式相似（芯片外购、自己封模块），核心竞争力在封装端。
（三）Foundry（纯代工，不做设计）
六、下游系统应用
功率半导体覆盖几乎所有电能转换场景，主要包括：
新能源车（电驱、电控、OBC）
光伏逆变器
充电桩
数据中心（AI 服务器电源）
工业变频
家电
重点细分需求
AI 服务器：高压侧用 SiC，低压侧用硅基 MOSFET，两者价值量同步提升，叠加 AI 芯片对功率产能的刚性挤占，需求斜率进一步陡峭。
800V 新能源车：加速 SiC 渗透，IGBT 仍为主力，GaN 车规有望放量。
光伏储能：逆变器大量使用 IGBT 及 SiC 模块。
七、产业趋势与核心看点
尺寸升级：SiC 从 6 英寸向 8 英寸全面切换，是未来几年核心方向。
材料迭代：硅基 → SiC/GaN 第三代宽禁带窗口期，高端市场渗透加速。
AI 驱动：高密度 GaN 电源需求爆发，英伟达供应链加速导入，1200V 车规 GaN 有望成为新增长极。
涨价周期持续：年内第二次全面调价进行中，供需错配下景气度有望维持。
国产替代深化：从“能用”到“好用”，叠加下游各应用周期同步复苏，功率半导体是当前半导体板块增速较快的细分赛道之一。
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