2021年中国电力半导体器件行业市场发展趋势分析及重点企业竞争力研究
产业基本概述：
（1）半导体被称为“工业粮食”，是所有电子设备的心脏。目前，我国每年半导体器件（芯片）进口总额已达数千亿美元，超过了石油进口总额，高端芯片自给率几乎为零，国内高端制造行业对国外芯片厂商存在严重的依赖局面。半导体的产业规模和技术水平，是衡量一个国家工业现代化水平的重要标志，具有自主知识产权的核心器件产业化，对于我国从制造业大国转变成制造业强国具有特殊重要的意义。西方发达国家长期对中国进行技术出口限制，在高端芯片领域已经演变成全面封锁和打压的态势；为保障国家经济长远发展和国民经济安全，国内半导体行业必须加大研发投入和技术创新，实现高端产品工艺和技术的突破，以摆脱受制于人的局面。
我国半导体领域对国外的依赖，不仅体现在存储器、高速微处理器、高速数字处理器、通讯集成芯片等大规模集成电路芯片类半导体，也包括用于大功率控制和变换的功率半导体器件，特别是高频高压工况下的自关断器件。如我国交流机车牵引用IGBT、柔性直流输电用高压IGBT、输配电直流断路器用IGCT，多年来并未摆脱依赖于国外供应商的局面。
（2）功率半导体器件分为以晶闸管为代表的双极型器件、以MOSFET场效应晶体管为代表的场控器件、以IGBT为代表的场控与双极型相结合器件，以及以SiC器件为代表的使用宽禁带半导体材料制成的第三代新型器件。发行人通过多年的努力，在双极型器件领域，已跻身全球第一梯队；发行人研制和生产的世界最高等级的电控和光控晶闸管在我国数十条超高压和特高压直流输电工程上成功应用和可靠运行，使我国彻底摆脱了在此领域对国外的依赖。
我国第一条超高压直流输电工程——葛洲坝至上海±500KV直流输电工程（葛上工程），于1989年9月投入运行，该工程使用的是价格高昂的进口4英寸晶闸管；目前世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最远、技术最先进的直流输电工程--昌吉—古泉±1100KV高压直流输电工程（吉泉工程）于2018年初投入运行，该工程所使用的6英寸晶闸管由发行人研制和生产；葛上工程进口4英寸晶闸管的当时售价约为吉泉工程所使用的6英寸晶闸管售价的5-6倍，发行人在高等级晶闸管领域不但完全实现了进口替代，而且大大节约了国家重点能源工程的建设成本。
（3）电力电子技术是能源高效转换领域的核心技术，包括电力半导体器件、变流电路和控制技术三个部分，其中电力半导体器件是基础，变流电路是电力电子技术的核心。电力半导体器件在我国又常被称为功率半导体器件，电力半导体器件是现代电力电子装置的心脏，其功能包括变频、变压、变流、功率放大和功率管理等，通过对电能高效地产生、传输、转换、存储和控制，降低电路损耗，提高能源利用效率，实现节能和传统产业信息化。电力半导体器件在国民经济工业部门和社会生活各方面应用广泛，在电力工业领域未来发展建设中起到至关重要的作用。新能源发电、直流输电、储能、新型配电、智能电网等都会用到电力半导体器件。
从电力半导体器件的市场发展看，功率器件产品已经成为市场的热点。由于功率器件在高频状态工作时更加节能、节材，也能大幅减少整机装备的体积和重量，功率半导体技术已成为促进电力半导体器件产品持续发展的主要动力。在产品应用方面，电子整机产品对功率变换、电源管理等日益增长的需求直接推动了功率晶体管产品的发展。近年来，“节能减排”、“开发绿色新能源”已成为我国长期发展的基本国策。在我国绿色能源产业发展的推动下，电力电子技术迅速发展成为建设节约型社会、促进国民经济发展和践行创新驱动发展战略的重要支撑技术之一。
《电力电子行业“十三五”发展指导意见》指出，将电力电子技术应用于发电、输电、变电、配电、用电、储能，能够起到改善电能、控制电能、节能环保的作用，使电网的工频电能最终转换成不同性质、不同用途的高质量电能，以适应千变万化的用电装置的不同需要。我国工业领域使用了大量的轧机、电焊机、电镀和电解电源、风机、水泵、无轨电车等机电设备，具有巨大的效率提升需求和空间。据中金企信国际咨询公布的《电力半导体器件“十四五”发展战略-2021-2027年中国电力半导体器件行业市场专项调研及投资前景可行性预测报告》统计数据显示：中国电机保有量约17亿千瓦，年耗电量约3万亿kWh，电机耗电占中国电力消费的64%，工业用电的75%。据测算，工业电机效率提升一个百分点，可节约用电260亿kWh。采用先进的电力电子技术推动电机系统节能，年节电可达1300～2300亿kWh，相当于2～3个三峡电站的发电量。
电力半导体器件行业现状：传统型的电力半导体器件主要指高压直流阀用晶闸管，其在许多关键领域仍具有不可替代的作用。尤其是随着特高压直流输电、SVC等变流装置容量的不断加大，对高压大电流的高端传统型器件等需求巨大，这就要求行业内企业通过研发，不断突破大功率晶闸管的电压电流等级，以适应不断增大的变流装置容量。在新型电力半导体器件方面，随着我国高压变频、交流传动机车/动车组、城市轨道交通等技术发展和市场需求的增加，对集成门极换流晶闸管（IGCT）、绝缘栅双极晶体管（IGBT）的需求非常紧迫且需求量也非常大。
全球电力半导体市场的优势份额以及先进技术主要由国际老牌半导体企业占据，如ABB、英飞凌和德国Semikron等。美国是电力半导体器件的发源地，在全球电力半导体器件市场中占有重要的位置，著名的电力半导体器件厂商有GE（美国通用电气公司）、IR（美国国际整流器公司，已被英飞凌收购）、Fairchild（美国仙童半导体公司，已被安森美半导体（ONSemiconductorCorp.）收购）等。但近年来，电力半导体器件生产逐步转移到欧洲、日本及发展中国家。欧洲是全球电力半导体器件研发生产和市场发达的地区，拥有全球著名的英飞凌、ABB、德国Semikron等。日本主要的半导体器件厂商有东芝、富士和三菱等企业。
目前，电力半导体器件中较新的研究和发展领域为SiC和GaN电力半导体器件，即以SiC和GaN为基础材料生产的半导体器件。国际上出现该类商业化产品的时间较短，并受技术成熟度和成本的制约，尚处于市场开拓的初期阶段，未广泛普及。SiC和GaN电力半导体器件的主要供应商有科锐（Cree）、英飞凌、安森美、东芝、富士和三菱等企业。
中国电力半导体器件市场规模发展较快，但总量仍不能满足需求，特别是中高档产品仍一定程度依赖进口。尽管中国已经成为全球功率半导体产业的重要市场，但中国电力半导体器件的设计、制造能力还有待提高，特别是在新型材料半导体器件领域，与国外领先企业仍存在较大差距。
在传统型的电力半导体器件（主要指高压直流阀用晶闸管）领域，以派瑞股份为代表的少数企业，通过引进吸收国外先进技术和不断自主创新，其产品技术已达到国际先进水平，同时凭借国内成本较低和市场广阔的优势，能够与行业内的国际先进企业开展竞争，且在国内市场占据了主要份额。
产业发展趋势：随着国家经济的持续发展，节能减排战略的驱动，相关产业政策的扶持以及战略安全的需要和全球化趋势，我国电力电子产业将进入稳定地快速发展阶段。
电力电子产业是我国制造业的重要组成部分。作为高新技术的战略性新兴产业，电力电子产业涉及半导体及电子材料、关键零部件、器件的芯片制造及封装、关键生产装备和检测设备，装置和系统设计、关键元器件和零部件及配套件、系统集成、试验以及运行等上下游全链条，在我国制造业转型升级中将发挥重大的作用。
电力半导体器件及装置技术在风能、太阳能、热泵、水电、生物质能、绿色建筑、新能源装备等先进制造业中将发挥重要作用，其中许多领域在“十二五”期间的市场模都达上万亿，带动了电力电子技术及产业的高速发展。中国电器工业协会电力电子分会预测，随着新能源革命的推动，我国电力电子器件产业将迎来快速发展的机遇，并保持持续稳步增长态势，在投资增量需求与节能环保需求的双重推动下，以及下游电力电子装置行业需求高速发展的拉动下，行业规模将不断扩大。
在未来五年里，由于国家经济进入“新常态”，经济增速有所放缓，且经济增长方式继续向消费拉动转型，下游钢铁冶炼、电机驱动等行业的需求将可能转弱，对电力半导体器件行业规模的增长将产生负面影响；另一方面，来自战略性新兴产业（如先进半导体、新一代信息技术、新能源汽车、新一代航空装备、智能交通等）的需求则为电力半导体器件行业的可持续发展注入了新的动力。2016年至2020年期间，电力半导体器件市场规模的年复合增长率为5.08%，预计2020年将达到144.5亿元。