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占半导体市场17%却常被忽视!一文读懂分立器件:IGBT、MOSFET国产替代全解析

   2026-08-19 三防胶网技术部00
导读

说起半导体,大多数人第一时间想到的是CPU、GPU这些集成电路芯片。但很多人不知道的是,在庞大的半导体家族里,还有一类产品历史比集成电路更久、应用范围极广,却常常被忽视——它就是分立器件。按照世界半导体贸易统计组织(WSTS)的分类,半导体分为集成电路、分立器件、光电子器件和传感器四大类,其中分立器件占据约17%的市场份额。而在新能源汽车、光伏逆变、工业控制等热门赛道里,分立器件尤其是功率器件,正扮演着越来越关键的角色。

说起半导体,大多数人第一时间想到的是CPU、GPU这些集成电路芯片。但很多人不知道的是,在庞大的半导体家族里,还有一类产品历史比集成电路更久、应用范围极广,却常常被忽视——它就是分立器件。按照世界半导体贸易统计组织(WSTS)的分类,半导体分为集成电路、分立器件、光电子器件和传感器四大类,其中分立器件占据约17%的市场份额。而在新能源汽车、光伏逆变、工业控制等热门赛道里,分立器件尤其是功率器件,正扮演着越来越关键的角色。

一、分立器件:比集成电路还早10年的"老前辈"

要讲清楚分立器件,得先从半导体的分类说起。

WSTS把半导体按结构功能划分为四大类:集成电路(占约83%)、分立器件(占约17%)、光电子器件和传感器。集成电路大家比较熟悉,就是把大量晶体管、电阻、电容等元件集成到一块晶片上,实现复杂功能。而分立器件走的恰恰是另一条路——它只在晶片上形成一个或少量PN结,实现相对简单的功能,比如整流、稳压、开关、变频等。

有意思的是,分立器件的历史其实比集成电路还早。世界上第一个二极管诞生于1947年,比最早的集成电路早了大约10年。那时候还没有什么先进制程的概念,半导体产业就是从这样一个个简单的PN结起步的。

后来,半导体的发展朝着集成度越来越高的方向演进,逻辑芯片的制程从微米级一路杀到纳米级,算力呈指数级增长。但对于一些特定功能,比如高速开关、稳压、功率转换等,过高的集成度反而没有必要,甚至会影响稳定性和成本。于是,这些维持最初形式的产品保留了下来,这就是今天分立器件的由来。

二、功率器件是核心:二极管、MOSFET、IGBT三分天下

分立器件可细分为功率器件和小信号器件,两者都起到整流、稳压、开关、变频等功能,区别主要在于功率大小。小信号器件市场份额较小,所以业内很多时候直接把分立器件和功率器件画等号。

功率器件根据结构可进一步分为二极管、晶体管和晶闸管。晶体管里面又包括MOSFET(场效应晶体管)、IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、双极型晶体管等。据WSTS统计,二极管、MOSFET和IGBT这三类产品的市场份额合计超过80%,是功率器件的绝对主力。

这三类产品各有擅长的应用场景:

· 二极管:适合中高电压、低频率场景,市场份额约29%;

· MOSFET:适合低电压、高频率场景,市场份额约31%,是占比最高的一类;

· IGBT:适合高电压、中频率场景,市场份额约19%,被称为"电力电子行业的CPU"。

三、新能源汽车催生千亿级市场,功率器件站上风口

近年来,新能源汽车的爆发式增长,让功率器件行业迎来了前所未有的机遇。

相比传统燃油车,新能源汽车新增了电池、电机、电控这"三电"系统,带来了大量的电能转换需求。在驱动控制系统和充电逆变系统中,MOSFET和IGBT得到了广泛应用。数据显示,功率器件的价值占到电动汽车半导体总价值的50%以上,是新能源汽车成本结构中不可忽视的一环。

除了新能源汽车,光伏逆变器、风电变流器、工业变频器、轨道交通等领域,同样是功率器件的重要应用场景。可以说,在"双碳"目标的大背景下,功率器件的市场天花板正在不断被抬高。

四、全球竞争格局:英飞凌一家独大,国产厂商加速追赶

与集成电路领域被少数巨头高度垄断不同,功率器件行业的竞争格局相对分散。原因在于功率器件的技术壁垒相对较低,参与者众多,市场份额排名前五的厂商——英飞凌、安森美、意法半导体、三菱和东芝,合计市占率(CR5)为43.1%,远没有到寡头垄断的程度。

不过,细分到不同品类,集中度差异很大。

(一)MOSFET:国产厂商已跻身全球前十

MOSFET的技术难度高于普通二极管,因此竞争格局相对更集中,CR5达到58.4%。英飞凌稳居第一,安森美、意法半导体紧随其后。值得欣慰的是,国内厂商在这个领域已经取得了一定突破——华润微、闻泰科技(安世半导体)、士兰微均跻身全球前十大MOSFET厂商,三者合计占有约10%的市场份额。

更积极的信号是,海外厂商正在逐步退出中低端MOSFET市场,国内厂商有望承接这部分产能空缺,进一步提升市占率。

(二)IGBT:壁垒最高,国产替代空间最大

IGBT结合了MOSFET和二极管的双重优点,能够适应高电压、中频率的工作环境,技术难度大于MOSFET和普通二极管,因此行业竞争格局最为集中。以IGBT模组为口径计算,行业龙头英飞凌独占36.5%的市场份额,CR5高达66.7%。

国内IGBT领域的龙头企业是斯达半导,市占率约2.8%。虽然与英飞凌差距明显,但考虑到IGBT在新能源汽车中的核心地位,以及国产替代的政策红利,这个赛道的成长空间不容小觑。

五、国产功率器件三强扫描:斯达半导、华润微、士兰微

2016年到2021年的财务数据来看,三家国内代表性企业各有特色。

(一)营收规模:华润微领先,斯达半导增速亮眼

营收总量上,华润微处于领先地位,远大于斯达半导和士兰微。这主要因为华润微在MOSFET和普通二极管上占有国内更多的市场份额,旗下MOSFET产品种类丰富,覆盖电压范围较广。斯达半导的产品以IGBT为主,是国内最大的IGBT模组生产商。士兰微也有IGBT产品,但相比斯达半导的模组产品,公司主要以裸片形式出货。

从增长势头看,斯达半导和士兰微近年来营收增速较快,反映出国产功率器件企业在下游需求拉动下的快速成长。

(二)毛利率:斯达半导最高,Fabless模式是关键

三家企业的毛利率水平差异明显。斯达半导采取Fabless模式,只负责芯片设计,制造和封装环节外包给专门的代工厂,因此毛利率相对较高。士兰微和华润微则采用IDM模式,自己负责设计、制造、封装全流程,近年来受益于工艺改进和产能扩张带来的规模效应,毛利率也在不断上升,逐步缩小与斯达半导的差距。

(三)研发投入:低于集成电路,但士兰微保持高比例

一个有意思的发现是,分立器件企业的研发支出占营收比例普遍低于集成电路企业,大约在10%左右。原因有两方面:一是集成电路企业毛利率更高,可用于研发的资源更充裕;二是分立器件构造相对简单,标准化程度高,发展较为成熟,迭代速度较慢。

不过,士兰微的研发投入占比在三家之中最高,基本维持在10%以上,2019年一度达到13.69%,显示出公司在技术升级上的持续投入。

六、国产替代的逻辑:为什么分立器件更有戏?

相比集成电路领域被海外巨头高度垄断、国产企业市占率极低的局面,分立器件领域的国产替代显然更有想象空间。

首先,功率器件的技术壁垒相对较低,不需要像逻辑芯片那样追逐最先进的制程工艺,国内企业在制造工艺上与国际水平的差距较小。其次,功率器件的应用场景多为工业、汽车、能源等领域,对可靠性和性价比的要求高于对极致性能的追求,这给了国产厂商更多试错和成长的空间。再次,海外厂商逐步退出中低端市场,为国内企业腾出了市场份额。

当然,挑战依然存在。在IGBT等高端品类上,英飞凌等海外龙头依然占据绝对优势;在车规级认证、可靠性验证等方面,国产厂商还需要时间积累。但总体而言,分立器件尤其是功率器件,可能是半导体国产替代浪潮中最先看到成果的赛道之一。

 

1947年第一个二极管诞生,到今天新能源汽车里密密麻麻的功率模块,分立器件走过了七十多年的历程。它没有CPU那样光鲜亮丽,也没有GPU那样站在AI的风口浪尖,但正是这些看似"简单"的器件,撑起了电能转换和控制的底层逻辑。在国产替代的大潮中,斯达半导、华润微、士兰微们正在用实实在在的业绩证明:半导体自主可控,不一定非得从最尖端的制程开始,把分立器件做好做精,同样是一条值得走的路。

 

(本文基于公开行业数据及企业财报整理,仅供行业参考。)

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