半导体行业观察 10小时前
电力电子行业,转折点
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在经历了 2025 年之前的兴奋和扩张阶段之后,电力电子行业正在回归业务基本面,重点放在新建晶圆厂的快速产能提升、大直径晶圆的良率优化、" 领先 " 产品而不是突破性创新、客户获取、销售执行以及应对日益激烈的竞争和成本压力。

全球电力电子市场预计将继续稳步增长。据优乐集团预测,到 2031 年,该市场规模将超过 410 亿美元,主要驱动力来自电动汽车、工业电机驱动、光伏发电、电池储能系统(BESS)、数据中心电源(尤其是人工智能相关应用)、电动汽车直流充电器以及铁路和高压直流输电项目等领域。

尽管功率模块的份额正在快速增长,但功率分立器件仍将继续主导市场。汽车和移动出行领域仍将是最大的市场细分领域。

硅器件的需求将继续受到成熟技术、低成本和高可靠性需求的驱动。碳化硅(SiC)功率模块和分立器件,以及氮化镓(GaN)器件,将继续增长,这主要得益于对更高效率和更大系统功率密度的需求。电动汽车(xEV)仍然是碳化硅器件最大的市场领域,而氮化镓器件的需求仍然主要来自消费电子产品,尽管其在高功率、高电压系统(例如人工智能数据中心的电源单元)中的应用也在不断增加。

功率器件市场仍由欧洲、美国和日本厂商主导;中国供应商正在迅速崛起

电力电子行业正从扩张转向整合和成本优化。碳化硅产能过剩以及来自中国企业的激烈竞争正在重塑整个生态系统。垂直整合正成为一项战略差异化因素,尤其是在碳化硅领域,并且在氮化镓领域也日益如此。竞争优势越来越依赖于制造规模、成本优化、封装技术、供应链韧性以及生态系统合作伙伴关系。

晶圆

硅晶圆供应链仍然由少数几家日本、台湾和中国企业主导,其中包括 SUMCO(日本)、信越半导体(日本)、GlobalWafers(台湾)和 Wafer Works(台湾)等。Siltronic(德国)仍然是欧洲唯一的主要硅晶圆供应商。

功率器件

英飞凌仍然是全球功率半导体器件领域的领导者,拥有广泛的硅、碳化硅和氮化镓产品组合。意法半导体、安森美半导体、三菱电机、富士电机、罗姆和东芝是其他主要的功率器件供应商。

中国企业在碳化硅晶圆、分立器件、电动汽车相关功率电子器件和工业功率模块等领域正迅速抢占市场份额。华晨微电子、思兰电子、比亚迪和中车等公司有望在 2025 年跻身全球前 20 大功率器件制造商之列。中国企业的崛起,除其他因素外,得益于中国庞大的国内功率器件市场。

生态系统的地理位置

日本在材料、封装、可靠性和工业电力电子领域依然保持强劲实力。欧洲则专注于汽车、工业、可再生能源和高可靠性系统。美国优先发展人工智能基础设施、数据中心和高性能应用。中国在电气化规模、制造能力和国内部署方面占据主导地位。亚洲作为全球封装和 OSAT(外包半导体组装与测试)中心的地位持续巩固。

" 中国 +1" 和区域化战略正在重塑全球制造业格局。

与其关注最新的技术创新,不如专注于 " 领先 " 产品、客户获取和销售执行。

全球电力电子技术趋势

电力电子行业在经历了多年的快速扩张后,正进入整合阶段,重点放在 " 领先 " 产品、客户获取和销售执行上,而不是最新的技术创新上。

SiC 和 GaN 器件的市场份额正在逐步扩大,到 2031 年,两者合计将占功率器件市场价值的 31%。

电气化、可再生能源、人工智能 / 数据中心和自动化是电力电子器件和技术创新的主要长期增长驱动力。系统电压持续提升:电动汽车从 400V 提升至 800V,光伏发电从 1000V 提升至 1500V,电动汽车直流充电器从 500V 提升至 1000V,人工智能数据中心架构向 800V 过渡等等。此外,制造工艺也在向更大直径晶圆过渡。

由于成本低、技术成熟、可靠性高且生态系统广泛,硅 MOSFET 和 IGBT 继续在主流应用中占据主导地位。

SiC 正从扩张转向整合。

碳化硅(SiC)的应用主要受 800V 纯电动汽车牵引逆变器和高效功率转换的驱动。纯电动汽车市场增速放缓导致碳化硅产能过剩,并给整个供应链带来巨大的价格压力。碳化硅晶圆和器件成本的降低以及中国系统制造商的价格压力加速了碳化硅价格的下跌。目前,市场关注点正转向更高价值的应用领域,例如数据中心、电池储能系统(BESS)、重型移动出行、国防和超高压系统,以及从 6 英寸晶圆向 8 英寸晶圆的过渡。

氮化镓巩固了其在低功率到中功率系统中的地位

氮化镓(GaN)器件在消费电源、消费电子产品快速充电器、数据中心和小型高频转换器等领域的应用最为广泛。而汽车和高功率应用领域的应用则受到可靠性问题、生态系统成熟度以及高压器件供应不足的限制。

包装成为关键的差异化因素

创新重点正从器件架构转向热管理和先进封装。关键的器件封装趋势包括:顶部和双面散热、铜夹互连、银烧结、低电感模块布局和嵌入式芯片封装。如何将芯片的热量散发出去已变得至关重要。

寻求环保解决方案

人们追求清洁开采原材料、零碳能源生产、清洁交通、能源回收、更高的电力转换效率和更小的环境足迹。

(来源 :编译自 Yole )

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