功率半導體，沉默中爆發

文 | 半導體產業縱橫

功率半導體廠商正處于十字路口。

Yole Group最新報告給功率半導體行業畫了一張清晰的坐標系：全球電力電子市場將以7.1%的復合年增長率從2025年增長至2031年，市場規模達到413億美元。榜單上，英飛凌以覆蓋硅、碳化硅和氮化鎵的全產品組合遙遙領先，安森美和意法半導體分列二三位。五家日本公司緊隨其后，五家中國制造商——華潤微電子（第九）、士蘭微電子（第十）、聞泰科技旗下Nexperia（第十一）、比亞迪半導體（第十三）和中國中車（第二十）——躋身前二十。

比排名更值得關注的是一個判斷：經過多年快速擴張，功率半導體產業正進入整合期，競爭重心從技術創新本身轉向市場領先產品、客戶獲取和銷售能力。

各大廠商近期的產品布局和戰略動向，恰好為這個判斷提供了一線注腳。當行業從"everyone is growing"轉向"who wins what"，分化的主線正在浮出水面。

01 AI供電：千安級電流催生新賽道

數據中心電源（包括AI相關應用）被列為驅動413億美元市場的核心增長引擎之一。

英飛凌給出了量化的路線圖：AI機架功率正在經歷三年三級跳——第一代200kW、第二代500kW、第三代1000kW將在一到兩年內到來。對應到營收，AI數據中心電源方案從2026財年約15億歐元預計增長至2027財年的25億歐元。圣邦微展示了最高支持1200A輸出的AI算力板供電方案，AI手機端的SGM64040也需支持20A穩態/30A瞬態——AI設備對供電電流的需求已經從安培級跨入千安級。

TI則展示了完整的800V供電鏈路：從電網輸入到PSU、熱插拔保護、電容儲能、高壓DC/DC、再到板側GPU內核供電，每個環節都有對應方案。其中800V到6V的DC/DC峰值效率達97.6%、功率密度2kW/in3，30kW AC/DC PSU峰值效率98.5%。這些硬數據量化了AI供電的效率天花板，也說明系統電壓向800V演進的必然性——Yole同樣注意到了這個趨勢，指出電動汽車從400V提升至800V、太陽能從1000V提升至1500V、AI數據中心也在向800V架構發展。

國內方面，圣邦微的AI算力板供電方案最高支持1200A輸出；東微半導的募資方向中，3300V至10kV SiC MOSFET明確面向固態變壓器等超高耐壓場景。三家廠商從不同角度交叉印證，意味著SST正從概念驗證進入工程實現階段。傳統變壓器全球缺貨已兩年，銅價持續上漲推高成本，替代窗口正在打開。

AI供電不是單一芯片的問題，而是從隔離、轉換、實時控制到配電架構的全鏈路升級。誰能在這一鏈條上提供更完整的方案，誰就能在"客戶獲取"階段占據先機。

02 SiC：替代不可逆

Yole預測，到2031年碳化硅和氮化鎵將占整個功率半導體市場的31%。這個數字本身說明第三代半導體的滲透趨勢不可逆。但Yole同時給出了一個判斷：BEV市場放緩導致SiC供應過剩，加劇了整個供應鏈的價格競爭，而中國制造商的價格戰進一步加速了SiC價格下跌。

擺在碳化硅玩家面前的難題是：技術替代在加速，但市場價格在下跌。

東微半導第二代、第三代650V和1200V已穩定交付，1700V通過客戶測試并獲訂單，第四代650V/750V/1200V已研發成功推進驗證。方正微電子的650V至2300V全系列SiC MOSFET與SBD，覆蓋插件、貼片、頂部散熱和大功率模塊全封裝形態。6英寸向8英寸晶圓的轉型推動制造成本快速下探，650V以上高壓段對硅基IGBT的替代已經不可逆。

隨著SiC的應用重點將轉向數據中心、樓宇儲能系統、大規模交通運輸、國防和超高壓系統等高附加值領域，SiC將經歷一次應用場景的分流：在電動汽車主驅等大眾市場，價格競爭將愈發激烈；而在數據中心供電、固態變壓器等高附加值場景，SiC的技術溢價仍然成立。

價格戰是一把雙刃劍。華潤微、士蘭微、比亞迪半導體等入圍全球前二十，說明規模優勢已經建立。但從器件供應商向系統方案商轉型才能真正決定能否在整合期存活的關鍵。

相比SiC的過剩爭議，GaN正處于一個更清晰的上升通道。Yole指出GaN應用正在不斷擴大，主要集中在消費電子電源、快速充電器、數據中心電源以及小型高頻轉換器領域。但同時提醒，高壓器件的可靠性、生態系統成熟度和供應狀況仍然是其在汽車和高功率應用領域廣泛應用的挑戰。

近期的技術突破恰好指向了GaN突破瓶頸的關鍵一步。英飛凌全球首發300毫米GaN功率半導體晶圓技術，預計2026年底至2027年初量產。從6英寸到12英寸，不是簡單的尺寸放大，而是單位成本和產能規模的質變——這意味著GaN將從"可用"跨入"規模可用"階段。東微半導的低壓GaN HEMT也已突破并推進量產，正向高壓、中壓、低壓全矩陣完善。TI則以GaN為核心推動800V數據中心電源小型化，GaN在高頻、高功率密度電源中已成為主流選擇。

由于在高壓器件可靠性方面仍存在挑戰，短期內仍將GaN鎖定在中低壓場景。但12英寸量產一旦兌現，消費電源和數據中心供電兩個市場就足以撐起GaN的規模化增長。

03 競爭焦點轉移：從器件結構到熱管理

對于功率半導體來講，未來差異化的關鍵在于技術創新的重點正從器件結構本身轉向熱管理和先進封裝技術。關鍵技術趨勢包括頂部冷卻、雙面冷卻、銅夾連接、銀燒結、低電感模塊布局和嵌入式芯片封裝。

各廠商的封裝創新與這個判斷高度吻合。東芝業內首創DSOP雙面散熱封裝，已在線控底盤大規模量產應用；方正微電子走頂部散熱及模塊化封裝路線；英飛凌的Q-DPAK和EasyPACK均為行業首發封裝。散熱方案沒有標準答案，雙面散熱與頂部散熱各有場景適配，但誰能更高效地把熱散出去直接決定功率密度天花板。

這個趨勢的深層含義是，當器件層面的性能差距縮小，SiC的導通損耗和開關損耗在各家之間已經不會產生數量級差異，競爭的焦點就轉移到了封裝和熱管理。誰能在一顆芯片上更高效地散發掉熱量，誰就能在同樣的體積內塞進更多功率。

04 本土廠商規模初現，方案待補

五家中國制造商躋身全球前二十，是Yole榜單中最值得關注的結構性變化之一。受全球最大的國內功率器件市場需求驅動，中國制造商正在迅速擴大在碳化硅晶圓、分立器件、電動汽車功率電子器件和工業功率模塊領域的市場份額。

本土廠商在細分賽道的單點突破已經證明能力。捷捷微電車規BMS絕緣檢測芯片耐高溫125℃、長壽命；雅創芯和的12通道車規頭燈驅動和8mΩ低阻4通道高邊驅動填補本土高端空白，目前供不應求；芯進電子的磁隔離產品在耐壓和抗干擾指標上領先同行50%。

面對國產功率半導體品牌的快速發展，國外巨頭選擇用生態優勢建立護城河。英飛凌的"From Grid to Core"全鏈路布局、TI從電網到GPU內核的完整供電方案、東芝在線控底盤的系統級封裝應用，這些都不是單顆器件的競爭，而是系統級整合能力的競爭。近日，英飛凌50億歐元德累斯頓超級晶圓廠的投產和TI虛擬一體化工廠的協同運營，在產能布局上也拉開了量級差距。

隨著功率半導體行業進入整合期，整個市場的窗口也在同時在收窄。本土廠商在細分賽道的單點突破已經證明能力，但從器件到系統方案的轉型、從單一產品到全棧覆蓋的跨越，仍需要時間。

AI供電催生了功率半導體新的增量軸，kA級電流管理和SST固態變壓器是下一個產業化拐點；SiC替代不可逆但供給已過剩，價格競爭將加速行業洗牌；GaN在12英寸量產前夜蓄勢待發；競爭焦點從器件結構轉向熱管理和先進封裝——這些分化主線共同指向一個事實：功率半導體行業正在從“做大蛋糕”轉向“分配蛋糕”。

413億美元的市場盤子足夠大，但增長不再是普惠式的。真正的較量在量產線上，誰能把技術優勢轉化為客戶綁定，誰就能一直站在牌桌上。