功率器件供不應求！這家國產廠商劍指新能源和服務器等領域

功率器件是電力電子行業的重要基礎元器件之一，管理著全球超過50%的電能資源，廣泛應用于電力設備的電能轉化和電路控制等領域，是工業體系中不可或缺的核心半導體器件。

最近，芯八哥“走進產業鏈”欄目記者采訪了國內一家快速發展的功率半導體新銳企業—功成半導體的COO劉燁，探討在功率半導體景氣度高企的背景下，當前功成半導體企業的發展情況以及對行業未來發展的展望。

高壓超結MOSFET產品供不應求，預計今年銷售額將近1億元

據了解，功成半導體成立于2018年，主要從事低壓屏蔽柵SGT、高壓超結MOSFET、溝槽柵場截止型IGBT、SiC SBD、SiC MOSFET、GaN HEMT、功率模塊IPM、功率IC的設計、研發和銷售，聚焦智能家電、數據中心、光伏儲能、汽車電子等四大領域，產品已應用于通訊電源、服務器電源、直流充電樁、儲能系統、光伏逆變器、汽車電子等細分市場。

“我們目前的主營業務為功率半導體的研發和銷售，具體產品線包括MOSFET、IGBT、IPM模塊和第三代半導體等。其中，MOS是我們目前主要的產品線，基本上我們去年和今年主要的產值都來源于此。”劉燁向記者介紹道，“除了MOS外，我們現在主推的IGBT產品L1和F1系列已經實現規模化量產，自主研發生產的IPM模塊產線也已通線試產；第三代半導體方面，碳化硅SBD已推出650-1200V，支持2-60A電流范圍。1200V碳化硅MOS支持16-100mohm，目前已全面接受市場訂貨。”

作為一家成立僅4年的初創公司，功成半導體的發展速度已經超越了絕大部分同行。

據公司透露，早在2020年產品導入期，公司就做了400萬左右的產值。經過一年時間的鋪墊，在2021年的“缺芯漲價”行情中公司實現了超過10倍的增長，當年銷售額達到了4,000萬元。今年雖然行情有所放緩，但預計銷售額也會在1億元左右，基本上維持以每年超過100%的成長速度在高速發展。

在MOS領域，功成半導體主要以中高端產品線為主，主動放棄了利潤較低競爭激烈的低端平面產品。目前，已經形成低壓屏蔽柵SGT和高壓超結MOSFET兩大成熟的產品線。

其中，低壓屏蔽柵SGT，目前在售的主要是第二代產品，30V-200V的全產品系列都可以提供，主要應用在服務器等領域；而高壓超結MOSFET，型號眾多，能覆蓋500~900V的電壓范圍。作為公司現階段的主打產品，技術性能指標各方面基本上可以排到國內前三。

功成半導體主要系列產品

資料來源：功成半導體

劉燁指出：“為確保產品的質量和性能，我們與國內最好的晶圓代工廠和芯片封測廠商形成了穩定的合作機制，基于先進的工藝平臺，對標國外品牌6、7代的技術水平。憑借優異的性能和強勁的市場需求，使得高壓超結器件產品一直處于供不應求的狀態，業務量實現快速增長。”

記者注意到，在眾多的應用場景中，新能源和服務器是功成半導體MOS業務量最大的兩大客戶來源。

其中，新能源主要應用在直流充電樁上，目前合作的廠商有英飛源、星星、國網、動力源等頭部的充電樁企業，是今年銷售額最大的單體細分行業；而服務器電源則在長城、中電科等廠商中已經實現了批量出貨。

而在IGBT領域，功成半導體以650V系列和1200V系列為代表的第一代產品已于近期實現量產，主要用在變頻電機和車載的OBC應用里面。

“除了上述系列產品外，我們的3000~5000k開關頻率的高頻F系列產品，將在今年Q4正式上市，主要應用在光伏儲能上。”劉燁說道，“今年主要是客戶初步導入階段，因此這兩塊我們預計在今年能夠實現1,000萬左右的產值。不過，從我們的在手訂單和客戶的需求來看，明年IGBT業務預期會快速放量，兩大系列IGBT產品基本上合計能夠完成大概5,000萬的產值。”

最后在第三代半導體領域，功成目前有碳化硅和氮化鎵兩個主要的產品線。基于創始團隊在中科院上海微系統所等高校期間的博士課題研究，因此在碳化硅領域，公司已積累多年的研發經驗和技術沉淀。

劉燁指出：“在碳化硅MOS方面，我們現在產品線主要是1200V的電壓，16-100mohm的電阻這樣一個產品系列。目前40/80mohm系列是我們主打的量產產品。此外，在氮化鎵方面，目前主要處在一個工藝優化的階段。”

值得一提的是，目前的功率半導體市場，談功率半導體除了MOSFET和IGBT外，都得談第三代半導體，足見當下國內第三代半導體的火熱。

針對此現象，劉燁表示：“雖說現在三代半炒的比較火熱，但是從現實情況來說，真正形成特別大營收的其實并不多。尤其是碳化硅的MOS領域，目前良率很低，整個國際上真正有大批量出貨的也就是ST、羅姆、英飛凌等國際大廠，國內廠商其實非常少。從技術上來說，功率半導體設計和工藝都非常關鍵。我們現在正在做國內頭部SiC晶圓廠的流片及小批量量產，真正放量可能會在明年或者后年。”

自建IPM模塊廠，預計2023年產能將會達到100萬個模塊/月

業內周知，IPM模塊將IGBT芯片、FRD芯片、驅動電路、保護電路、檢測電路等集成在同一個模塊內，通過調節輸出交流電的幅值和頻率控制電機的轉速來實現變頻，具有封裝體積小、抗干擾能力強、應用便捷等優點。

作為IGBT中價值量最大的細分產品，IPM模塊占整個IGBT市場規模的30%以上。

IPM模塊演進圖

資料來源：網絡

為提高產品迭代速度，補齊委外代工模式的短板，2021年10月功成半導體與無錫高新區簽約，擬在無錫投資總額8億元建立半導體功率模塊制造基地，致力于功率半導體的研發和產業化，項目建成后預計能夠實現IPM模塊產能450萬個/月，年產值達到11億元。

“IPM模塊業務，是一個看起來下游客戶很穩定，但其實是一個非常復雜的產品，里面只要有一道工序跑不通，前期的投入基本上就白費了。因此我們還是采取相對來說比較穩健的一個打法，主要分兩步走：第一步在嘉定總部邊上租了一個兩層樓的廠房計劃建4~6條產線，我們會把最初期的產品驗證、工藝驗證和客戶驗證都在這里做完。一期建設預計明年底全部完成。”劉燁分析道，“第二步的計劃是繼續在無錫擴展到10-15條產線。”

記者了解到，IPM模塊是一個設計、客戶門檻比較高，但是能做的人少，很有發展前景的一個賽道。尤其在變頻家電領域，由于具有節能、高效、降噪、智能控制的需求，大功率的IPM模塊已經廣泛應用空調、冰箱、洗衣機等耗電較多的家電產品中。

據市場數據顯示，功率半導體作為家電變頻的核心器件，在變頻家電中的單機價值量為9.5歐元，相比普通家電中的0.7歐元提升了十倍以上。此外，根據IHS Markit的預測，全球變頻家電銷量占比將從2017年的34%增長到2022年的65%。

以家用空調為例，從2016年到2021年，中國節能變頻空調的生產量從3,945.5萬臺增加到10,708.0萬臺，復合年增長率為22.1%，目前滲透率已經超過60%。預計到2030年將達到36,871.6萬臺，2021年到2030年的復合年增長率為14.7%。未來，隨著節能環保提效意識的普及和增強，預計變頻家電滲透率將繼續穩中有升，支撐功率半導體市場持續擴張。

資料來源：芯八哥整理

劉燁指出：“IPM模塊本身是一個高度定制化的產品，包括它的調試非常的復雜，需要經常在生產和設計之間進行調整，最終才能快速地通過客戶驗證。目前，國內成熟的IPM代工廠非常少，即使能做代工的，也上不了量，因此我們自己建廠有利于提高生產效率，從而為客戶提供更優質的服務。”

從2021年下半年開始規劃到今年第三季度，針對白色家電市場的IPM模塊，功成半導體已經有兩條產品線實現通線量產。

“我們總共規劃是Nano、Micro、Mini和Maxi 4條產品線，Nano和Mini今年已實現量產，目前正在進行客戶導入當中，預計明年將形成千萬產值。針對白色家電市場，我們將在明年年初再建Mini和Maxi兩條大功率的產品線，預計明年年底前模塊月產能將會達到100萬個/月。”劉燁滿懷信心的說道。

功率半導體景氣度高企，公司有望在千億賽道國產替代的浪潮中實現跨越式發展

近年來，隨著新能源汽車、工業自動化、新能源發電、變頻家電、軌道交通等新興應用領域的興起和快速發展，推動功率半導體市場空間持續增長。

根據HIS Markit的數據，2021年全球功率半導體市場規模為441億美元，2015-2021年CAGR達到5.06%。其中，中國市場2021年市場規模將達到159億美元，占比為36%，是全球最大的功率半導體市場。

目前，功率半導體市場主要被海外巨頭占據，其中英飛凌以19%的市場占有率占據領先地位，其次是安森美和意法半導體，市占率分別為8.4%和5.8%。除了聞泰科技收購的荷蘭安世半導體（Nexperia），全球前十大功率半導體廠商均為國外公司，CR10 接近60%。

 

資料來源：英飛凌

“與英飛凌、ST、羅姆這些國際大廠相比，我們國內的廠商在功率器件領域的技術水平還是有差距的。”劉燁在談及行業當前競爭格局時說道，“因為功率器件相對來說是一個特殊工藝，它的開發周期很長，技術路線圖不一樣，所以它這個差距其實相對于一些數字電路來說小很多。舉個例子，如果我們在華虹的平臺上做產品，我們其實跟英飛凌比起來只差一代，英飛凌是7代而我們是6代，其實差距并不大。另外，從功率器件的角度來說，并不是越新越好，而是要講究性價比、可靠性、穩定性的平衡。所以我認為國內的技術水平在功率器件上是可以追趕甚至在某些細分市場與國外大廠直接競爭的。”

值得強調的是，由于目前功率半導體市場主要由海外企業占據，因此產品交期及價格主要由英飛凌、意法半導體等歐美企業掌握。

從交期趨勢上看，目前各類型MOSFET（低壓、高壓、寬帶隙）及IGBT交期均在42周以上，且貨期有繼續拉長的趨勢，由此可見市場對各類功率半導體產品需求依舊旺盛，供不應求局面短期仍難以緩解。此外，從價格趨勢來看，目前大部分產品價格較為平穩，IGBT價格繼續上行，行業景氣度持續高漲。

2022年Q3 MOSFET和IGBT產品貨期和價格趨勢

資料來源：富昌電子

對于此，劉燁指出：“英飛凌、ST等國際大廠因為疫情等種種原因，產品供不應求，國內的一些客戶的訂單基本上得不到保證。那么在這種情況下，國內廠商將會迎來較大的機會。我們也是利用這個機會，去主攻國內的這些原來是英飛凌等國際大廠的中高端市場，在一些細分賽道去挖潛力，比別人跑得更快，從而實現快速發展。”

為了加快發展的步伐，功成半導體近日宣布完成數千萬元人民幣規模的Pre-A+輪融資，由復星創富、華強創投領投。本輪融資的資金將主要用于第三代半導體功率器件產品的研發與量產、IPM模塊研發生產中心的建設、超結MOS和IGBT的規模化擴產中。

劉燁表示，功率器件是一個非常好的賽道，近年來也越來越受到國家以及產業資本的重視。我們也希望在不久的將來，隨著業務的不斷增長，也能夠進入到資本市場快速做大做強。但我們很清楚上市不是我們的目的，只是必須要經歷的一個過程。因為上市以后你可以接觸到更大的項目或者更好的資源，同時你的團隊可以做到更加規范化。

作為公司的COO，制定戰略是其重要工作之一。劉燁也經常思考或者在內部戰略會議里討論：“未來，功成半導體到底想成為一個什么樣的企業？”

對于此，劉燁已經有了答案，“我們希望站在一個全球的高度來看待此問題，在若干年后，希望我們成為一個全球范圍內優秀的功率半導體器件和解決方案供應商。在智能家電、數據中心、光伏儲能、汽車電子這幾個細分行業，能夠把我們的客戶服務好，成就他人的同時也能夠成就自己。”

結語

功率半導體，國產替代正當時。現階段是屬于功率半導體國產替代天時地利人和的一個發展階段，擁有國內領先的技術、產品、團隊、資金儲備的功成半導體在完成0-1的驗證后，當下正處于1-10的一個快速發展階段。未來，隨著IGBT和IPM業務的逐步放量，功成半導體有望在國產替代的浪潮中乘風破浪，實現跨越式發展。