能源革命与人工智能重塑需求，功率半导体投融态势向好

以下文章来源于 RimeData 来觅数据 ，作者来觅研究院

导读：功率半导体作为新能源革命的核心器件，迎来了技术迭代与市场扩容的双重机遇。在“能源革命”背景下，提升功率性能并降低功耗是行业关键。未来，随着 AI 算力、超快充等新兴场景爆发，功率半导体有望成为全球电子产业升级的核心引擎。本文将分析功率半导体目前所处阶段、国产替代关键环节、AI 对其发展的驱动作用以及相应投融情况。

01 功率半导体概览

功率半导体是电力电子系统的核心部件，在新能源汽车、工业自动化、光伏发电、储能系统及消费电子等领域至关重要。其核心功能是实现电能的高效转换与控制，包括整流、变压、变频及功率放大等，保障电力系统稳定运行。它具备高耐压、大电流承载能力，热稳定性和抗干扰性能出色，能在复杂工况下高效运行。近年来，随着全球能源结构转型和智能制造推进，功率半导体需求不断攀升，尤其在新能源汽车和工业设备领域，其作为电能转换核心的地位更加凸显。同时，技术也在持续迭代升级，以满足更高频率、更大功率的应用需求。

功率半导体结构简单，但分类方式多样。可按材料分为硅基器件、化合物器件等；按应用分为新能源汽车器件、电力电子器件、消费电子器件；按电压等级分为低压器件（<100V）、中压器件（100 - 1200V）、高压器件（>1200V）。通常，我们按器件类型将其分为二极管、晶闸管、MOSFET、IGBT 等。

图表 1：功率半导体分类

数据来源：公开资料、来觅数据整理

全球功率半导体市场正高速增长，在第三代半导体材料氮化镓（GaN）和碳化硅（SiC）的推动下，市场格局不断优化。据 QYResearch 预测，至 2031 年 GaN 和 SiC 功率半导体市场规模将达 210.6 亿美元，2025 - 2031 年复合年增长率（CAGR）为 21.0%。这显示出传统硅基功率器件在性能上的局限，促使市场向宽禁带半导体材料转型。各国政府对绿色能源和低碳经济的政策支持，也加速了功率半导体在新能源汽车、光伏逆变器及数据中心等领域的应用。

在功率半导体细分市场中，IGBT、MOSFET 和 SiC 器件的市场占比有显著调整。IGBT 作为电压控制型开关器件，凭借在高功率场景下的卓越性能长期主导市场。预计 2030 年全球 IGBT 和超级结 MOSFET 市场规模将达 211 亿美元，2023 - 2030 年 CAGR 为 10.3%。2023 年该市场规模达 106 亿美元，体现了其在工业控制、新能源汽车及可再生能源系统中的广泛应用。MOSFET 在消费电子和中小功率电源领域稳定增长，预计 2030 年市场规模将达 400 亿元人民币。SiC 器件凭借低损耗、高热导率和高频响应等优势，在 800V 电动车平台、光伏逆变器及高端电源领域的渗透率不断提升，预计 2030 年市场规模将突破 350 亿元人民币。而 GaN 虽在快充、射频和数据中心等领域有差异化优势，但市场规模相对较小。

功率半导体行业的技术正从传统硅基器件向第三代半导体材料加速转变，碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）因其高频特性、能效优势及高压耐受能力，成为产业技术升级的核心驱动力。2024 年至今，全球领先厂商加大在 SiC/GaN 领域的投资，推动功率半导体在新能源汽车、智能电网及数据中心等场景的大规模应用。据 Yole Intelligence 预测，2024 - 2029 年全球 SiC 市场规模将以 24% CAGR 增长，从 31 亿欧元扩张至 90 亿欧元，反映出市场对第三代半导体技术的强烈需求。

氮化镓（GaN）技术在高频开关与功率密度提升方面潜力突出，正从实验室走向量产。行业领军企业安森美半导体近期实现 GaN - on - Si 器件量产工艺突破，该技术可利用现有硅基产线规模化生产，使 GaN 器件成本下降 40% 以上。这一创新降低了技术产业化门槛，让功率半导体厂商能快速响应数据中心、通信基站等领域对高效率、小型化器件的需求。2025 年 8 月，NVIDIA 官网更新 800V 直流电源架构合作商名录，英诺赛科是唯一入选的国产芯片企业。双方合作将推动该架构在 AI 数据中心的规模化应用，使单机房算力密度提升超 10 倍、单机柜功率密度突破 300kW，助力全球 Al 数据中心进入兆瓦级供电时代。

02 目前功率半导体到了什么阶段？

全球功率半导体市场呈现马太效应，英飞凌、意法半导体和安森美等国际巨头长期主导产业。但中国本土厂商正在崛起，改变这一竞争格局。2024 年英飞凌虽以 17.7% 的市场占有率居全球第一，但份额同比下滑 2.9 个百分点；意法半导体和安森美分别出现 1% 和 0.5% 的份额收缩，表明市场处于结构性调整阶段。相反，士兰微电子和比亚迪半导体逆势增长，市场份额分别达 3.3% 和 3.1%，首次跻身全球前十。尽管国际厂商有先发优势，但在政策扶持和技术突破推动下，国产替代进程不断深化，未来全球产业格局有望多元化。

功率半导体的国产突破离不开国内大厂的努力。其中，依托国内新能源汽车的车规级 IGBT 表现亮眼。比亚迪半导体借助母公司新能源汽车出货量增长，在 IGBT 模组设计、热管理优化及驱动保护等关键技术上取得突破，降低了进口依赖，增强了国产 IGBT 的市场竞争力。预计 2025 年中国 IGBT 市场规模将突破 601 亿元，其中新能源汽车需求占比超 65%，显示出本土企业在高端功率半导体领域的技术积累和产业协同能力不断增强。

此外，长三角、珠三角凭借产业集群的协同效应和市场需求拉动，四川、湖北依靠政策扶持和区域资源整合，共同推动功率半导体国产替代。产业集群通过供应链集聚降低成本、技术协同加速迭代，政策通过资金支持、中试平台建设和税收优惠解决研发难题，推动国内企业从低端封装测试向高端芯片设计、制造迈进，使 IGBT、SiC 等关键器件进口替代率从不足 10% 提升至 2025 年的 35% 以上。

功率半导体是强周期行业，其周期性源于供需两端的波动、产业链扩产周期与需求变化的错配以及下游应用的周期性。除需求因素外，供给端错配是主要原因。功率半导体结构简单，制程要求不高，多采用 IDM 模式，属重资产行业，产能扩张需经历“晶圆厂建设 - 设备安装 - 工艺调试 - 良率爬坡”等环节，周期长达 1 - 2 年。上行周期中，下游厂商补库、分销商备货，推动芯片厂商订单增加，甚至出现“抢产能”现象；下行周期中，降价去库存成为主要趋势。

2025 年第一季度，功率半导体行业库存周转天数降至 142 天，较 2024 年同期的 156 天下降 9%。这表明行业运营效率提升，终端需求逐步复苏。经历 2022 - 2024H1 库存增速放缓后，2025Q1 行业存货规模同比增长 16% 至 192 亿元，说明厂商正调整库存策略以应对需求增长。这种从被动去库存到主动补库存的转变，体现了行业信心恢复，标志着产业周期进入新阶段。

分情况看，传统硅基功率半导体产能利用率回升至 80%，处于补库周期，随着需求释放和反内卷政策推动，有望进入扩张阶段。宽禁带半导体方面，SiC 供过于求，中国本土企业周转天数超 180 天，预计 2026 年上半年实现初步供需平衡；GaN 市场需求稳定，但消费电子用 GaN 价格较年初下跌超 20%，车规级产品因壁垒高仍供不应求。

功率半导体的应用场景随新能源、智能交通及数据中心等领域发展而不断拓宽。电动汽车、光伏逆变器与轨道交通系统是其核心应用领域。以特斯拉 4680 电池组为例，对功率半导体耐压性能要求提高，传统硅基功率器件难以满足需求，推动了碳化硅（SiC）等宽禁带半导体材料的应用。

此外，AIDC 建设也带动功率半导体增长。传统机架电源系统存在空间和节能问题，需要引入新的高压直流（HVDC）架构，这需要大量功率器件。当前主流应用是 IGBT、超结 MOSFET、沟槽型 MOSFET 等硅基器件，而 SiC、GaN 等宽禁带器件是未来技术升级方向。

图表 2：数据中心供电技术发展演变方向

数据来源：公开资料、来觅数据整理

功率半导体市场前景广阔，随着“能源革命”推进和半导体材料升级，高频高压场景增多，拥有成本和技术优势的企业将获得发展机会。

03 投融动态

2025 年功率半导体市场投融呈现“政策刺激、周期回暖”特点，国内厂商在新能源汽车、工业自动化等领域的国产替代加速，已走出困境。从产业角度看，功率半导体作为电力电子系统核心部件，市场需求随新能源汽车、数据中心及工业自动化等领域发展而扩大。国内企业通过融资扩产、技术迭代，缩小与国际龙头的差距，为国产替代和产业升级奠定基础。

功率半导体行业的资本投入多元化，包括初创及中型企业融资和头部制造企业产能扩张。制造环节资本开支高，头部企业常通过定向增发等方式融资。地方政府和产业基金的参与，为制造环节提供了资金保障。随着本土晶圆厂产能释放，功率半导体国产化率有望提高，降低进口依赖，增强产业链安全。

2021 年以来，功率半导体行业陷入内卷，原因是供需失衡导致产能扩张、产品同质化竞争加剧，以及国产化替代中低端市场涌入，引发价格战，企业利润分化。尽管行业营收增长，但全球销售额下滑、头部企业利润率下降、中小企业生存空间缩小，技术迭代和高端市场突破不足也加剧了内卷压力。要打破内卷，需摒弃“重产能、轻研发”思维，进行差异化创新，避免重复建设。

下表是 2025 年以来功率半导体部分投融事件。感兴趣的读者，可登录 Rime PEVC 平台获取功率半导体赛道全量融资案例、被投项目及深度数据分析。

图表 3：2025 年以来功率半导体部分融资情况

数据来源：来觅数据

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