以下文章來源于 RimeData 來覓數據 ，作者來覓研究院
導讀：功率半導體作為新能源革命的核心器件，正迎來技術迭代與市場擴容的雙重機遇。在 " 能源革命 " 的背景下，如何提升功率性能的同時降低功耗成為了行業的關鍵點。未來隨著 AI 算力、超快充等新興場景爆發，功率半導體有望成為全球電子產業升級的核心引擎。功率半導體目前到了什么階段？國產替代的關鍵環節是什么？AI 如何驅動功率半導體發展？相應投融情況如何？本文嘗試分析和探討。
01 功率半導體概覽
功率半導體作為電力電子系統的核心部件，在新能源汽車、工業自動化、光伏發電、儲能系統及消費電子等領域具有不可替代的關鍵作用。其核心功能在于實現電能的高效轉換與控制，涵蓋整流、變壓、變頻及功率放大等關鍵環節，為電力系統穩定運行提供保障。功率半導體器件具備高耐壓、大電流承載能力，以及出色的熱穩定性和抗干擾性能，確保其在復雜工況下仍能保持高效運行。近年來，隨著全球能源結構轉型與智能制造加速推進，功率半導體需求持續攀升，尤其在新能源汽車和工業設備領域，其作為電能轉換核心的地位日益凸顯。與此同時，功率半導體技術持續迭代升級，以滿足更高頻率、更大功率的應用需求。
功率半導體結構簡單，但分類方式多樣，可以根據材料分為硅基器件、化合物器件等，也可以根據應用分為新能源汽車器件、電力電子器件、消費電子器件。還可以根據電壓等級分為低壓器件（<100V）、中壓器件（100-1200V）、高壓器件（>1200V）。一般而言，我們常根據器件類型將功率半導體分為二極管、晶閘管、MOSFET、IGBT 等。
圖表 1：功率半導體分類
全球功率半導體市場正迎來高速增長期，在第三代半導體材料氮化鎵（GaN）和碳化硅（SiC）的驅動下，市場格局持續優化。根據 QYResearch《2025-2031 年全球氮化鎵和碳化硅功率半導體市場報告》預測，至 2031 年 GaN 和 SiC 功率半導體市場規模將達 210.6 億美元，2025-2031 年復合年增長率（CAGR）為 21.0%。這一增長態勢凸顯了傳統硅基功率器件在高效率、低損耗等性能方面的局限性，推動市場向寬禁帶半導體材料轉型。各國政府對綠色能源和低碳經濟的政策支持，進一步加速了功率半導體在新能源汽車、光伏逆變器及數據中心等領域的滲透。
功率半導體細分市場中，IGBT、MOSFET 和 SiC 器件的市場占比呈現顯著結構性調整。IGBT 作為電壓控制型開關器件，憑借其高功率場景下的卓越性能長期占據市場主導地位。全球 IGBT 和超級結 MOSFET 市場規模將在 2030 年達到 211 億美元，2023-2030 年 CAGR 為 10.3%。2023 年該市場規模達 106 億美元，充分體現其在工業控制、新能源汽車及可再生能源系統中的廣泛應用。MOSFET 在消費電子和中小功率電源領域保持穩健增長，預計 2030 年市場規模將達 400 億元人民幣。而 SiC 器件則依托低損耗、高熱導率和高頻響應等優勢快速搶占高端市場，特別是在 800V 電動車平臺、光伏逆變器及高端電源領域滲透率持續提升，預計 2030 年市場規模將突破 350 億元人民幣。而 GaN 雖然在快充、射頻和數據中心等領域展現差異化優勢，但市場規模仍相對有限。
功率半導體行業的技術迭代正從傳統硅基器件向第三代半導體材料加速演進，碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）憑借其高頻特性、能效優勢及高壓耐受能力，已成為產業技術升級的核心驅動力。2024 年至今，全球領先廠商持續加碼 SiC/GaN 領域投資，推動功率半導體在新能源汽車、智能電網及數據中心等場景的規?；瘧谩?Yole Intelligence 預測，2024-2029 年全球 SiC 市場規模將以 24%CAGR 增長，從 31 億歐元擴張至 90 億歐元，印證市場對第三代半導體技術的強烈需求。
氮化鎵（GaN）技術在高頻開關與功率密度提升方面展現突出潛力，正逐步實現從實驗室到量產的跨越。行業領軍企業安森美半導體近期取得 GaN-on-Si 器件量產工藝突破，該技術可利用現有硅基產線實現規?；a，使 GaN 器件成本下降 40% 以上。此項創新顯著降低了技術產業化門檻，使功率半導體廠商能快速響應數據中心、通信基站等領域對高效率、小型化器件的迫切需求。2025 年 8 月，NVIDIA 官網對 800V 直流電源架構合作商名錄進行了更新，英諾賽科是本次入選英偉達合作伙伴中唯一的國產芯片企業。雙方合作將推動該架構在 AI 數據中心規?；瘧?，使單機房算力密度提升超 10 倍、單機柜功率密度突破 300kW，助力全球 Al 數據中心邁入兆瓦級供電時代。
02 目前功率半導體到了什么階段？
全球功率半導體市場呈現顯著的馬太效應，以英飛凌、意法半導體和安森美為代表的國際巨頭長期把控產業主導權。值得關注的是，中國本土廠商的快速崛起正在重塑這一競爭格局。2024 年英飛凌雖以 17.7% 的市場占有率保持全球第一，但份額同比下滑 2.9 個百分點；意法半導體和安森美分別出現 1% 和 0.5% 的份額收縮，反映出市場正處于結構性調整階段。與之形成鮮明對比的是，士蘭微電子和比亞迪半導體實現逆勢增長，市場份額分別達到 3.3% 和 3.1%，首度躋身全球前十。雖然國際廠商仍具備先發優勢，但在政策扶持與技術突破的雙輪驅動下，國產替代進程正持續深化，未來全球產業格局有望呈現多元化發展態勢。
功率半導體的國產突破離不開國內功率大廠的努力。其中，依托于國內新能源汽車的車規級 IGBT 最為亮眼，如比亞迪半導體依托母公司新能源汽車出貨量大幅增長，目前已在 IGBT 模組設計、熱管理優化及驅動保護等關鍵技術環節取得突破，有效降低了進口依賴度，強化了國產 IGBT 的市場競爭力。據預測，2025 年中國 IGBT 市場規模將突破 601 億元，其中新能源汽車需求占比超 65%，充分印證本土企業在高端功率半導體領域的技術積淀與產業協同能力正在持續增強。
此外，長三角、珠三角依托產業集群的全鏈條協同效應與市場需求拉動，四川、湖北憑借政策精準扶持與區域資源整合，共同構建了功率半導體國產替代的核心驅動力。產業集群通過供應鏈集聚降低成本、技術協同加速迭代，政策通過資金支持、中試平臺建設和稅收優惠破解研發瓶頸，推動國內企業從低端封裝測試向高端芯片設計、制造突破，實現 IGBT、SiC 等關鍵器件進口替代率從不足 10% 提升至 2025 年的 35% 以上。
功率半導體是典型的強周期行業，核心源于其供需兩端的強波動性、產業鏈擴產周期與需求變化的錯配，以及下游應用的周期性特征。除了上文提到的需求因素外，供給端的錯配是周期性形成的主要原因。功率半導體結構較為簡單，制程要求不高且多采用 IDM 模式，屬于重資產行業，產能擴張需經歷 " 晶圓廠建設 - 設備安裝 - 工藝調試 - 良率爬坡 " 等環節，周期通常長達 1-2 年。上行周期中，下游廠商基于需求樂觀預期主動補庫，分銷商加大備貨，推動芯片廠商訂單激增，甚至出現 " 搶產能 " 現象，加速行業升溫；而在下行周期中，則走向敘事的方面，降價去庫存成為主旋律，行業加速降溫。
2025 年第一季度，功率半導體行業庫存周轉天數延續下行趨勢，較 2024 年同期的 156 天降至 142 天，降幅達 9%。這一指標改善印證行業運營效率持續優化，同時預示終端需求逐步復蘇。在經歷 2022-2024H1 庫存增速放緩周期后，2025Q1 行業存貨規模同比增長 16% 至 192 億元，反映廠商正積極調整庫存策略以應對預期需求增長。這種由被動去庫存向主動補庫存的轉變，既體現行業信心修復，也標志著產業周期進入新階段。
分情況來看，傳統的硅基功率半導體產能利用率回升至 80%，目前正處于補庫周期。隨著需求釋放，反內卷政策推動，硅基功率半導體有望回到擴張區間。寬禁帶半導體方面，SiC 處于嚴重供過于求階段，中國本土企業周轉天數超過 180 天，目前實現初步的供需平衡可能要等到 2026 年上半年；GaN 方面市場需求較為穩定，但同時也要分結構看，消費電子用 GaN 價格較年初下跌超 20%，而車規級產品因為壁壘較高，目前仍處于供不應求的狀態。
功率半導體的應用場景正伴隨新能源、智能交通及數據中心等領域的快速發展持續拓寬。其中，電動汽車、光伏逆變器與軌道交通系統已成為功率半導體的核心應用領域。以特斯拉 4680 電池組為例，其對功率半導體耐壓性能的要求顯著提升。由于采用更高電壓平臺，傳統硅基功率器件已難以滿足其在高頻、高效率及高溫穩定性方面的需求，這直接推動了碳化硅（SiC）等寬禁帶半導體材料的規模化應用。
除了這些應用外，AIDC 建設也同步拉動功率半導體的增長。傳統機架電源系統無法處理機架內空間限制和銅過載造成的物理限制，整個電源鏈中重復的交流到直流轉換并不節能，并且會增加故障點。因而需要引入新的高壓直流（HVDC）架構，而這中間也需要大量的功率器件。其中，IGBT（絕緣柵雙極晶體管）、超結 MOSFET、溝槽型 MOSFET 等硅基器件是當前主流應用，而 SiC（碳化硅）、GaN（氮化鎵） 等寬禁帶器件則是未來技術升級的核心方向。
圖表 2：數據中心供電技術發展演變方向
而 AIDC 絕不只是功率半導體升級的終點。事實上，半導體行業的摩爾定律背后即是由不斷升級的技術帶來的需求爆發，而功率半導體在半導體行業中，即是電能轉換和控制的核心環節。隨著 " 能源革命 " 的推進以及半導體材料的升級，高頻高壓的場景不斷拓寬，我們認為功率半導體市場未來市場前景仍十分廣闊，而擁有成本和技術優勢的企業也會隨之成長。
03 投融動態
2025 年功率半導體市場投融狀況呈現 " 政策刺激、周期回暖 " 的特征，國內廠商在新能源汽車、工業自動化等領域的國產替代加速推進，已初步走出陰霾。從產業維度看，作為電力電子系統的核心部件，功率半導體市場需求正伴隨新能源汽車、數據中心及工業自動化等領域的快速發展而持續擴容。國內企業通過融資擴產、技術迭代，正逐步縮小與國際龍頭差距，為國產替代及產業升級構筑基礎。
功率半導體行業的資本投入呈現多元化特征，既涵蓋初創及中型企業融資，亦延伸至頭部制造企業的產能擴張。功率半導體制造環節資本開支較高，尤其在晶圓加工、封裝測試等關鍵制程。因此，頭部企業通過定向增發等融資方式已成行業常態。地方政府與產業基金的深度參與，則為制造環節提供了穩定的資金保障。隨著本土晶圓廠產能逐步釋放，功率半導體國產化率有望持續提升，進而降低進口依賴，增強產業鏈安全邊際。
自 2021 年以來，功率半導體行業陷入內卷格局，根源在于供需失衡下的產能快速擴張、產品同質化競爭加劇，疊加國產化替代過程中低端市場集中涌入，導致價格戰頻發、企業利潤分化。盡管行業整體營收保持增長，但全球銷售額下滑、頭部企業利潤率承壓、中小企業生存空間收窄成為顯著特征，技術迭代與高端市場突破不足進一步放大了內卷壓力。而要打破內卷，就是要摒棄過去 " 重產能、輕研發 " 的思維，真正做出差異化創新，避免重復建設。
下表是我們整理的 2025 年以來功率半導體發生的部分投融事件。感興趣的讀者，可以登錄 Rime PEVC 平臺獲取功率半導體賽道全量融資案例、被投項目及深度數據分析。
圖表 3：2025 年以來功率半導體部分融資情況
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