中国电力半导体器件行业研究-发展概况、需求情况

中国电力半导体器件行业研究-发展概况、需求情况

（一）行业发展概况

1、行业基本情况

电力电子技术作为一种通过高效转换提供高质量电能、实现节能环保和提高人民生活质量的重要技术，已经成为弱电控制与强电运行相结合、信息技术与先进制造技术相融合、实现智慧化升级不可或缺的重大关键核心技术，属关键共性技术领域。

电力电子技术是能源高效转换领域的核心技术，包括电力半导体器件、变流电路和控制技术三个部分，其中电力半导体器件是基础，变流电路是电力电子技术的核心。电力半导体器件在中国又常被称为功率半导体器件，电力半导体器件是现代电力电子装置的心脏，其功能包括变频、变压、变流、功率放大和功率管理等，通过对电能高效地产生、传输、转换、存储和控制，降低电路损耗，提高能源利用效率，实现节能和传统产业信息化。电力半导体器件在国民经济工业部门和社会生活各方面应用广泛，在电力工业领域未来发展建设中起到至关重要的作用。新能源发电、直流输电、储能、新型配电、智能电网等都会用到电力半导体器件。

从电力半导体器件的市场发展看，功率器件产品已经成为市场的热点。由于功率器

件在高频状态工作时更加节能、节材，也能大幅减少整机装备的体积和重量，功率半导

体技术已成为促进电力半导体器件产品持续发展的主要动力。在产品应用方面，电子整

机产品对功率变换、电源管理等日益增长的需求直接推动了功率晶体管产品的发展。近

年来，“节能减排”、“开发绿色新能源”已成为中国长期发展的基本国策。在中国绿色能源产业发展的推动下，电力电子技术迅速发展成为建设节约型社会、促进国民经济发展

和践行创新驱动发展战略的重要支撑技术之一。

《电力电子行业“十三五”发展指导意见》指出，将电力电子技术应用于发电、输电、变电、配电、用电、储能，能够起到改善电能、控制电能、节能环保的作用，使电网的

工频电能最终转换成不同性质、不同用途的高质量电能，以适应千变万化的用电装置的

不同需要。中国工业领域使用了大量的轧机、电焊机、电镀和电解电源、风机、水泵、

无轨电车等机电设备，具有巨大的效率提升需求和空间。据统计，中国电机保有量约

17 亿千瓦，年耗电量约3 万亿kWh，电机耗电占中国电力消费的64%，工业用电的75%。据测算，工业电机效率提升一个百分点，可节约用电260 亿kWh。采用先进的电力电

子技术推动电机系统节能，年节电可达1300～2300 亿kWh，相当于2～3 个三峡电站的发电量。

2、行业发展现状

传统型的电力半导体器件主要指高压直流阀用晶闸管，其在许多关键领域仍具有不

可替代的作用。尤其是随着特高压直流输电、SVC 等变流装置容量的不断加大，对高

压大电流的高端传统型器件等需求巨大，这就要求行业内企业通过研发，不断突破大功率晶闸管的电压电流等级，以适应不断增大的变流装置容量。在新型电力半导体器件方面，随着中国高压变频、交流传动机车/动车组、城市轨道交通等技术发展和市场需求

的增加，对集成门极换流晶闸管（IGCT）、绝缘栅双极晶体管（IGBT）的需求非常紧

迫且需求量也非常大。

“十二五”期间，随着中国在电力、交通及基础设施的大规模投入，电力半导体器件市场在全球市场中所占的份额越来越大，中国已成为全球最大的电力半导体器件需求市场。中国电力电子技术市场发展十分迅速，持续高速增长。中国在基础设施建设，冶金、煤炭、化工、石油等工业领域的大量投资为中国电力电子市场创造了巨大的需求，市场前景广阔。

全球电力半导体市场的优势份额以及先进技术主要由国际老牌半导体企业占据，如ABB、英飞凌和德国Semikron 等。美国是电力半导体器件的发源地，在全球电力半导体器件市场中占有重要的位置，著名的电力半导体器件厂商有GE（美国通用电气公司）、IR（美国国际整流器公司，已被英飞凌收购）、Fairchild（美国仙童半导体公司，已被

安森美半导体（ON Semiconductor Corp.）收购）等。但近年来，电力半导体器件生产逐步转移到欧洲、日本及发展中国家。欧洲是全球电力半导体器件研发生产和市场发达

的地区，拥有全球著名的英飞凌、ABB、德国Semikron 等。日本主要的半导体器件厂商有东芝、富士和三菱等企业。

目前，电力半导体器件中较新的研究和发展领域为SiC 和GaN 电力半导体器件，即以SiC 和GaN 为基础材料生产的半导体器件。国际上出现该类商业化产品的时间较短，并受技术成熟度和成本的制约，尚处于市场开拓的初期阶段，未广泛普及。SiC 和GaN 电力半导体器件的主要供应商有科锐（Cree）、英飞凌、安森美、东芝、富士和三菱等企业。

中国电力半导体器件市场规模发展较快，但总量仍不能满足需求，特别是中高档产品仍一定程度依赖进口。尽管中国已经成为全球功率半导体产业的重要市场，但中国电力半导体器件的设计、制造能力还有待提高，特别是在新型材料半导体器件领域，与国外领先企业仍存在较大差距。

在传统型的电力半导体器件（主要指高压直流阀用晶闸管）领域，以派瑞股份为代表的少数企业，通过引进吸收国外先进技术和不断自主创新，其产品技术已达到国际先进水平，同时凭借国内成本较低和市场广阔的优势，能够与行业内的国际先进企业开展竞争，且在国内市场占据了主要份额。

3、行业发展趋势

随着国家经济的持续发展，节能减排战略的驱动，相关产业政策的扶持以及战略安全的需要和全球化趋势，中国电力电子产业将进入稳定地快速发展阶段。

电力电子产业是中国制造业的重要组成部分。作为高新技术的战略性新兴产业，电力电子产业涉及半导体及电子材料、关键零部件、器件的芯片制造及封装、关键生产装备和检测设备，装置和系统设计、关键元器件和零部件及配套件、系统集成、试验以及运行等上下游全链条，在中国制造业转型升级中将发挥重大的作用。

电力半导体器件及装置技术在风能、太阳能、热泵、水电、生物质能、绿色建筑、新能源装备等先进制造业中将发挥重要作用，其中许多领域在十二五期间的市场规模

都达上万亿，带动了电力电子技术及产业的高速发展。中国电器工业协会电力电子分会预测，随着新能源革命的推动，中国电力电子器件产业将迎来快速发展的机遇，并保持持续稳步增长态势，在投资增量需求与节能环保需求的双重推动下，以及下游电力电子装置行业需求高速发展的拉动下，行业规模将不断扩大。

在未来五年里，由于国家经济进入“新常态”，经济增速有所放缓，且经济增长方式继续向消费拉动转型，下游钢铁冶炼、电机驱动等行业的需求将可能转弱，对电力半导