文档介绍：CONTENTS
目录
2
行业概览
技术路径
市场空间
竞争格局
SiC的影响几何
风险因素
3
什么是功率半导体?
设备
直流变换器
逆变器
整流器
变频器
稳压器
英文名
DC-DC Converter
Inverter
Rectifier
Cycloconverter
Regulator
功能
改变直流电压
直流转交流
交流转直流
改变交流电频率
改变交流电电压
功率器件是电子装置电能转换与电路控制的核心，主要用于改变电压和频率。主要用途包括变频 整流、变压、功率放大、功率控制等，同时具有节能功效。功率半导体器件广泛应用于移动通讯 消费电子、新能源交通、轨道交通、工业控制、发电与配电等电力、电子领域，涵盖低、中、高 各个功率层级。
功率半导体的主要应用
资料来源：产业调研，中信证券研究部
资料来源：Yole
资料来源：应用电力电子学会议和产品展示会（ APEC）
功率器件技术演化史
三代半导体突破Si基的性能极限
4
功率半导体分类
功率半导体 器件
类别
器件
优势
劣势
应用领域
功率分立器
件
不可控器 件
功率二极管
结构和原理简单，工作可靠
应用中必须考虑关断方式问题，电路 结构上必须设置关断（换流）电路， 大大复杂了电路结构、增加了成本、 限制了在频率较高的电力电子电路中 的应用。此外晶闸管的开关频率也不 高，难于实现变流装置的高频化。
工业和电力系统
半控型器
件
晶闸管
承受电压和电流容量在所有器件中最高
全控型器 件
IGBT
开关速度高，开关损耗小，具有耐脉冲电流冲 击的能力，通态压降较低，输入阻抗高，为电 压驱动，驱动功率小
开关速度低于电力MOSFET,电压、 电流容量不及GTO
计算机、通信、消 费电子、汽车电子 为代表的4C行业 (computer、 communication、 consumer electronics、 cartronics)
GTR
耐压高，电流大，开关特性好，通流能力强， 饱和压降低
开关速度低，为电流驱动，所需驱动 功率大，驱动电路复杂，存在二次击 穿问题
GTO
电导调制效应，其通流能力很强
电流关断增益很小，关断时门极负脉
电压、电流容量大，适用于大功率场合，具有 冲电流大，开关速度低，驱动功率大，
驱动电路复杂，开关频率低
MOSFET
开关速度快，输入阻抗高，热稳定性好，所需 驱动功率小且驱动电路简单，工作频率高，不 存在二次击穿问题
电流容量小，耐压低，一般只适用于 功率不超过10kW的电力电子装置
功率IC
体积小、重量轻、引出线和焊接点少、寿命长、 可靠性高、性能好、成本低、便于大规模成产
电子产品
功率模组
功率半导体模块可根据封装的元器件的不同实 现不同功能
电子产品
资料来源：《2019功率半导体分立器件产业及标准化白皮书》工信部，中信证券研究部
5
什么是IGBT?
IGBT属于双极型、硅基功率半导体，具 有耐高压特性。融合了BJT （ Bipolar junction transistor，双极型三极管）和 MOSFET 的 性 能 优 势 ， 结 构 为 MOSFET+一个BJT，兼具BJT大电流增 益和MOS压控易于驱动的优势，自落地 以来在工业领域逐步替代MOSFET 和 BJT，目前广泛应用于650-6500V的中高 压领域，属于功率器件领域最具发展前 景的赛道。
资料来源：Yole（含预测），中信证券研究部
功率器件市场按品类拆分
三种功率器件对比
BJT
MOSFET
IGBT
驱动方式
电流
电压
电压
驱动电路
复杂
简单
简单
输入阻抗
低
高
高
驱动功率
高
低
低
开关速度
慢
快
居中
工作频率
低
高
居中
饱和压降
低
低
高
资料来源： 《工业强基***》——朱宏任，中信证券研究部
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
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10%
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2016 2017 2018F 201