电力电子元器件终端应用行业概况
思瀚产业研究院 赛英电子    2025-03-07

电力电子元器件终端应用领域广泛，几乎涉及到国民经济各个工业部门和社会生活各个方面。电力电子元器件对改造电力、机械、矿冶、交通、化工、轻纺等传统工业，还是对推进航天、激光、通信、高速轨道交通、机器人、电动汽车、新能源等战略性新兴产业，以及高效利用能源均至关重要，尤其在贯彻“节能减排”、“发展新能源”的国家政策中发挥巨大的作用。

1、工业控制行业是功率半导体需求的重要支撑

工业控制行业是功率半导体最早实现大规模应用的领域之一，功率半导体已广泛应用于变频器、开关电源、逆变电焊机等产品中，技术成熟度较高。功率半导体器件的高效开关和低损耗特性，不仅可以降低工业控制系统的能源消耗，还能够减少其运行过程中的热量产生，从而提高系统的可靠性和使用寿命。

此外，在电机驱动和运动控制中，功率半导体器件可以实现更精确的电流和电压控制，使得设备能够以更高的精度执行复杂的运动和操作，大幅提高了生产效率和产品质量。在全球进入工业 4.0 时代以及我国大力发展中国智造的背景下，生产制造、交通运输、能源环保等各应用领域对工业自动化设备的需求进一步增加。

根据Frost & Sullivan和思瀚产业研究院预测，2024 年全球和我国工业自动化市场规模将分别达到 5,095.9 亿美元和 3,531 亿元，较 2023 年分别同比增长约 6.0%、13.4%。随着近年来工业自动化核心产品工业机器人带来广阔的下游集成空间，未来工业控制行业将保持稳定发展，为功率半导体需求提供重要支撑。

2、光伏逆变器需求带动功率半导体市场增长

功率半导体在光伏行业中的应用主要体现在光伏逆变器上。作为光伏发电系统的核心部件，光伏逆变器能使光伏发电系统以最大的输出效率将光伏组件产生的直流电转化为电能质量符合标准要求的交流电，输送给本地负载或电网。根据交银国际数据，以 IGBT 等功率半导体模块为核心的半导体器件是逆变器的核心部件，占逆变器直接材料成本约 19.36%。

在“双控”、“双碳”等积极的产业政策引导和市场需求驱动下，中国光伏产业制造端实现了快速发展。根据中国光伏行业协会统计数据，2023 年我国国内光伏新增装机 216.88GW，同比增长148.1%。随着光伏发电成本持续下降以及能源结构进一步优化调整，预计我国光伏市场未来将持续高速增长，功率半导体在光伏产业链中扮演的角色会愈发重要。

3、新能源汽车行业加速功率半导体未来市场发展

功率半导体是新能源汽车中的核心元器件，目前主要以 IGBT、SiC 为主。功率半导体在新能源汽车中的应用场景主要体现在电机控制器、车载充电机以及水泵、空调压缩机中。其中，电机控制器用功率模块价值占比最大，作用最为重要。电控功率模块由于自身功率等级较高，同时面对复杂环境和特殊工况，发热现象较为严重，为保证其性能正常发挥，需要有可靠的散热结构设计，配备性能良好的散热基板。

伴随着全球新一轮科技革命和产业变革，汽车与能源、半导体、物联网等领域有关技术加速融合，新能源汽车已成为全球汽车产业转型升级的主要方向，市场近年来呈现高速增长趋势。根据国际能源署数据，全球新能源汽车销量从 2020 年的 316.31 万辆增长至 2023 年的 1,436.94 万辆，年均复合增长率约 52.45%。

我国已将发展新能源汽车作为国家战略，发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路。近年来，我国强化顶层设计和创新驱动，成为引领全球汽车产业转型升级的重要力量。根据中国汽车工业协会数据，我国新能源汽车销量从 2020 年的 136.7 万辆增长至 2023 年的 949.5 万辆，年均复合增长率为 81.16%，连续多年位列世界第一。

受益于国内外新能源汽车行业的高速增长，上游车规级功率半导体模组需求日益旺盛。根据高工产业研究院数据，2021 年全球新能源汽车 IGBT 行业市场规模达140.6 亿人民币，预计 2025 年市场规模有望达到 497.9 亿人民币，年均复合增长率约 37.2%，远高于 IGBT 行业整体市场增长率。在新能源市场持续爆发的带动下，新能源汽车应用有望成为我国“十四五”IGBT 需求增长最大的下游驱动力。高工产业研究院预计，2025 年 IGBT 在新能源汽车应用市场占比将超过工业控制应用，成为我国 IGBT 第一大应用市场。

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