我国将节能降耗作为国家的基本国策之一，功率半导体器件的发展及推广应用是节能的重要技术手段。在此前提下，探究国内外大功率半导体的技术趋势以及各行业应用发展现状，为国内该行业的发展提供参考，最终提高国内电力电子技术应用程度的普及提升。
 
大功率半导体器件的定义范围
 
依据中国电力电子协会主要功率半导体器件会员单位以及国际同行的主导产品结构，我们将大功率半导体拆分为三大类产品便于统计分析，即：200A以上大功率晶闸管、25A以上晶闸管及整流模块、50A以上大功率IGBT。
 
市场总体特点
 
大功率半导体技术已日益广泛地应用和渗透到电力、冶金、装备制造业、交通运输、国防等重点领域；并在新能源技术、激光等现代加工技术、高铁等前沿领域得到普及，总体来看，只要涉及到大功率的用电场合，以大功率半导体器件为核心的电力电子技术正逐步得到普及和提升。
近年来，我国功率半导体器件的发展十分迅速。产品的应用上，中小功率场合，晶闸管及整流模块、IGBT逐步得到较广泛的应用；大功率场合，仍以晶闸管为主。目前国内的功率器件制造，主要为晶闸管及其模块，只有几条小规模的IGBT后道封装线，还不具备研发、制造管芯的能力以及大功率IGBT的封装能力。
 
大功率半导体器件的发展趋势
 
现代大功率半导体器件及其控制技术正朝以下几个方向发展：
1、大电流、高压：现代电力电子器件正向大电流高压方向发展，以适应高压领域对电力电子器件快速需求的趋势，尤其在高压直流输电、高压电力无功补偿、高压电机、变频器等领域。
2、高频化：从高压大电流的GTO到高频多功能的IGBT、MOSFET，其频率已从数千HZ到几十KHZ、MHZ。这标志着电力电子技术已进入高频化时代。
3、集成化、智能化：几乎所有全控型器件都由许多的单元胞管子并联而成（IGBT、GTO）。
主要国家或经济体大功率半导体市场规模及发展趋势分析
 
表1  2005年－2010年全球不同国家的大功率半导体市场规模（单位：亿元）

国家或地区	2005年	2006年	2007年	2008年	2009年	2010年
美国	11.49	12.09	12.78	13.45	14.27	15.19
日本	15.23	15.98	16.76	17.54	18.32	19.15
欧洲	19.83	21.36	23.17	25.04	26.98	29.12
中国	29.76	35.49	42.55	51.35	62.07	75.67
其他	15.42	17.67	20.43	23.66	27.04	31.29
合计	91.73	102.59	115.69	131.04	148.68	170.42

资料来源：issuply
（1）美国：美国是电力电子器件的发源地，在全球电力电子器件市场中占有重要的位置。但近年来，电力电子器件生产逐步转移到欧洲及发展中国家，市场规模增长有限。美国著名的大功率半导体器件厂商有IR等。
（2）日本：从上世纪90 年代开始，日本一直是全球的电力电子器件的最大市场，占全球市场的30%以上。2000 年以后，亚洲成为电力电子器件最大的消费地区后，日本市场所占比率逐步下降。
日本电力电子器件厂商主要有Toshiba、Fuji Electric、SanRex、Mitsubishi。
（3）欧洲：是全球电力电子器件研发生产和市场发达的地区，拥有全球著名的ABB、INFINEON、DYNEX、Semikron等。
（4）中国：近年来随着中国经济的持续发展以及国家在电力、交通及基础设施的大规模投入，电力电子器件市场发展迅速，在全球市场中所占的份额越来越大。已成为全球最大的大功率电力电子器件需求市场。
 
中国大功率半导体器件市场分析
 
由于中国经济的快速发展，中国目前已经成为全球最大的大功率分立器件市场。据统计，2008年中国的大功率分立器件市场规模达到了51.35亿元人民币，在全球市场中占到了39.19%的份额。预计未来5年，中国大功率分立器件市场销售额将保持20%的年均复合增长率，到2010年市场销售额将达到75.67亿元人民币,全球市场占比预计也将超过47.40%。
表2  2005年-2010中国不同种类的大功率半导体需求市场规模（单位：亿元）

器件种类	2005年	2006年	2007年	2008年	2009年	2010年
大功率晶闸管	8.04	9.41	11.17	13.24	15.65	18.65
晶闸管及整流模块	16.09	19.06	22.66	27.04	32.38	38.92
IGBT	5.63	7.03	8.72	11.07	14.04	18.10
合计	29.76	35.5	42.55	51.35	62.07	75.67

资料来源：CCID
总的来看，三大类产品中，晶闸管及整流模块由于涵盖的范围宽泛，目前仍是市场占比（销售收入占比）最高的一类。初步预计模块产品2005-2010年的复合增长率超过19%。
晶闸管产品，尽管这类产品是截至目前发展时间最长，国内技术也相对成熟，但由于国内庞大的需求市场，未来数年行业仍将维持18%以上的增长率。明显的成本优势是这类产品持续走俏的重要原因所在。
大功率IGBT在未来数年的发展中将呈现极高的增长率状况，但以进口为主。
 
中国大功率半导体下游行业需求特征与需求规模分析
 
大功率半导体器件主要应用于输变电、冶金、马达驱动、轨道交通、电焊机、大功率电源等各个领域，从市场角度来看，各领域需求的增长稳定，都对大功率半导体的销售带来积极影响，大功率半导体分立器件产业保持着持续、快速、稳定的发展，产业规模不断壮大。并且随着国家节能降耗政策力量的加大，增长会更加迅速。具体规模如下：
 
表3   2005年－2010年中国大功率半导体不同应用领域的市场规模（单位：亿元）

应用领域	2005年	2006年	2007年	2008年	2009年	2010年
输变电	1.79	2.05	2.38	2.73	3.12	3.70
钢铁冶炼	8.33	9.58	10.95	12.89	14.86	16.91
马达驱动	3.87	4.77	5.79	7.10	8.76	10.93
轨道交通	6.55	7.92	9.73	11.80	14.54	18.35
大功率电源	3.57	4.30	5.25	6.45	8.07	10.00
电焊机	3.87	4.54	5.34	6.27	7.45	8.97
其他领域	1.79	2.34	3.12	4.11	5.28	6.81
合计	29.77	35.5	42.56	51.35	62.08	75.67

资料来源：CCID

1、  电力的输变电

目前持续加大输变电领域投资是中国电力工业长期发展的必然趋势。而“十一五”是中国电网建设跨越式的发展阶段，尤其是目前投资规模达近4万亿的“智能电网”已经成为国家电网建设的战略重点。未来几年无疑将是输配电设备行业发展的大好时机，大功率特别是高压大电流的晶闸管器件的市场会高速发展。
 
2、钢铁及金属冶炼行业发展现状及趋势
我国钢铁行业固定资产投资增速较快，钢铁及冶炼行业是大功率半导体应用的主体领域之一。设备以熔炼炉和轧机控制为主．基本上该领域所采用到的大功率半导体产品均为高压高流产品。
表4  2002年－2008年中国钢铁重要产品产量一览（单位：亿吨）

	2002年	2003年	2004年	2005年	2006年	2007年	2008年
生铁	1.71	2.03	2.52	3.21	4.04	4.68	4.71
钢	1.82	2.21	2.72	3.53	4.18	4.89	5.0
钢材	1.93	2.42	2.97	3.4	4.67	5.32	5.82

资料来源：中钢协

3、  马达驱动（变频器、软启动）

目前，软启动产品和变频器电源主要用于电机的启动和变频调速, 在各行各业得到越来越广泛的应用，其在电气传动系统中占据的地位日趋重要,已获得巨大的节能效果。市场增速也是目前大功率半导体应用领域分布中较快的一类，年复合增长率接近22%,未来发展势头良好。
 
4、轨道交通行业
由于近年来我国以高铁、城市轨道交通以及铁路电气化改造的投资庞大，增速迅猛，轨道牵引设备及充电整流设备市场亦得到突飞猛进的发展。目前，轨道交通领域是大功率半导体应用的第二大市场，市场规模远远高于传统应用领域，2005-2010年的市场年复合增长率超过22%。未来市场发展持续看好。

5、              大功率电源

传统的大功率电源如电解铝装置、电解食盐装置广泛、静电除尘高压直流电源等采用大功率的半导体器件作为供电电源装置的重要组件。新型的大功率开关电源广泛应用于电子、通信、航天、医疗等现代化工业、国防事业和大型科研项目中，具有非常广泛的应用前景。总的来看，大功率电源在高端市场应用有很大的拓展空间，市场年复合增长将达到25%以上。
 
6、电焊机市场
随着我国钢铁产业的增长，焊接设备和材料需求量与钢材消费量成正比焊接设备行业总体经济情况运行良好，电焊机领域是大功率半导体应用的传统领域之一，大功率的晶闸管及整流模块在直流弧焊机的应用极广，以整流模块和IGBT为核心的逆变焊机市场更是发展迅速。2005-2010年的市场需求年复合增长率17%。
 
7、其他领域
目前大功率半导体除上述的几大应用领域以外，还广泛应用于有色金属、采矿、传动、造纸、纺织、汽车等多类领域，随着国家节能减排的压力带来上述行业的能源利用的技术改造，市场应用从无到有，增速极为可观。2005－2010年市场年复合增长率接近30%。市场持续看好。
 
总论：从报告可以看出，中国的发展需要有电力电子产业的飞速发展，而电力电子产业的发展离不开大功率半导体器件的发展，器件水平决定着整个行业的发展水平。而目前随着国内大规模的电网改造、铁路建设、高速电力机车的普及，以及国家工业、军事以及基础工程的大量投入，必将为中国的电力电子事业创造更好的机遇，需要国家从产业政策上进行扶持，企业在技术设备上进行更多的投入，不仅在传统器件上要做到世界领先，在新型大功率器件如IGBT方面也要取得突破。为国家的经济建设和节能减排做出贡献。