功率半导体大周期展望!
1、功率半导体行业新周期逻辑
·新周期核心观点引入:AI驱动功率半导体迎来新周期,行业用量、产品品类均发生本质变化。据安森美数据,AI带动功率半导体用量增长8倍以上,GaN MOS为当前市场关注重点。国内功率半导体在AI供应链整体参与度不高,但下游产品及上游衬底自2026年一季度起已进入提价通道,价格上涨确定性较强。当前国内厂商尚未进入扩产阶段,英飞凌等海外厂商及韩国相关企业已率先针对AI、数据中心应用场景布局,海内外相关厂商均具备可观业绩弹性。
·行业概况与竞争格局:功率半导体核心作用为电能转换与传输,高端产品可支持高电压、大电流场景,适配数据中心800V DC外部电压、机柜内2000安培大电流的应用需求。据Yole最新统计,预计2026年全球功率半导体市场规模达315亿美金,下游应用结构为:汽车占比40%,工业占比30%,消费电子占比20%,包含AI在内的通信板块占比5%。当前全球市场龙头以英飞凌、意法半导体、安森美为主,日本罗姆、国内比亚迪半导体、士兰微等厂商市场份额均低于5%。
·新周期驱动与市场空间:电力需求新增及英伟达框架下的数据中心高压架构,已深刻改变功率半导体未来发展路径,预计行业最大下游应用场景将从传统汽车转向数据中心。碳化硅、氮化镓等宽禁带半导体此前普及速度较慢,但其与800V DC架构高度适配,在数据中心需求驱动下有望实现广泛应用。市场空间方面,Yole预计2030年全球功率半导体整体市场规模达433亿美金,年复合增长率为8.7%;其中AI数据中心相关功率半导体规模将达106亿美金,占整体市场的四分之一,Kyver相关占比预计达30%-40%,未来五年增长空间可观。数据中心用电及渗透率方面,RAND研究显示未来数据中心年新增用电30-40GW,2030年单年新增用电将达80-100GW;SemiAnalysis报告显示,2027年新建数据中心800V DC渗透率将达40%,2030年升至70%,将为高端功率半导体带来大量新增需求。
·上一轮周期复盘与对比:上一轮功率半导体周期启动于2021年,驱动因素为汽车缺芯、新能源汽车及光储大面积普及带来的高压电能转换控制需求,周期持续约3年:2020-2021年行业供不应求,交期拉长,股价率先于业绩一个季度启动;2022-2023年新能源车、光伏储能、工业需求形成共振,叠加长期锁单及价动率提升,英飞凌、意法半导体、安森美等龙头股价持续上行,在业绩高增阶段提前完成估值兑现;2023年下半年后随客户库存重建、电动车增速放缓、工业及光伏去库存开启,行业基本面见顶回落。价格层面,上一轮周期意法半导体累计涨价4次,每次涨幅10%-15%,累计涨幅接近1倍,散货价格因缺货涨幅达7-8倍。2026年开年以来,受AI数据中心高功率密度、800V DC架构及碳化硅、氮化镓需求增量预期驱动,英飞凌、安森美、纳微半导体等海外功率半导体厂商股价已率先启动,年初以来普遍翻倍。对比上一轮周期,本轮周期下游库存更健康,AI需求驱动更为明确。
2、AI带动功率半导体需求增量
·AI服务器价值量提升:AI服务器功耗持续上涨,当前GB300服务器单台功耗为200-300千瓦,明年Ruby Ultra机型功耗将跃升至1兆瓦以上,对应功率半导体价值量可达传统服务器的5-10倍。据安森美测算,当前搭载120千瓦功率的服务器,单机功率半导体价值量为1.5万美金;当服务器功率提升至600千瓦-1兆瓦区间时,单机功率半导体价值量可达11.5万美金,价值量提升幅度达8-18倍,凸显AI算力需求扩张带动下功率半导体行业的增长弹性。
3、海外龙头业绩与AI业务进展
·行业利润率水平复盘:功率半导体企业可分为IDM企业与纯设计企业,IDM企业利润弹性大于纯设计企业,因IDM同时覆盖生产与设计环节,可赚取全产业链利润。选取英飞凌、意法半导体、安森美三家海外IDM龙头复盘:上一轮行业周期(2022年左右)中,三家平均毛利率达47%-48%,净利率最高达25%;后续受需求放缓、去库存及价格战影响,行业利润率明显下行,2026年一季度三家平均毛利率降至37%,平均净利率仅2.4%。当前行业复苏信号明确,三家龙头下季度指引均较乐观,AI结构性增长带动新周期开启,其中英飞凌预计FY26整体毛利率达40%-45%,已接近上一轮周期高点,收入增速预计恢复至10%以上。
·英飞凌AI业务进展:英飞凌是全球AI功率半导体领域收入规模最大、进展最快的厂商,AI业务收入增长态势明确:FY25 AI收入为7亿欧元,截至2026年9月的FY26预计达15亿欧元,截至2027年9月的FY27预计达25亿欧元。收入占比方面,英飞凌AI收入占比将从2025年的5%提升至2026年的10%,2027年预计提升至近20%,AI数据中心业务对整体收入及产能的贡献增长显著。
·意法半导体AI业务进展:意法半导体26Q1收入为30亿美金,同比增速达23%,但净利率仅1.4%,主要受产能利用率偏低影响,当期其产能利用率为70%,低于英飞凌90%左右的水平。公司业绩指引乐观,预计2027-2028年毛利率达44%-46%,OP margin达22%-24%,有望超过上一轮汽车周期高点。其AI收入指引上调幅度较大,Q1业绩会时预计2026年AI收入5亿美金、2027年10亿美金,5月CEO大会时已上调至2026年10亿美金、2027年20亿美金,预计2027年AI收入占比达17%-20%。意法半导体是全球碳化硅功率半导体市场份额最大的公司,产品在数据中心中单G瓦价值达2.3亿美金,数据中心领域增长潜力值得看好。
·安森美AI业务进展:安森美是三家海外龙头中业绩弹性最大的厂商,长期收入增速指引为10%-20%,毛利率目标为53%,OP margin目标为40%,显著高于上一轮周期47%-48%的毛利率高点,AI带来的高端产品结构升级将有效拉动其利润率提升。当前安森美AI收入季度环比增速30%以上,同比增速达3倍以上,预计2029年AI相关收入可达12亿美金。
4、产业链供需与涨价库存情况
·AI服务器用量与产能情况:800V架构下AI服务器各环节功率半导体用量显著增长:一级电源PSU部分,碳化硅用量从54V方案的10颗增至24颗,同比增长1.2倍;二次电源800V转54V DC模块氮化镓用量为40颗,54V转12V模块也以氮化镓增量为主;12V转1V环节driver MOS用量从几十颗增至128颗,下一代功率1MW的Rubini和Atra机型用量将随功率正比例增长。单台GD300服务器功率半导体价值拆分:碳化硅24美元、氮化镓30美元、硅基driver MOS128美元,未来1MW机型价值量还有5-10倍提升空间,用量跃升呈乘数效应而非线性叠加。晶圆需求方面,AI服务器VRM需32相承载更高电流(传统服务器仅需6-8相),单颗AI用driver MOS承担电流更高,单颗晶圆面积为传统的3-5倍,叠加器件数量增长,单台AI服务器功率半导体晶圆总面积可达传统服务器的10倍以上,对原有产能挤占明显。当前产业链产能利用率处于高位,英飞凌产能利用率达90%以上,国内新洁能、芯联集成、氮化镓厂商伊诺赛科产能均已打满。
·行业涨价与库存水平:本轮功率半导体提价节奏清晰,后续上涨空间充足:今年4月1日至7月1日行业共两次提价,每次幅度10%左右,高压、碳化硅产品涨幅最为明显。对比上一轮周期价格高点,当前各品类价格仍有较大上涨空间:1200V 40毫欧碳化硅当前价格为1.2-1.4美元/颗,仅为上轮高点4美元/颗的三分之一;IGBT当前价格为1美元/颗,上轮高点为1.2美元/颗;MOS管当前价格为0.35美元/颗,上轮高点为0.5美元/颗,后续随着2027年800VDC架构大幅放量,行业还有较大提价空间。库存水平呈现明显结构性分化:碳化硅基本无库存,高压MOS管交期从26周延长至30周;IGBT、氮化镓产能相对宽松,IGBT与二极管库存水平为3-4个月。
