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功率半導(dǎo)體行業(yè)深度報(bào)告:需求增長(zhǎng)+漲價(jià)+國(guó)產(chǎn)替代

發(fā)布時(shí)間:2022-03-17作者來(lái)源:薩科微瀏覽:1879

核心觀點(diǎn):

2021 年功率半導(dǎo)體有望迎來(lái)高景氣周期。 2018 年,在電動(dòng)汽車需求快速增長(zhǎng)拉 動(dòng)下及其他芯片需求擠占 8 英寸產(chǎn)能的背景下,功率半導(dǎo)體經(jīng)歷了一輪缺貨漲 價(jià);2019 年受到智能手機(jī)下滑、傳統(tǒng)汽車下滑、電動(dòng)汽車平穩(wěn)發(fā)展的影響,功 率半導(dǎo)體表現(xiàn)平淡;2020 年受疫情影響,上半年功率半導(dǎo)體需求不佳,但是三 季度之后,受到 5G電源、智能手機(jī)、工業(yè)、電動(dòng)汽車及 IOT 設(shè)備等拉動(dòng),需求 上升明顯,海外疫情影響了國(guó)外廠商的產(chǎn)能供給,部分產(chǎn)品出現(xiàn)了缺貨漲價(jià)的 情況,我們研判在多重需求的驅(qū)動(dòng)下,2021 年功率半導(dǎo)體將迎來(lái)高景氣周期。

行業(yè)觀點(diǎn)

2021 年需求增長(zhǎng)+漲價(jià)+國(guó)產(chǎn)替代,功率半導(dǎo)體迎來(lái)發(fā)展良機(jī):受到全球新冠疫 情影響,2020 年全球功率半導(dǎo)體將出現(xiàn)下滑,QYResearch 預(yù)測(cè) 2020 年同比下滑 9.1%,2021 年有望在 5G手機(jī)、電動(dòng)汽車及 IOT 的需求帶動(dòng)下同比增長(zhǎng) 8.1%。 2020 年 Q4,英飛凌、意法半導(dǎo)體、Diodes 的安森美功率半導(dǎo)體產(chǎn)品交貨期普遍 延長(zhǎng),部分 MOSFET 產(chǎn)品漲價(jià)趨勢(shì)明顯,尤以英飛凌最為嚴(yán)重,國(guó)產(chǎn)品牌也出 現(xiàn)了缺貨漲價(jià)的情況,MOSFET 價(jià)格普遍上漲,漲幅在 10-20%。2019 年中國(guó)已 發(fā)展成為全球[敏感詞]大功率半導(dǎo)體市場(chǎng),占全球比達(dá) 35.9%,但自給率較低,以 IGBT 為例,2019 年自給率僅為 16.3%。我們認(rèn)為,2021 年,功率半導(dǎo)體將在需 求增長(zhǎng)+漲價(jià)+國(guó)產(chǎn)替代的利好驅(qū)動(dòng)下迎來(lái)發(fā)展良機(jī),產(chǎn)業(yè)鏈積極受益。

新能源汽車蓬勃發(fā)展,IGBT 需求快速增長(zhǎng)。新能源汽車迎來(lái)高速增長(zhǎng)期,2020 年 11 月,新能源汽車產(chǎn)銷分別完成 19.8 萬(wàn)輛和 20 萬(wàn)輛,同比分別增長(zhǎng) 75.1%和 104.9%。預(yù)測(cè) 2025 年全球新能源汽車有望達(dá)到 1100 萬(wàn)輛,中國(guó)占 50%。新能 源汽車需要新增大量的功率半導(dǎo)體,48V 輕混汽車需要增加 90 美元以上,電動(dòng) 汽車或者混動(dòng)需要增加 330 美元以上。預(yù)計(jì)汽車用 IGBT 模塊 2018 年-2023 年 復(fù)合年增長(zhǎng)率達(dá) 23.5%。汽車功率半導(dǎo)體難度較大,集中度高,歐、美系廠商 占據(jù)核心優(yōu)勢(shì),2019 年全球[敏感詞]大公司為英飛凌,市占率 25.5%,第二大公司 為意法半導(dǎo)體,市占率 13.9%,前五家公司合計(jì)占比 62.1%,集中度較高。中國(guó) 企業(yè)在汽車功率半導(dǎo)體領(lǐng)域基礎(chǔ)薄弱,但是近幾年中國(guó)電動(dòng)汽車發(fā)展較快,也帶 動(dòng)了 IGBT 產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。2019 年英飛凌在中國(guó)新能源汽車 IGBT 領(lǐng)域排名[敏感詞], 占比高達(dá) 49.3%,其次是比亞迪,主要給自己配套,占比 20%,斯達(dá)半導(dǎo)體位居 第三,市占率達(dá)到 16.6%,成長(zhǎng)較快。

第三代半導(dǎo)體性能優(yōu)異,需求多點(diǎn)開(kāi)花。 SiC 主要應(yīng)用于白色家電、新能源(電 動(dòng)汽車、風(fēng)電、光伏)、工業(yè)應(yīng)用,預(yù)測(cè) 2027 年碳化硅功率器件的市場(chǎng)規(guī)模將 超過(guò) 100 億美元。 在車用方面,SiC MOSFET 在性能方面明顯占優(yōu),可以降低 損耗,減小模塊體積重量。Model 3 率先采用 SiC MOSFET,開(kāi)啟了電動(dòng)汽車使 用 SiC 先河,2020 年比亞迪漢也采用 SiC 模塊,有效提升了加速性能、功率及 續(xù)航能力,豐田燃料電池車 Mirai 車型搭載了 SiC,功率模塊體積降低了 30%, 損耗降低了 70%。我們認(rèn)為,隨著成本的下降和技術(shù)的逐步成熟,SiC 在電動(dòng)汽 車中具有較好的應(yīng)用空間。

重點(diǎn)企業(yè):斯達(dá)半導(dǎo)、華虹半導(dǎo)體、華潤(rùn)微、士蘭微、新潔能。

風(fēng)險(xiǎn)提示:電動(dòng)汽車發(fā)展不達(dá)預(yù)期,智能手機(jī)銷量不達(dá)預(yù)期,5G進(jìn)度低于預(yù)期。

一、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展穩(wěn)健

1.1 全球功率半導(dǎo)體 2019-2025 年均增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)為 4.3%

功率半導(dǎo)體廣泛應(yīng)用于各類電子類產(chǎn)品,2019 年功率半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模為 175 億美元,Yole 預(yù)測(cè),2025 年市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)為 225 億美元,2019-2025 年 均增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)為 4.3%。

2019 年到 2025 年 IGBT 模組整體年均增長(zhǎng)率為 18%。受益于新能源(電 動(dòng)汽車、風(fēng)電及光伏)及工控行業(yè)的快速發(fā)展,預(yù)測(cè)在 2025 年,IGBT 模 組整體將會(huì)達(dá)到 54 億美元,占整個(gè)功率半導(dǎo)體市場(chǎng)的 24%。

車載領(lǐng)域占比[敏感詞],電機(jī)次之。2019 年車載方向(包括 EV、HEV,硅 MOSFET)為 15 億美元,電機(jī)驅(qū)動(dòng)(Motor Drive,IGBT 模組)為 14 億美 元,智能手機(jī)以及無(wú)線設(shè)備(硅 MOSFET)為 13 億美元,計(jì)算機(jī)技術(shù) (Computing)以及存儲(chǔ)(硅 MOSFET)為 12 億美元,工業(yè)方向(硅 MOSFET)為 11 億美元,EV、HEV方向(IGBT 模組)為 6 億美元(其他 為 104 億美元。從各種元件在功率半導(dǎo)體市場(chǎng)上的占比(金額)來(lái)看,硅 MOSFET 占 45%。另一個(gè)主要元件是 IGBT 模組,2019 年的市場(chǎng)規(guī)模為 37 億美元。在工業(yè)、能源再生型變頻器、EV、HEV 方向的應(yīng)用頗受人們關(guān)注 (尤其是 EV、HEV作為[敏感詞]的一項(xiàng)應(yīng)用方向)。

? 車用 SiC MOSFET 快速增長(zhǎng)。由于美國(guó)特斯拉、中國(guó)比亞迪等車廠的需 求,硅制模組正在逐步取代作為主變頻器(Main Inverter)的 IGBT 模組, 據(jù)預(yù)測(cè),SiC MOSFET 的市場(chǎng)也因 EV、HEV的增長(zhǎng)而會(huì)出現(xiàn)增長(zhǎng)。SiC 離 散晶體管作為高效的車載充電器系統(tǒng),未來(lái)會(huì)與 MOSFET 形成競(jìng)爭(zhēng)。

功率半導(dǎo)體行業(yè)深度報(bào)告:需求增長(zhǎng)+漲價(jià)+國(guó)產(chǎn)替代


1.2 中國(guó)功率半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模居全球首位,國(guó)內(nèi)龍頭公司快速發(fā)展

2019 年中國(guó)功率半導(dǎo)體市場(chǎng)占比全球達(dá) 35.9%:中國(guó)是全球[敏感詞]的功率器 件消費(fèi)國(guó),功率器件細(xì)分的主要幾大產(chǎn)品在中國(guó)的市場(chǎng)份額均處于[敏感詞] 位。

國(guó)內(nèi)龍頭全球市占率依舊很低,與國(guó)際大廠差距明顯:與整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè) 類似,對(duì)比海外的功率器件 IDM 大廠,國(guó)內(nèi)的功率器件龍頭企業(yè)(華潤(rùn) 微、斯達(dá)半導(dǎo)體、新潔能、揚(yáng)杰科技、華微電子、士蘭微等)的年銷售額 與國(guó)際巨頭們相差很大,且產(chǎn)品結(jié)構(gòu)偏低端,表明中國(guó)功率器件的市場(chǎng)規(guī) 模與自主化率嚴(yán)重不相匹配,國(guó)產(chǎn)替代的空間巨大,目前,中國(guó)功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)正在快速發(fā)展,聞泰科技收購(gòu)了安世半導(dǎo)體,斯達(dá)半導(dǎo)體、華潤(rùn) 微、新潔能等一批功率半導(dǎo)體企業(yè)陸續(xù)上市,正在發(fā)展壯大。

二、需求拉動(dòng),2021 年功率半導(dǎo)體迎來(lái)高景氣周期

2.1 國(guó)際功率半導(dǎo)體大廠交貨期延長(zhǎng)

2020 年 Q4,英飛凌的 MOSFET、IGBT 等產(chǎn)品交貨期普遍有延長(zhǎng)的情況, 最長(zhǎng)交期高達(dá) 30 周,其中低壓、高壓 MOSFET 及軍用航空晶體管價(jià)格有 上漲的趨勢(shì)。意法半導(dǎo)體的功率半導(dǎo)體產(chǎn)品交貨期呈現(xiàn)全面延長(zhǎng)的趨勢(shì), 價(jià)格方面保持平穩(wěn)。

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2020 年 Q4,Diodes 的 MOSFET 及晶體管產(chǎn)品交貨期延長(zhǎng),最長(zhǎng)交貨周期 達(dá)到 20 周,低壓 MOSFET 價(jià)格有上漲趨勢(shì)。安森美的功率系列產(chǎn)品交貨 期延長(zhǎng),其中高低壓 MOSFET 產(chǎn)品價(jià)格呈現(xiàn)上漲趨勢(shì)。

2.2 功率半導(dǎo)體 MOSFET漲價(jià)趨勢(shì)明顯

MOSFET 漲價(jià)幅度在 10-20%。根據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈調(diào)研信息,2020 年 11-12 月, 海外品牌都缺貨,尤以英飛凌最為嚴(yán)重,國(guó)產(chǎn)品牌也出現(xiàn)了缺貨漲價(jià)的情 況,市場(chǎng)上的 MOSFET 價(jià)格普遍上漲,幅度在 10-20%之間。

中國(guó)是 MOSFET 需求大國(guó),但進(jìn)口依賴度高。根據(jù) IHS 數(shù)據(jù),2019 年全 球 MOSFET 市場(chǎng)規(guī)模為 76 億美元,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占比達(dá)到 39% 。而從 MOSFET 市場(chǎng)格局來(lái)看,英飛凌、安森美、東芝、ST 以及瑞薩合計(jì)占據(jù)了 61%的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額。國(guó)際大廠供應(yīng)不足,缺貨現(xiàn)象表現(xiàn)明顯。

需求激增,8 英寸產(chǎn)能不足造成缺貨漲價(jià)。汽車電動(dòng)化給 MOSFET 帶來(lái)巨 大的增量,下游電子整機(jī)對(duì)節(jié)能環(huán)保的需求在拉動(dòng)其需求量增長(zhǎng)的同時(shí), 也帶動(dòng)了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的快速升級(jí)。5G 商用化進(jìn)程的開(kāi)始,推動(dòng) MOSFET 的 需求量成倍增長(zhǎng)。在充電樁電源和 5G 通訊電源領(lǐng)域,預(yù)測(cè)需求在今年成 長(zhǎng)了 20-30%。電腦、家電、快充這種在上半年被壓抑的需求逐步釋放出 來(lái)。從供給端來(lái)看,MOSFET 主要依靠 8 英寸及 6 英寸晶圓代工,12 寸以 下占比超過(guò) 80%。根據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈調(diào)研信息,目前各大晶圓代工廠的 8 英寸產(chǎn) 能已經(jīng)爆滿,如國(guó)內(nèi) 8 英寸代工廠如華虹、華潤(rùn)微產(chǎn)能利用率均接近滿 載,聯(lián)電的 8 英寸晶圓代工產(chǎn)能更是滿載到 2021 年下半年。

Diodes(美臺(tái))2021 年 1 月 1 日起部分產(chǎn)品開(kāi)始漲價(jià)。Diodes(美臺(tái))在 給客戶的提價(jià)通知中表示,受新冠疫情影響,公司面臨來(lái)自供應(yīng)商的成本 增加和交貨期延長(zhǎng)的挑戰(zhàn),鑒于此,將于 2021 年 1 月 1 日起對(duì)調(diào)漲部分產(chǎn) 品價(jià)格。

士蘭微 SGT MOS 產(chǎn)品提漲 20%。12 月 9 日,杭州士蘭微電子表示,由于 MOS 圓片及封裝材料價(jià)格上漲,同時(shí)受產(chǎn)能的影響,我司相關(guān)產(chǎn)品的成本 不斷上升,為了保證產(chǎn)品的供應(yīng),保持良好的業(yè)務(wù)關(guān)系,經(jīng)公司慎重研究 決定,從即日起(2020 年 12 月 9 日),我司 SGT MOS 產(chǎn)品的價(jià)格本月提 漲 20%。

新潔能 2021年 1月 1日起部分產(chǎn)品價(jià)格調(diào)漲。2020 年 12 月 21 日,無(wú)錫新 潔能同樣給客戶發(fā)布了價(jià)格調(diào)整通知函,通知函表示,由于上游原材料以 及封裝成本持續(xù)上漲,且產(chǎn)能緊張、投產(chǎn)周期延長(zhǎng),產(chǎn)品成本大幅增加, 原有價(jià)格難以滿足供貨需求。

2021 年功率半導(dǎo)體有望迎來(lái)高景氣周期。2018 年,在電動(dòng)汽車需求快速增 長(zhǎng)拉動(dòng)下及其他芯片需求擠占 8 英寸產(chǎn)能的背景下,功率半導(dǎo)體經(jīng)歷了一 輪缺貨漲價(jià);2019 年受到智能手機(jī)下滑、傳統(tǒng)汽車下滑、電動(dòng)汽車平穩(wěn)發(fā) 展的影響,功率半導(dǎo)體表現(xiàn)平淡;2020 年受疫情影響,上半年功率半導(dǎo)體 需求不佳,但是三季度之后,受到 5G 電源、智能手機(jī)、快充、工業(yè)、電 動(dòng)汽車及 IOT 設(shè)備等拉動(dòng),需求上升明顯,部分產(chǎn)品出現(xiàn)了缺貨漲價(jià)的情 況,我們研判 2021 年功率半導(dǎo)體將迎來(lái)高景氣周期。

三、電動(dòng)汽車需求旺盛+多領(lǐng)域需求驅(qū)動(dòng)+國(guó)產(chǎn)替代,IGBT前景可期

3.1 IGBT-功率器件皇冠上的明珠,電力電子裝置和系統(tǒng)中的 CPU

IGBT 是一個(gè)工作原理復(fù)雜的集成功率半導(dǎo)體器件。結(jié)構(gòu)上, IGBT 幾乎集成 了半導(dǎo)體器件的所有基本結(jié)構(gòu),如二極管、BJT 、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管 JFET,MOSFET, SCR。IGBT 的結(jié)構(gòu)參數(shù)發(fā)生變化,將引起其性能發(fā)生 相應(yīng)的變化。工藝技術(shù)上,IGBT 利用 MOS 集成電路工藝進(jìn)行大面積的功 率集成,設(shè)計(jì)上表現(xiàn)為單元胞尺寸的縮小,并聯(lián)集成的元胞數(shù)量越多,通 態(tài)壓降 (導(dǎo)通損耗) 逐漸減小。

IGBT 的技術(shù)發(fā)明已經(jīng)有 30 多年,主要經(jīng)歷 6 代技術(shù)及工藝改進(jìn)。從結(jié)構(gòu) 上講,IGBT 可以分為縱向結(jié)構(gòu)、IGBT 柵極結(jié)構(gòu)、硅片加工工藝,主要發(fā) 展趨勢(shì)是降低損耗。

IGBT適用于高壓領(lǐng)域:IGBT 是由 BJT 和 MOSFET 組成的復(fù)合功率半導(dǎo) 體器件,既有 MOSFET 的開(kāi)關(guān)速度高、輸入阻抗高、控制功率小、驅(qū)動(dòng)電 路簡(jiǎn)單、開(kāi)關(guān)損耗小的優(yōu)點(diǎn),又有 BJT 導(dǎo)通電壓低、通態(tài)電流大、損耗小 的優(yōu)點(diǎn),在高壓、大電流、高速等方面是其他功率器件不能比擬的,因而 是電力電子領(lǐng)域較為理想的開(kāi)關(guān)器件,是未來(lái)應(yīng)用發(fā)展的主要方向。IGBT 穩(wěn)定性比 MOSFET 稍差,強(qiáng)于 BJT,但 IGBT 耐壓比 MOSFET 容易做高, 不易被二次擊穿而失效,易于高壓應(yīng)用領(lǐng)域。

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作為工業(yè)控制及自動(dòng)化領(lǐng)域的核心器件,IGBT 模塊在電機(jī)節(jié)能、軌道交 通、智能電網(wǎng)、航空航天、家用電器、汽車電子、新能源發(fā)電、新能源汽 車等諸多領(lǐng) 域都有廣泛的應(yīng)用。隨著新能源汽車的發(fā)展以及變頻白色家電 的普及,IGBT 的市場(chǎng)熱度持續(xù)升溫。它不僅在工業(yè)應(yīng)用中提高了設(shè)備的自 動(dòng)化水平、控制精度等,也大幅提高了電能的應(yīng)用效率,同時(shí)減小了產(chǎn)品 體積和重量,節(jié)約了材料。

IGBT 在 600V以上具有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì),目前可應(yīng)用于 6500V 高壓,在高壓領(lǐng) 域,SiC MOSFET 是 IGBT 的競(jìng)爭(zhēng)者,但是目前還存在成本高的情況。

隨著應(yīng)用的不斷升級(jí),對(duì) IGBT 芯片及模塊也提出了新的要求,要求芯片 縮小面積、實(shí)現(xiàn)快速開(kāi)關(guān),要求 IGBT 承載更高的電壓和電流,并且具有 低損耗和高可靠等特性。

汽車級(jí)功率模塊要求更高的電氣運(yùn)行可靠性、更高的壽命、更好的節(jié)能 性、抗干擾性強(qiáng)、并要求重量輕、緊湊等。

為了應(yīng)對(duì)各種應(yīng)用需求,功率模塊封裝技術(shù)也在不斷發(fā)展,主要表現(xiàn)為 Si 器件新技術(shù),降低熱阻,新的芯片焊接方式、雙面散熱、提高集成化等。

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3.2 新能源汽車是 IGBT模塊增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力

新能源車功率半導(dǎo)體價(jià)值量大幅增加:新增功率器件價(jià)值量主要來(lái)自于汽 車的“三電”系統(tǒng),包括電力控制,電力驅(qū)動(dòng)和電池系統(tǒng)。在動(dòng)力控制單 元中,IGBT 或者 SiC 模塊將高壓直流電轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)三相電機(jī)的交流電;在 車載充電器 AC/DC 和 DC/DC 直流轉(zhuǎn)換器中,都會(huì)用到 IGBT 或者 SiC、 MOS、SBD 單管;在電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向、水泵、油泵、PTC、空調(diào)壓縮機(jī)等高 壓輔助控制器中都會(huì)用到 IGBT 單管或者模塊;在 ISG 啟停系統(tǒng)、電動(dòng)車 窗雨刮等低壓控制器中都會(huì)用到 MOS 單管。

? (1)電動(dòng)調(diào)速系統(tǒng):功率器件在新能源車電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中,主要有兩種形 式:用于直流電動(dòng)機(jī)的斬波器和交流電機(jī)的逆變器。(1)斬波器:對(duì)于直 流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng),一般采用斬波器,其功率電路比較簡(jiǎn)單,效率也比較 高。隨著功率器件的發(fā)展,斬波器的頻率可做到幾千赫茲,因而很適合用 作直流牽引調(diào)速。新能源車采用直流電機(jī)驅(qū)動(dòng),無(wú)論是串勵(lì)電機(jī),還是他 勵(lì)電機(jī),都采用斬波器作為功率變換器。斬波器的功率器件多采用 MOSFET 和 BJT。(2)逆變器在 DC/DC 變換方式中,一般采用直流斬波 器加逆變器和 DC/DA逆變器兩種方式。由于新能源車的電源電壓低,采用 前種方式,傳輸能量環(huán)節(jié)過(guò)多,會(huì)降低整個(gè)系統(tǒng)的效率。而采用 PWM 電 壓型逆變器,則線路簡(jiǎn)單、環(huán)節(jié)少、效率高。另外,現(xiàn)在還出現(xiàn)了諧振直 流環(huán)節(jié)變換器和高頻諧振交流環(huán)節(jié)變換器。由于采用零電壓或零電流開(kāi)關(guān) 技術(shù),諧振式變換器具有開(kāi)關(guān)損耗小、電磁干擾小、低噪聲、高功率密度 和高可靠性等優(yōu)點(diǎn)。

? (2)能量轉(zhuǎn)換器:新能源車能量轉(zhuǎn)換器的主要部件是功率器件。目前常用 的功率器件有 CTO、BJT、MOSFET、IGBT、SITSITH、MCT,其中 CTO、MCT 具有高開(kāi)關(guān)速度、高能量傳輸能力、優(yōu)越的動(dòng)態(tài)特性及高可靠 性,很適合于電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng),同時(shí)功率器件能影響到能量轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)。 直—直流及直—交流轉(zhuǎn)換器各自應(yīng)用于直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)。

? (3)車載充電裝置:發(fā)展車載充電器是發(fā)展新能源汽車的必要條件, 因?yàn)?它能將交流電網(wǎng)的電能有效地補(bǔ)充到每輛電動(dòng)汽車的蓄電池中。充電器的 功能就是將交流電變?yōu)橹绷麟? 這就需要使用 IGBT等功率器件。新能源汽 車對(duì)這些功率器件提出新的要求,不僅要求恒流恒壓二段式充電,還要求高效、輕量,有自檢及自動(dòng)充電等多種保護(hù)功能,并且能程控設(shè)定充電時(shí) 間曲線、監(jiān)視電池溫度, 對(duì)電網(wǎng)無(wú)污染等。

? (4)充電樁:作為新能源汽車必不可少的基礎(chǔ)配套設(shè)施,我國(guó)充電樁行業(yè) 也正處于高速增長(zhǎng)的建設(shè)期,未來(lái)市場(chǎng)空間廣闊。Infineon 統(tǒng)計(jì) 100 kW 的 充電樁需要的功率器件價(jià)值量在 200-300 美元,而 IGBT 模塊是充電樁的 核心器件。

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? 不同電動(dòng)化汽車所需要的功率半導(dǎo)體器件數(shù)量不同,隨著純電動(dòng)車型的增 多,汽車功率半導(dǎo)體器件將迎來(lái)量?jī)r(jià)齊升。

? 根據(jù) Infineon 數(shù)據(jù),2020 年,48V 輕混汽車需要增加 90 美元功率半導(dǎo) 體,電動(dòng)汽車或者混動(dòng)需要增加 330 美元功率半導(dǎo)體。

? 2019 年,全球電動(dòng)汽車達(dá)到 221 萬(wàn)輛,同比增長(zhǎng) 10%,中國(guó)新能源汽車銷 售 120.6 萬(wàn)輛,同比下降了 4.0%。

? 2020 年 11 月,新能源汽車產(chǎn)銷分別完成 19.8 萬(wàn)輛和 20 萬(wàn)輛,同比分別增 長(zhǎng) 75.1%和 104.9%。2020 年 1-11 月,新能源汽車產(chǎn)銷分別完成 111.9 萬(wàn)輛 和 110.9 萬(wàn)輛,其中產(chǎn)量同比下降 0.1%,銷量同比增長(zhǎng) 3.9%。

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? 彭博新能源財(cái)經(jīng)(BloombergNEF)預(yù)測(cè),2025 年全球新能源汽車有望達(dá)到 1100 萬(wàn)輛,中國(guó)占 50%,2030 年有望達(dá)到 2800 萬(wàn)輛,2040 年將達(dá)到 5600 萬(wàn)輛。屆時(shí),電動(dòng)汽車銷量將占到全部新車銷量的 57%。

? 汽車功率半導(dǎo)體難度較大,集中度高,歐、美系廠商占據(jù)核心優(yōu)勢(shì)。2019 年,全球汽車半導(dǎo)體市場(chǎng)達(dá)到 372 億美元,英飛凌位居[敏感詞],市占率 13.4%,前五家公司合計(jì)占比 49.1%。汽車功率半導(dǎo)體全球[敏感詞]大公司為英 飛凌,市占率 25.5%,第二大公司為意法半導(dǎo)體,市占率 13.9%,前五家公 司合計(jì)占比 62.1%,集中度較高。

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? 斯達(dá)半導(dǎo)體快速崛起。中國(guó)汽車在汽車功率半導(dǎo)體領(lǐng)域基礎(chǔ)薄弱,發(fā)展速 度慢,但是近幾年中國(guó)電動(dòng)汽車發(fā)展較快,也帶動(dòng)了 IGBT 產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 根據(jù)佐思汽研數(shù)據(jù),按照銷量數(shù)據(jù),2019 年英飛凌在中國(guó)新能源汽車 IGBT 領(lǐng)域排名[敏感詞],占比高達(dá) 49.3%,其次是比亞迪,主要給自己配套, 占比 20%,斯達(dá)半導(dǎo)體位居第三,市占率達(dá)到 16.6%。

3.3 工業(yè)控制、新能源、家電變頻等領(lǐng)域推動(dòng) IGBT穩(wěn)定增長(zhǎng)

功率半導(dǎo)體器件在電源管理行業(yè)應(yīng)用越來(lái)越廣泛,未來(lái)工控、新能源、變 頻家電、數(shù)據(jù)中心、5G、IOT 等領(lǐng)域?qū)⑹枪β拾雽?dǎo)體器件快速增長(zhǎng)的核心 領(lǐng)域,IGBT 需求量將持續(xù)增加。

3.3.1 工業(yè)控制是 IGBT[敏感詞]大應(yīng)用領(lǐng)域,需求穩(wěn)健增長(zhǎng)

? IGBT 模塊是變頻器、逆變焊機(jī)等傳統(tǒng)工業(yè)控制及電源行業(yè)的核心元器件, 且已在此領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。隨著工業(yè)控制及電源行業(yè)市場(chǎng)的逐步回 暖,預(yù)計(jì) IGBT 模塊在此領(lǐng)域的市場(chǎng)規(guī)模亦將得到逐步擴(kuò)大。

? 1)變頻器行業(yè) :IGBT 模塊在變頻器中不僅起到傳統(tǒng)的三極管的作用,亦 包含了整流部分的作用??刂破鳟a(chǎn)生的正弦波信號(hào)通過(guò)光藕隔離后進(jìn)入 IGBT,IGBT 再根據(jù)信號(hào)的變化將 380V(220V)整流后的直流電再次轉(zhuǎn)化 為交流電輸出。

? 我國(guó)變頻器行業(yè)的市場(chǎng)規(guī)??傮w呈上升態(tài)勢(shì)。變頻器已進(jìn)入新能源領(lǐng)域, 在冶金、煤炭、石油化工等工業(yè)領(lǐng)域?qū)⒈3址€(wěn)定增長(zhǎng),在城市化率提升的 背景下,變頻器在市政、軌道交通等公共事業(yè)領(lǐng)域的需求也會(huì)繼續(xù)增長(zhǎng), 從而促進(jìn)市場(chǎng)規(guī)模擴(kuò)大。未來(lái)幾年,具有高效節(jié)能功能的高壓變頻器市場(chǎng) 將受政策驅(qū)動(dòng)持續(xù)增長(zhǎng),到 2023 年,高壓變頻器的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 175 億 元左右。

? 2)逆變焊機(jī)行業(yè):逆變式弧焊電源,又稱弧焊逆變器,是一種新型的焊接 電源。這種電源一般是將三相工頻(50 赫茲)交流網(wǎng)路電壓,先經(jīng)輸入整 流器整流和濾波,變成直流,再通過(guò)大功率開(kāi)關(guān)電子元件(IGBT)的交替 開(kāi)關(guān)作用,逆變成幾千赫茲至幾萬(wàn)赫茲的中頻交流電壓,同時(shí)經(jīng)變壓器降 至適合于焊接的幾十伏電壓,后再次整流并經(jīng)電抗濾波輸出相當(dāng)平穩(wěn)的直 流焊接電流。

? 根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù),2018 年我國(guó)電焊機(jī)產(chǎn)量為 853.3 萬(wàn)臺(tái),同比 2017 年 增加了 58.46 萬(wàn)臺(tái)。電焊機(jī)市場(chǎng)持續(xù)升溫亦將保證 IGBT 需求量逐步增大。

3.3.2 光伏風(fēng)力發(fā)電量快速增長(zhǎng),IGBT迎新增長(zhǎng)動(dòng)力

? 由于新能源發(fā)電輸出的電能不符合電網(wǎng)要求,需通過(guò)光伏逆變器或風(fēng)力發(fā) 電逆變器將其整流成直流電,再逆變成符合電網(wǎng)要求的交流電后輸入并 網(wǎng)。IGBT 模塊是光伏逆變器和風(fēng)力發(fā)電逆變器的核心器件,新能源發(fā)電行 業(yè)的迅速發(fā)展將成為 IGBT 模塊行業(yè)持續(xù)增長(zhǎng)的又一動(dòng)力。 2015 年全球發(fā) 電量 6414 GW,預(yù)計(jì) 2025 年全球發(fā)電量將達(dá)到 8647 GW,10 年 CAGR 為 3.0%,其中可再生能源發(fā)電量增速較快,CAGR 達(dá)到 5.9%;進(jìn)一步細(xì)分, 太陽(yáng)能發(fā)電和風(fēng)能發(fā)電量的增速要高于可再生能源發(fā)電量的復(fù)合增速,太 陽(yáng)能發(fā)電量 15-25 年 CAGR 為 16.4%,風(fēng)能發(fā)電量 CAGR 為 8.8%,遠(yuǎn)高 于行業(yè)的平均增速。從地區(qū)來(lái)看,風(fēng)電增長(zhǎng)較快地區(qū)包括中國(guó),歐洲和美 國(guó),而太陽(yáng)能發(fā)電增長(zhǎng)較快地區(qū)則有中國(guó),歐洲,美國(guó)和其他亞太地區(qū)。

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風(fēng)電:風(fēng)電主要是中國(guó)美國(guó)在積極發(fā)展,從中長(zhǎng)期來(lái)看,風(fēng)力發(fā)電量處于 穩(wěn)步增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。相較于火力發(fā)電,每 1MW 的風(fēng)電廠的半導(dǎo)體需求量是 火電廠的 30 倍,2011 年風(fēng)電機(jī)的功率為 1.5 MW,2017 年已經(jīng)增長(zhǎng)至 2-3 MW。風(fēng)力發(fā)電量的穩(wěn)定增長(zhǎng)將對(duì)功率半導(dǎo)體提出新的需求。

? 太陽(yáng)能發(fā)電:IHS 預(yù)測(cè),2016-2021 年太陽(yáng)能發(fā)電對(duì) IGBT 模組的需求復(fù)合 增速為 9.0%。為了有效地滿足綠色能源太陽(yáng)能發(fā)電及逆變并網(wǎng)的需求,就 需要控制、驅(qū)動(dòng)器和輸出功率器件的正確組合,IGBT 是作為功率開(kāi)關(guān)的必 然之選,而 PV 逆變器也將是[敏感詞]批使用 SiC 基的器件之一,這將顯著提 升 IGBT 的價(jià)值量。

? 中國(guó)光伏逆變器廠商崛起,IGBT 近水樓臺(tái)。目前,以華為、陽(yáng)光電源為 主的本土廠商在光伏逆變器市場(chǎng)持續(xù)突破,根據(jù) SolarEdge 統(tǒng)計(jì),2018 年,華為在全球逆變器市場(chǎng)的份額達(dá) 22%,市占率位列全球[敏感詞],陽(yáng)光電 源的市場(chǎng)份額為 15%,市占率位居全球第二位。特別是在三相組串型逆變 器市場(chǎng),2017 年華為的市占率已達(dá) 56%,市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)地位突出,中國(guó)光伏逆 變器廠商快速發(fā)展為國(guó)產(chǎn) IGBT 替代帶來(lái)了顯著的本土化優(yōu)勢(shì)。

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3.3.3 全球家用電器變頻加速滲透,IGBT迎發(fā)展良機(jī)

? IGBT 模塊是變頻家電變頻器的核心元器件。IGBT 高頻開(kāi)閉合功能能夠帶 來(lái)以下優(yōu)點(diǎn):1、較小的導(dǎo)通損耗和開(kāi)關(guān)損耗;2、出色的 EMI 性能,可通 過(guò)改變驅(qū)動(dòng)電阻的大小滿足 EMI 需求的同時(shí)保持開(kāi)關(guān)損耗在合理范圍內(nèi); 3、強(qiáng)大的抗短路能力;4、較小的電壓尖峰(對(duì)家電起到保護(hù)作用)。中 國(guó)作為全球[敏感詞]的家電市場(chǎng)和生產(chǎn)基地,亦孕育著大規(guī)模的 IGBT 市場(chǎng)。 以空調(diào)行業(yè)為例,中國(guó)作為全球[敏感詞]的家電市場(chǎng)和生產(chǎn)基地,亦孕育著大 規(guī)模的 IPM 市場(chǎng)。

? 家電變頻可大幅節(jié)能電能。相對(duì)于傳統(tǒng)的家電產(chǎn)品,變頻家電產(chǎn)品在能 效、性能及智能控制等方面有明顯的先天優(yōu)勢(shì)。近年來(lái),變頻家電正處在 全面發(fā)展的階段,主要應(yīng)用于空調(diào)、微波爐、冰箱、熱水器等耗電較大的 電器。舉例來(lái)講,相較于不可變頻冰箱,可變頻冰箱的使用壽命長(zhǎng),噪音 小,并且能夠節(jié)省 40%的能耗。

? 預(yù)測(cè) 2022 年家電變頻滲透率 65%。IHS 統(tǒng)計(jì),2017 年全球家用電器銷量 約 7.11 億臺(tái),其中 4.67 億臺(tái)為不可變頻家電,占比達(dá)到 66%,而可變頻家 電數(shù)量為 2.44 億臺(tái),占比為 34%。預(yù)計(jì)到 2022 年可變頻家電銷售量將達(dá)到 5.85 億臺(tái),占比達(dá)到 65%,17-22 年銷售量 CAGR 為 19.1%,而不可變 頻家電銷售量將下降至 3.17 億臺(tái),占比減少至 35%。

? 變頻家電功率半導(dǎo)體單機(jī)價(jià)值量大幅提升??勺冾l家電的快速放量,將顯 著提升單位家電中半導(dǎo)體的價(jià)值量,Infineon 預(yù)測(cè)半導(dǎo)體價(jià)值量將從不可變 頻的 0.7 歐元提升至 9.5 歐元,而增加的半導(dǎo)體主要是屬于功率半導(dǎo)體,假 設(shè) 9.5 歐元是單位可變頻家電的平均半導(dǎo)體價(jià)值量,預(yù)計(jì) 2022 年家電半導(dǎo) 體市場(chǎng)空間將從 2017 年的 26.45 億歐元增長(zhǎng)至 57.79 億元,17-22 年 CAGR 為 16.9%。

? 根據(jù) IHS 數(shù)據(jù),2021 年家用功率半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模有望從 2017 年的 14.4 億 美元增長(zhǎng)至 26.7 億美元,復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到 1

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? 隨著全球節(jié)能環(huán)保的大力推行,白色家電變頻滲透率將逐步提升,功率半 導(dǎo)體作為變頻器的核心元器件,將顯著受益。

3.4 各領(lǐng)域增長(zhǎng):預(yù)計(jì)汽車用 IGBT模塊 2018 年-2023 年復(fù)合年增長(zhǎng)率達(dá) 23.5%

? 2018 年全球 IGBT 市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到 62.1 億美元。 根據(jù) IHS 數(shù)據(jù),2017 年全 球 IGBT 市場(chǎng)規(guī)模為 52.55 億美元,同比 2016 年增長(zhǎng) 16.5%,2018 年全球 IGBT 市場(chǎng)規(guī)模在 62.1 億美元左右。

四、電動(dòng)汽車需求拉動(dòng),碳化硅迎來(lái)發(fā)展新機(jī)遇

4.1 性能優(yōu)異,第三代半導(dǎo)體應(yīng)運(yùn)而生

? SiC 和 GaN 基 MOSFETs 突破性能極限,技術(shù)升級(jí)勢(shì)在必行:和[敏感詞]代、 第二代半導(dǎo)體材料相比,第三代半導(dǎo)體材料具有寬的禁帶寬度,高的擊穿 電場(chǎng)、高的熱導(dǎo)率、高的電子飽和速率及更高的抗輻射能力,因而更適合 于制作高溫、高頻、抗輻射及大功率器件。為了追求更小的器件體積以及 更好的性能,功率器件廠商逐漸推進(jìn)下一代技術(shù)方案的 SiC 和 GaN 基 MOSFETs。舉例來(lái)講,1)SiC 基 MOSFETs 相較于硅基 MOSFETs 擁有高 度穩(wěn)定的晶體結(jié)構(gòu),工作溫度可達(dá) 600 ℃;2)SiC 的擊穿場(chǎng)強(qiáng)是硅的十倍 多,因此 SiC 基 MOSFETs 阻斷電壓更高;3)SiC 的導(dǎo)通損耗比硅器件小 很多,而且隨溫度變化很小;4)SiC 的熱導(dǎo)系數(shù)幾乎是 Si 材料的 2.5 倍, 飽和電子漂移率是 Si的 2 倍,所以 SiC 器件能在更高的頻率下工作。

? SiC 主要應(yīng)用于白色家電、新能源(電動(dòng)汽車、風(fēng)電、光伏)、工業(yè)應(yīng)用 等。

4.2 碳化硅在電動(dòng)汽車領(lǐng)域有望大顯身手

? 在車用方面,SiC MOSFET 在性能方面明顯占優(yōu),可以降低損耗,減小模 塊體積重量,IGBT 在可靠性魯棒性方面占優(yōu)。碳化硅器件應(yīng)用于車載充電 系統(tǒng)和電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng),能夠有效降低開(kāi)關(guān)損耗、提高極限工作溫度、提升 系統(tǒng)效率。

? Model 3 率先采用 SiC MOSFET,開(kāi)啟了電動(dòng)汽車使用 SiC 先河。

? 特斯拉逆變器模組上率先采用了 24 顆碳化硅 SiC MOSFET,該產(chǎn)品由意法 半導(dǎo)體提供,隨后英飛凌也成為了特斯拉的 SiC 功率半導(dǎo)體供應(yīng)商。整個(gè) 功率模塊單元由單管模塊組成,采用標(biāo)準(zhǔn) 6-switches 逆變器拓?fù)?,每個(gè) switch 由 4 顆單管模塊組成,共 24 顆單管模塊,器件耐壓為 650V。Model 3 的 SiC 單管模塊設(shè)計(jì)與 Model S/X 采用 Infineon IGBT 單管思路一致,好 處是實(shí)現(xiàn)不同功率等級(jí)的可擴(kuò)展同時(shí),還能提升模塊封裝良率,降低半導(dǎo) 體器件成本。

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? 比亞迪漢采用 SiC MOSFET 提升加速性能、功率及續(xù)航能力。

? 2020 年,比亞迪漢 EV 車型電機(jī)控制器首次使用了比亞迪自主研發(fā)并制造 的 SiC MOSFET 控制模塊,大大提高了電機(jī)性能。

? 碳化硅加速性能好。寬禁帶最直接的好處,有更高的擊穿場(chǎng)強(qiáng),也就是耐 高壓,即是可以控制更高的系統(tǒng)電壓。比亞迪漢能夠使用 650V 電壓平 臺(tái),也有碳化硅的功勞。高電壓意味著低電流,能減少設(shè)備電阻的損耗。 對(duì)電機(jī)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō),也更容易在小體積下實(shí)現(xiàn)更高功率,也因此,比亞迪漢 可以輕松實(shí)現(xiàn) 3.9S 的 0–100 加速性能。

? 碳化硅可實(shí)現(xiàn)大概率及高續(xù)航。除了寬禁帶帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)外,碳化硅還有兩 大優(yōu)勢(shì),一個(gè)是飽和電子速度更高,一個(gè)是導(dǎo)熱率更高、耐溫性能更高。 飽和電子速度快,也就是可以通過(guò)更大的電流。碳化硅材料的電子飽和速 度是硅材料的兩倍,因此在設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí),匹配的電流強(qiáng)度更容易遠(yuǎn)離設(shè)備 的飽和電流,也就能實(shí)現(xiàn)在導(dǎo)通狀態(tài)下更低的電阻。這能減少電能的損耗,也有助于降低設(shè)備發(fā)熱,簡(jiǎn)化散熱設(shè)計(jì)。特別是在瞬時(shí)大電流情況 下,設(shè)備溫度積累減少,再加上耐溫性增加與材料本身更強(qiáng)的導(dǎo)熱率,也 讓設(shè)備散熱更容易。車輛也就能爆發(fā)出更大的功率。這是比亞迪漢能實(shí)現(xiàn) 363Kw 功率的原因。使用磷酸鐵鋰的情況下能達(dá)到 605 公里的續(xù)航里程, 顯然也有碳化硅的功勞。

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? 豐田燃料電池車 Mirai 車型采用碳化硅模塊

? 電裝已經(jīng)開(kāi)始批量生產(chǎn)搭載了 SiC(碳化硅)功率半導(dǎo)體的新一代升壓功 率模塊,該模塊將應(yīng)用于豐田燃料電池車 Mirai 車型。電裝與豐田的 SiC 功率模塊的應(yīng)用歷經(jīng) HEV、燃料電池巴士和燃料電池乘用車。新 Mirai 的 新一代固態(tài)燃料電池核心組件 Toyota FC Stack 搭配了使用多個(gè) SiC 功率 半導(dǎo)體的 FC 升壓變換器。升壓變換器作用是輸出高于輸入電壓的電壓。

? 功率模塊體積縮小了 30%,損耗降低了 70%。根據(jù)電裝的測(cè)算,與采用 Si 基功率半導(dǎo)體的產(chǎn)品相比,搭載了 SiC 功率半導(dǎo)體(含二極管和晶體管) 的新型升壓功率模塊體積縮小了約 30%,損耗降低了約 70%,在實(shí)現(xiàn)功率 模塊小型化的同時(shí)提升了車輛的燃油效率。

? 搭載 SiC 模塊的新 Mirai 續(xù)航里程提升 30%。豐田表示,通過(guò)在 FC 升壓 變壓器中使用 SiC 半導(dǎo)體,采用鋰離子低壓蓄電池等方式,降低系統(tǒng)能耗 損失。同時(shí),在提升 FC 電堆性能的基礎(chǔ)上,通過(guò)采用觸媒活性再生控制 技術(shù),提升發(fā)電效率。從而豐田實(shí)現(xiàn)了新 Mirai WLTC 工況[敏感詞]續(xù)航里程約 850km,較上一代車型提升約 30%。

4.3 預(yù)測(cè) 2027 年碳化硅功率器件規(guī)模將超百億美元

? 預(yù)測(cè) 2027 年碳化硅功率器件的市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò) 100 億美元。 2018 年碳化 硅功率器件市場(chǎng)規(guī)模約 3.9 億美元,受新能源汽車龐大需求的驅(qū)動(dòng)以及電 力設(shè)備等領(lǐng)域的帶動(dòng),IHS 預(yù)測(cè)到 2027 年碳化硅功率器件的市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò) 100 億 美元。2021 年起,受益電動(dòng)汽車?yán)瓌?dòng),SiC MOSFET 將保持較快 的速度增長(zhǎng),成為最暢銷的分立 SiC 功率器件。

五、功率半導(dǎo)體 80%以上依賴進(jìn)口,國(guó)內(nèi)企業(yè)奮起直追

5.1 歐、美、日企業(yè)在功率半導(dǎo)體領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)明顯

? 據(jù) Infineon 統(tǒng)計(jì),2019 年全球功率半導(dǎo)體器件與模組市場(chǎng)規(guī)模為 210 億美 元,歐美日呈現(xiàn)三足鼎立之勢(shì),英飛凌位居[敏感詞],占比 19%,安森美次 之,占比 8.4%,前十大公司合計(jì)市占率達(dá)到 58.3%。

功率半導(dǎo)體行業(yè)深度報(bào)告:需求增長(zhǎng)+漲價(jià)+國(guó)產(chǎn)替代


? 2019 年,全球 MOSFET市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到 81億美元,英飛凌以[敏感詞]優(yōu)勢(shì)排名 [敏感詞],市占率達(dá)到 24.6%,前五大公司市占率達(dá)到 59.8%。聞泰收購(gòu)的安世 半導(dǎo)體及中國(guó)本土成長(zhǎng)起來(lái)的華潤(rùn)微進(jìn)入前十,分別占比 4.1%和 3.0%。

? 2019 年,IGBT 模組市場(chǎng)規(guī)模為 33.1 億美元,英飛凌排名[敏感詞],市占率高 達(dá) 35.6%,前五大公司合計(jì)占比達(dá)到 68.8%。中國(guó)本土成長(zhǎng)起來(lái)的 IGBT 龍 頭公司斯達(dá)半導(dǎo)體近幾年發(fā)展較快,進(jìn)入前十,2019 年排名第八,市占率 2.5%。

? 2019 年,分立 IGBT 市場(chǎng)規(guī)模為 14.4 億美元,英飛凌排名[敏感詞],市占率高 達(dá) 32.5%,前五大公司合計(jì)占比達(dá)到 63.9%,中國(guó)廠商士蘭微進(jìn)入前十,市 占率 2.2%。

? 2019 年,IPMs 市場(chǎng)規(guī)模為 15.9 億美元,日本三菱排名[敏感詞],市占率高達(dá) 32.7%,前五大公司合計(jì)占比達(dá)到 76.9%,中國(guó)廠商士蘭微和華微電子進(jìn)入 前十,市占率分別為 1.1%和 0.8%。

功率半導(dǎo)體行業(yè)深度報(bào)告:需求增長(zhǎng)+漲價(jià)+國(guó)產(chǎn)替代


5.2 中國(guó)功率半導(dǎo)體企業(yè)奮起直追,迎來(lái)快速發(fā)展期

? 中國(guó)是全球[敏感詞]的功率半導(dǎo)體市場(chǎng)。國(guó)際龍頭企業(yè)較大部分收入來(lái)自中國(guó) 地區(qū),以達(dá)爾科技和恩智浦為例,其收入的 50%多和 40%多來(lái)自中國(guó)大 陸,中國(guó)是電動(dòng)汽車大國(guó),英飛凌的 IGBT 在中國(guó)電動(dòng)汽車市場(chǎng)占比達(dá)到 60%多。由此可見(jiàn),我國(guó)功率半導(dǎo)體市場(chǎng)需求量巨大,本土廠商擁有非常 大的進(jìn)口替代空間。

? 中國(guó) IGBT 自給率不斷提升。根據(jù)智研咨詢數(shù)據(jù),自 2015 年以來(lái),我國(guó) IGBT 自給率超過(guò) 10%并逐漸增長(zhǎng),預(yù)測(cè) 2020 年自給率將從 2015 年的 10.1%提升至 18.4%,預(yù)計(jì) 2024 年我國(guó) IGBT 行業(yè)產(chǎn)量將達(dá)到 0.78 億只, 需求量約為 1.96 億只,自給率達(dá)到 40%。 整體來(lái)看,我國(guó) IGBT 行業(yè)仍存 在巨大供需缺口,“國(guó)產(chǎn)替代”將會(huì)是未來(lái) IGBT 行業(yè)重要的發(fā)展方向。

功率半導(dǎo)體行業(yè)深度報(bào)告:需求增長(zhǎng)+漲價(jià)+國(guó)產(chǎn)替代


? 中高端功率半導(dǎo)體產(chǎn)品依賴海外。比亞迪、華為、中國(guó)中車股份有限公司 (CRRC)、陽(yáng)光電源股份有限公司(Sungrow)等中國(guó)企業(yè)是引領(lǐng)全球的 功率半導(dǎo)體客戶,但是這些公司在功率半導(dǎo)體采購(gòu)上依然極其依賴英飛 凌、富士電機(jī)、三菱電機(jī)等海外供應(yīng)商。中國(guó)是電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車 的[敏感詞]市場(chǎng),但是海外供應(yīng)鏈仍為中國(guó)的大部分系統(tǒng)提供功率半導(dǎo)體模 組。在全球功率半導(dǎo)體市場(chǎng)上,中高端產(chǎn)品生產(chǎn)廠商主要集中在歐洲、美 國(guó)和日本地區(qū)。歐美日的功率半導(dǎo)體廠商大部分屬于 IDM 廠商,英飛凌、 安森美、意法半導(dǎo)體、三菱、東芝等是行業(yè)中的龍頭企業(yè)。中國(guó)臺(tái)灣地區(qū) 也是較大的功率半導(dǎo)體產(chǎn)地,廠商大多屬于 Fabless 廠商,產(chǎn)品主要集中在 低端領(lǐng)域。我國(guó)功率半導(dǎo)體市場(chǎng)占據(jù)全球 36%左右的需求份額,在高端產(chǎn) 品領(lǐng)域,約 80%依賴進(jìn)口。

? 中國(guó)功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)正在快速發(fā)展。我國(guó)半導(dǎo)體廠商主要為 IDM 模式,生 產(chǎn)鏈較為完善,產(chǎn)品主要集中在二極管、低壓 MOS 器件、晶閘管等低端領(lǐng) 域,IGBT 逐漸獲得突破,生產(chǎn)工藝成熟且具有成本優(yōu)勢(shì),行業(yè)中的龍頭企 業(yè)盈利水平遠(yuǎn)高于中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)廠商。而在新能源、電力、軌道交通等高端產(chǎn) 品領(lǐng)域,國(guó)內(nèi)僅有極少數(shù)廠商擁有生產(chǎn)能力,高端產(chǎn)品市場(chǎng)主要被英飛 凌、安森美、瑞薩、東芝等歐美日廠商所壟斷。

? 目前國(guó)內(nèi)外 IGBT 市場(chǎng)仍主要由外國(guó)企業(yè)占據(jù),國(guó)內(nèi)以斯達(dá)半導(dǎo)體為首的 IGBT 企業(yè)發(fā)展快速,在工控、電動(dòng)汽車、風(fēng)電、光伏、電力及高鐵等領(lǐng)域 逐漸取得突破,不斷提升份額,2019 年,按照出貨數(shù)量測(cè)算,中國(guó)電動(dòng)汽 車用 IGBT,英飛凌占比[敏感詞],市占率高達(dá) 49.3%,比亞迪第二,占比 20% (主要給自己配套),斯達(dá)半導(dǎo)體第三,占比 16.6%,斯達(dá)半導(dǎo)體在電動(dòng) 汽車 IGBT 領(lǐng)域芯片自給率較高,超過(guò) 90%。

? 我國(guó)功率半導(dǎo)體市場(chǎng)中,本土廠商在低端產(chǎn)品領(lǐng)域已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)口替代,聞 泰科技收購(gòu)的安世半導(dǎo)體、斯達(dá)半導(dǎo)體、華潤(rùn)微、新潔能、立昂微、華微 電子、揚(yáng)杰科技、士蘭微、三安光電、捷捷微電等是行業(yè)中的優(yōu)質(zhì)企業(yè), 但市場(chǎng)份額占比仍然較低。

六、看好行業(yè)細(xì)分龍頭

目前國(guó)內(nèi)功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈正在日趨完善,技術(shù)也正在取得突破,中國(guó)是 全球[敏感詞]的功率半導(dǎo)體消費(fèi)國(guó),2019 年占全球需求比例高達(dá) 35.9%,且增 速明顯高于全球,未來(lái)在新能源(電動(dòng)汽車、光伏、風(fēng)電)、工控、變頻 家電、IOT 設(shè)備等需求下,中國(guó)需求增速將繼續(xù)高于全球,行業(yè)穩(wěn)健增長(zhǎng)+ 國(guó)產(chǎn)替代,我們看好細(xì)分行業(yè)龍頭:斯達(dá)半導(dǎo)體、華潤(rùn)微、華虹半導(dǎo)體、 士蘭微、新潔能、立昂微、三安光電、聞泰科技、中車時(shí)代電氣。


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