功率半導(dǎo)體一直保持平穩(wěn)發(fā)展態(tài)勢(shì)，而在最近卻顯著增溫。我們根據(jù)近兩年功率半導(dǎo)體發(fā)展態(tài)勢(shì)，參考近半年最新市場(chǎng)數(shù)據(jù)，總結(jié)出功率半導(dǎo)體市場(chǎng)的十大看點(diǎn)與業(yè)內(nèi)分享，也歡迎大家一起關(guān)注功率半導(dǎo)體，2020年11月16-18日第96屆中國(guó)電子展 設(shè)立了功率半導(dǎo)體專區(qū)，這里可以偶遇舊知新友交流分享。

  

 

Yole最新調(diào)查數(shù)據(jù)釋放出持續(xù)增長(zhǎng)信號(hào)，2019年功率半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模為175億美元，2025年市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)為225億美元，年均增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)為4.3%。從2019年的功率半導(dǎo)體細(xì)分市場(chǎng)來看，車載、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、智能手機(jī)及無線設(shè)備、計(jì)算機(jī)技術(shù)及存儲(chǔ)、工業(yè)等成為主要增長(zhǎng)領(lǐng)域。

 

從各種元件在功率半導(dǎo)體市場(chǎng)上的占比來看，硅MOSFET占45%，IGBT模組約占21%。而2019到2025年，功率IGBT模組整體年均增長(zhǎng)率為18%，2025年將會(huì)達(dá)到54億美元，占整個(gè)功率半導(dǎo)體市場(chǎng)的24%。

 

 

作為全球最大的功率半導(dǎo)體消費(fèi)國(guó)，未來中國(guó)功率半導(dǎo)體市場(chǎng)需求將保持較高速增長(zhǎng)，2021年市場(chǎng)需求規(guī)模有望達(dá)到159億美元，年增速達(dá)4.8%。

 

在新基建的產(chǎn)業(yè)環(huán)境下，無論是5G、新能源汽車、數(shù)據(jù)中心、人工智能還是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、特高壓、城際高速鐵路和城際軌道交通等在內(nèi)的諸多新興產(chǎn)業(yè)給功率半導(dǎo)體廠商帶來巨大發(fā)展空間。以氮化鎵為核心的射頻半導(dǎo)體，支撐著5G基站及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè)；以碳化硅以及絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）為核心的功率半導(dǎo)體，支撐著新能源汽車、充電樁、基站/數(shù)據(jù)中心電源、特高壓以及軌道交通系統(tǒng)的建設(shè)；以智能芯片為核心的系統(tǒng)級(jí)芯片，支撐著數(shù)據(jù)中心、人工智能系統(tǒng)的建設(shè)。

 

 

電動(dòng)汽車將新增大量與電池能源轉(zhuǎn)換相關(guān)的功率半導(dǎo)體器件，功率半導(dǎo)體應(yīng)用大幅上升。根據(jù)麥肯錫統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，純電動(dòng)汽車的半導(dǎo)體成本為 704 美元，其中功率半導(dǎo)體的成本為387美元，占總成本的55%。

 

汽車中使用最多的半導(dǎo)體分別是傳感器、MCU 和功率半導(dǎo)體，其中功率半導(dǎo)體主要運(yùn)用在動(dòng)力控制系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、燃油噴射、底盤安全系統(tǒng)中。傳統(tǒng)汽車中，功率半導(dǎo)體主要應(yīng)用于啟動(dòng)、發(fā)電和安全領(lǐng)域，新能源汽車普遍采用高壓電路，當(dāng)電池輸出高壓時(shí)，需要頻繁進(jìn)行電壓變化，對(duì)電壓轉(zhuǎn)換電路需求提升，此外還需要大量的 DC-AC 逆變器、變壓器、換流器等，這些對(duì) IGBT、MOSFET、二極管等半導(dǎo)體器件的需求量很大。而新增充電樁也將帶來功率半導(dǎo)體的增量，未來利用三年時(shí)間優(yōu)化充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展環(huán)境，實(shí)現(xiàn)“一車一樁”的接電需求，MOSFET和IGBT是充電樁實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換的核心元器件。

 

 

由于5G基站不僅要滿足高速率、大容量、廣覆蓋、低延時(shí)等要求，同時(shí)還要滿足低功耗，低成本等要求，這就讓5G基站不得不面對(duì)功耗，覆蓋，成本以及殺手級(jí)應(yīng)用市場(chǎng)在短期內(nèi)還難以解決等難題。

 

Ga在射頻市場(chǎng)更關(guān)注高功率、高頻率場(chǎng)景。由于Ga在高頻下具有較高的功率輸出和較小的面積，Ga已被射頻行業(yè)廣泛采用。隨著5G到來，Ga在Sub-6GHz 宏基站和毫米波（24GHz 以上）小基站中找到一席之地。Ga射頻市場(chǎng)將從2018年的6.45 億美元增長(zhǎng)到2024年的約20億美元，這主要受5G基礎(chǔ)設(shè)施和國(guó)防兩個(gè)方向應(yīng)用推動(dòng)，衛(wèi)星通信、有線寬帶和射頻功率也做出了一定貢獻(xiàn)。

 

 

新基建確定了5G基建、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等七大領(lǐng)域的發(fā)展方向。而以氮化鎵、碳化硅為首的第三代半導(dǎo)體是支持“新基建”的核心材料。第三代半導(dǎo)體是國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體企業(yè)崛起的希望，中國(guó)有第三代半導(dǎo)體的應(yīng)用市場(chǎng)，我們可以根據(jù)市場(chǎng)定義產(chǎn)品，而不用跟跑國(guó)際巨頭做國(guó)產(chǎn)替代；而且其對(duì)設(shè)備要求相對(duì)較低，國(guó)內(nèi)可以有很多玩家，未來走出來的概率或許很大。

 

根據(jù)Omdia的《2020年SiC和Ga功率半導(dǎo)體報(bào)告》，得益于混合動(dòng)力和電動(dòng)汽車、電源和光伏(PV)逆變器的需求，新興的碳化硅(SiC)和氮化鎵(Ga)功率半導(dǎo)體市場(chǎng)的銷售收入預(yù)計(jì)將從2018年的5.71億美元增至2020年底的8.54億美元，并在2021年突破10億美元大關(guān)。未來十年內(nèi)，該市場(chǎng)的規(guī)模將以年均兩位數(shù)的增長(zhǎng)率，一路攀升至2029年的50億美元。

 

 

由于SiC成本高、產(chǎn)品參數(shù)也還不穩(wěn)定，目前SiC芯片成本是IGBT的4~5倍，業(yè)界預(yù)計(jì)未來三年內(nèi)可以將成本下降到2倍。而阻礙成本下降的主要原因是基材缺陷，例如基面位錯(cuò)和螺釘位錯(cuò)會(huì)產(chǎn)生“致命缺陷”，SiC器件必須減少這種缺陷，才能獲得商業(yè)成功所需的高產(chǎn)量。

 

成本下降和產(chǎn)品穩(wěn)定需要時(shí)間驗(yàn)證，國(guó)內(nèi)廠商的核心問題是國(guó)產(chǎn)替代。來自英飛凌的專家認(rèn)為，國(guó)產(chǎn)SiC MOSFET產(chǎn)品的穩(wěn)定性需要進(jìn)一步驗(yàn)證，SiC MOSFET真正落地的時(shí)間還非常短，在車載領(lǐng)域才剛開始商用，一些諸如短路耐受時(shí)間等技術(shù)指標(biāo)沒有提供足夠多的驗(yàn)證，一個(gè)高端功率半導(dǎo)體從客戶認(rèn)證到產(chǎn)品試應(yīng)用再到產(chǎn)品批量應(yīng)用要比較長(zhǎng)的時(shí)間。因此，未來3-5年IGBT還是主流的高端功率半導(dǎo)體產(chǎn)品，SiC會(huì)在部分高端新能源車領(lǐng)域有一些逐步緩慢的滲透。但是對(duì)于國(guó)內(nèi)廠商來說，未來5年核心矛盾是國(guó)產(chǎn)替代，將龍頭企業(yè)的市占率從2%提升到20%。

 

 

功率二極管、功率三極管、晶閘管等分立器件產(chǎn)品大部分已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，而 MOSFET、IGBT等分立器件產(chǎn)品由于其技術(shù)及工藝的先進(jìn)性，還較大程度上依賴進(jìn)口，一直以美、日、歐廠商為主導(dǎo)，未來進(jìn)口替代空間巨大。Yole分析師稱，中國(guó)是電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車的最大市場(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。

 

中美貿(mào)易摩擦是一股強(qiáng)刺激力，無論是政策層面，還是國(guó)內(nèi)企業(yè)都在向著國(guó)產(chǎn)化的方向努力。中國(guó)的功率模組、半導(dǎo)體廠家的占比也在增長(zhǎng)，且元件的質(zhì)量、性能也在提高。雖然有一些海外功率電子廠家懷疑中國(guó)的功率電子元件的研發(fā)能力，但是我們也看到中國(guó)廠商客服困難的努力和能力。

 

 

據(jù)IHSMarkit數(shù)據(jù)顯示，華潤(rùn)微2018年在中國(guó)MOSFET市場(chǎng)中排名第三，份額占比8.7%，是本土最大的MOSFET廠商，但與英飛凌和安森美兩家國(guó)際企業(yè)仍有不小的差距，華潤(rùn)微營(yíng)收是后兩者的30%及50%左右。我們也看到剛剛來自華潤(rùn)微2020年三季度的數(shù)字，單季度實(shí)現(xiàn)收入18.26億元，同比增長(zhǎng)22.37%；實(shí)現(xiàn)歸母凈利潤(rùn)2.84億元，同比增長(zhǎng)169.14%。公司單季度收入利潤(rùn)均實(shí)現(xiàn)快速增長(zhǎng)，主要是功率器件、功率IC和智能傳感器產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)同期增長(zhǎng)。

 

華潤(rùn)微最新公告，將為功率半導(dǎo)體封測(cè)基地建設(shè)項(xiàng)目增資50億元，主要用于封裝測(cè)試功率半導(dǎo)體產(chǎn)品、先進(jìn)面板級(jí)功率產(chǎn)品、特色功率半導(dǎo)體產(chǎn)品。此次定增則主要用于功率模擬半導(dǎo)體的發(fā)展，尤其是與公司當(dāng)前自有產(chǎn)品配套比例薄弱的封測(cè)環(huán)節(jié)。

 

中國(guó)作為全球功率半導(dǎo)體消費(fèi)地，新基建產(chǎn)業(yè)環(huán)境下5G、新能源汽車、人工智能等產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，無疑給國(guó)內(nèi)功率半導(dǎo)體廠商帶來了新一輪發(fā)展機(jī)遇。對(duì)于MOSFET、IGBT等高端功率半導(dǎo)體產(chǎn)品，目前國(guó)內(nèi)還較大程度上依賴進(jìn)口，未來國(guó)產(chǎn)化替代空間大，但這也為國(guó)內(nèi)廠商提出更多更高要求，未來亟需繼續(xù)努力、我們共同滿懷期待。

 

附：作為中國(guó)電子信息行業(yè)歷史悠久的展會(huì)，中國(guó)電子展緊跟產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，積極推動(dòng)防務(wù)、5G、物聯(lián)網(wǎng)、新能源汽車、大數(shù)據(jù)、人工智能、信息安全等核心技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)新，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展助力，為企業(yè)騰飛加油。2020年11月16-18日，第96屆中國(guó)電子展--國(guó)際元器件及信息技術(shù)應(yīng)用展特設(shè)半導(dǎo)體分立器件、無源器件、連接器、特種元件器、設(shè)備儀器和先進(jìn)制造、電子材料、5G核心元器件、物聯(lián)網(wǎng)和傳感器、智能家居和智慧生活等十大主題展區(qū)，吸引了沈陽興華、福建火炬、貴州航天、雙環(huán)電子、四川永星、合肥三晶、四川華豐、中航光電、沈陽興華、鎮(zhèn)江藍(lán)箭電子、廣東科信、遼陽澤華電子、太倉市晨啟電子等在內(nèi)的優(yōu)秀國(guó)內(nèi)元器件廠商，知名廠商正在云集展會(huì)現(xiàn)場(chǎng)，歡迎大家前往現(xiàn)場(chǎng)參觀交流。

 

 

時(shí)間：2020年11月16-18日

 

地點(diǎn)：上海新國(guó)際博覽中心

 

主題：創(chuàng)新突破 協(xié)同發(fā)展

 

展館設(shè)置：

 

1館：元器件館

 

無源器件、半導(dǎo)體分立器件、連接器、特種元器件

 

2館：5G和AIoT技術(shù)應(yīng)用館

 

5G核心元器件（天線、PCB、濾波器、光模塊、功率放大器等）、設(shè)備儀器與先進(jìn)制造、電子材料；物聯(lián)網(wǎng)和傳感器（B-IoT/Ai/CAT1/ ZigBee/ZETA等技術(shù)在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智能網(wǎng)聯(lián)汽車、智能家居、智慧社區(qū)、智慧城市等領(lǐng)域創(chuàng)新應(yīng)用）