全球和中國功率半導(dǎo)體現(xiàn)狀分析

全球和中國功率半導(dǎo)體現(xiàn)狀分析一、功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)概述功率半導(dǎo)體是控制電力設(shè)備電能變換和進(jìn)行電路控制的核心半導(dǎo)體器件，可對電路進(jìn)行整流、分流、變壓、逆變、穩(wěn)壓、變頻、功率控制等，其下游應(yīng)用十分廣泛，涵蓋汽車、高鐵為代表的交通工具，手機、基站為代表的通信設(shè)備，光伏、風(fēng)電為代表的新能源設(shè)備，電視、空調(diào)為代表的消費產(chǎn)品等。功率半導(dǎo)體器件按集成類別主要可以分為功率IC、功率模組、功率分立器件三大類，功率IC主要用于將功率分立器件與外圍驅(qū)動、控制、保護(hù)等電路集成，功率模組是將功率分立器件根據(jù)下游應(yīng)用的特定需求封裝組成特定的模塊，而功率分立器件是對電路特定進(jìn)行變化的核心。全球功率分立器件、功率模組、功率IC占功率半導(dǎo)體市場份額分別為32%、13%、55%。二、功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈驅(qū)動1、下游應(yīng)用結(jié)構(gòu)從全球功率半導(dǎo)體下游應(yīng)用分布來看，汽車、工業(yè)和消費電子為主要的需求來源。數(shù)據(jù)顯示，汽車領(lǐng)域占比為35%，工業(yè)領(lǐng)域占比27%，消費電子占比13%。受益于下游市場需求上升，我國功率半導(dǎo)體市場快速擴(kuò)張2、新能源汽車快速增長汽車是功率半導(dǎo)體下游最主要的需求，其中新能源是主要的市場增長動力。從量上看，我國新能源汽車銷量從2016年的51.7萬輛增至2020年的130萬輛（2019受補貼大幅度滑坡等影響，銷量有所下降），CAGR為25.9%，隨著新能源車滲透率不斷提升，新能源汽車銷量未來會持續(xù)上行。從價上看，從傳統(tǒng)燃油車到新能源汽車，增加的電動化需求更多的功率半導(dǎo)體。據(jù)統(tǒng)計，功率半導(dǎo)體ASP將從輕型混動的80美元大幅提升至全插混/純電汽車的300美元，增長近4倍。資料來源;中國汽車工業(yè)協(xié)會，華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院整理3、5G基站從基站總量來看，5G相比起4G頻率更高，電磁波穿透力減弱，所以5G基站覆蓋密度需要提高，基站數(shù)量會增加，2020年我國5G基站已達(dá)71.8萬個，預(yù)計到2021年可達(dá)153網(wǎng)二。從基站內(nèi)部使用量來看，5G基站功耗增加，AAU最大功耗為1000W，BBU最大功耗為2000W，滿負(fù)荷時耗電量為4G時的2倍以上，更高的耗電量需要更多的功率器件。三、功率半導(dǎo)體市場現(xiàn)狀1、市場規(guī)模伴隨著我國5G技術(shù)的發(fā)展，基站搭建數(shù)的增加，以及北斗導(dǎo)航系統(tǒng)終端的普及應(yīng)用，無線功率器件的需求進(jìn)一步擴(kuò)大。數(shù)據(jù)顯示，全球功率半導(dǎo)體市場自2016年起穩(wěn)步增長，到2020年已達(dá)393億美元，隨著下游新能源汽車、5G等需求持續(xù)增長，預(yù)計到2021年全球市場規(guī)模達(dá)409億美元。我國是全球最大的功率半導(dǎo)體市場之一，IHS數(shù)據(jù)顯示,2019年中國的功率半導(dǎo)體市場占全球功率半導(dǎo)體市場38%的份額，達(dá)到144.8億美元，同比2018年增長4.3%，2020年市場規(guī)模有望達(dá)到144.8億美元。2、市場結(jié)構(gòu)功率半導(dǎo)體是電子電力核心，主要用于電能轉(zhuǎn)換和控制：功率半導(dǎo)體是電子裝置電能轉(zhuǎn)換與電路控制的核心，其本質(zhì)是利用半導(dǎo)體的單向?qū)щ娦詫崿F(xiàn)電源開關(guān)和電力轉(zhuǎn)換的功能，具體用途包括變壓、逆變、整流、斬波、變頻、變相等，可以提高能量轉(zhuǎn)換效率，減少功率損失。功率半導(dǎo)體主要分為功率分立器件和功率IC兩大類，其中功率分立器件主要包括二極管、晶閘管、MOSFET、IGBT等產(chǎn)品。2019年占比最高的為功率IC(54.3%)，隨著市場持續(xù)發(fā)展，未來MOSFET和IGBT有望成為半導(dǎo)體功率器件增長主體部分。四、功率半導(dǎo)體競爭格局全球功率半導(dǎo)體市場長期由海外龍頭主導(dǎo)，競爭格局較為集中。歐美日廠商憑借著原有技術(shù)開發(fā)優(yōu)勢、完善的制造生產(chǎn)與品質(zhì)管理能力，在全球市場具備較大話語權(quán)，占據(jù)全球功率器件供應(yīng)TOP廠商的多數(shù)席位。根據(jù)Omida統(tǒng)計，2019年全球前十大功率器件供應(yīng)商中，除被聞泰科技收購的安世半導(dǎo)體外，均為歐（2）美（2）日（5）廠商，其中英飛凌（德）以19%的市占率穩(wěn)坐頭把交椅，TOP5合計占據(jù)43%市場份額。1、IGBT從功率半導(dǎo)體種類來看，目前國內(nèi)廠商主要以二極管、晶閘管、低壓MOSFET等低附加值產(chǎn)品為主，毛利率相對較低，國內(nèi)廠商現(xiàn)已有較為成熟和低成本的產(chǎn)品，占據(jù)了一定市場份額。而在IGBT領(lǐng)域，英飛凌以絕對優(yōu)勢穩(wěn)居第一。IGBT模塊市場的CR5約68.8%，IGBT分立器件市場的CR5約63.9%，市場被國外壟斷，集中度較高。我國只有少數(shù)企業(yè)如IGBT龍頭斯達(dá)半導(dǎo)位列IGBT模塊市場并列第七（2.5%），功率器件IDM龍頭杭州士蘭微位列IGBT分立器件市場第十（2.2%），具備一定的競爭優(yōu)勢。2、MOSFET在新能源汽車、電力、軌道交通等領(lǐng)域應(yīng)用較多的高端產(chǎn)品中高壓MOSFET、IGBT技術(shù)門檻較高，工藝更復(fù)雜，且客戶認(rèn)證壁壘較高，目前仍主要依賴于進(jìn)口，處于被國外巨頭壟斷的現(xiàn)狀。在MOSFET領(lǐng)域，英飛凌仍以24.6%的市占率位居第一，CR5約59.8%，安世半導(dǎo)體和華潤微分別以4.1%和3.0%的市占率位列第八和第九。五、功率半導(dǎo)體前景分析1、新能源和智能電網(wǎng)推動隨著人類對環(huán)境的重視，發(fā)展新能源逐漸成為各國共識。太陽能、風(fēng)能等新能源發(fā)電過程中產(chǎn)生的不穩(wěn)定的直流電，需要先經(jīng)過晶閘管、MOSFET、IGBT等功率半導(dǎo)體器件的變換，之后才能入網(wǎng)傳輸。在進(jìn)入家庭之前，需要將高壓電降至家用電壓，這個過程中功率半導(dǎo)體是不可或缺的關(guān)鍵器件。智能電網(wǎng)具備可靠、自愈、經(jīng)濟(jì)、兼容、集成和安全等特點，目前尚處于起步階段，未來發(fā)展空間巨大。大功率半導(dǎo)體器件作為智能電網(wǎng)的核心部件，可以增強電網(wǎng)的靈活性與可靠性，使得智能電網(wǎng)實現(xiàn)電力高效節(jié)能的傳輸。未來新能源市場的快速發(fā)展和智能電網(wǎng)建設(shè)的推進(jìn)將催生出對功率半導(dǎo)體需求的穩(wěn)步增長。2、變頻家電提升需求消費類電子也是功率半導(dǎo)體器件應(yīng)用的重要領(lǐng)域。除手機外，電視機、冰箱、空調(diào)、微波爐等產(chǎn)品都需要使用功率半導(dǎo)體，一般是小電