全球和中國(guó)功率半導(dǎo)體現(xiàn)狀分析

全球和中國(guó)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(duì)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(jī)、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(fèi)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(dòng)、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(duì)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(chǎng)份額分別為32%、13%、55%。二、功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈驅(qū)動(dòng)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(lái)看，汽車、工業(yè)和消費(fèi)電子為主要的需求來(lái)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(fèi)電子占比13%。受益于下游市場(chǎng)需求上升，我國(guó)功率半導(dǎo)體市場(chǎng)快速擴(kuò)張2、新能源汽車快速增長(zhǎng)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(chǎng)增長(zhǎng)動(dòng)力。從量上看，我國(guó)新能源汽車銷量從2016年的51.7萬(wàn)輛增至2020年的130萬(wàn)輛（2019受補(bǔ)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(lái)會(huì)持續(xù)上行。從價(jià)上看，從傳統(tǒng)燃油車到新能源汽車，增加的電動(dòng)化需求更多的功率半導(dǎo)體。據(jù)統(tǒng)計(jì)，功率半導(dǎo)體ASP將從輕型混動(dòng)的80美元大幅提升至全插混/純電汽車的300美元，增長(zhǎng)近4倍。資料來(lái)源;中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)，華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院整理3、5G基站從基站總量來(lái)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(huì)增加，2020年我國(guó)5G基站已達(dá)71.8萬(wàn)個(gè)，預(yù)計(jì)到2021年可達(dá)153網(wǎng)二。從基站內(nèi)部使用量來(lái)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(shí)耗電量為4G時(shí)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(chǎng)現(xiàn)狀1、市場(chǎng)規(guī)模伴隨著我國(guó)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(wú)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(chǎng)自2016年起穩(wěn)步增長(zhǎng)，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(zhǎng)，預(yù)計(jì)到2021年全球市場(chǎng)規(guī)模達(dá)409億美元。我國(guó)是全球最大的功率半導(dǎo)體市場(chǎng)之一，IHS數(shù)據(jù)顯示,2019年中國(guó)的功率半導(dǎo)體市場(chǎng)占全球功率半導(dǎo)體市場(chǎng)38%的份額，達(dá)到144.8億美元，同比2018年增長(zhǎng)4.3%，2020年市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到144.8億美元。2、市場(chǎng)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?shí)現(xiàn)電源開(kāi)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(chǎng)持續(xù)發(fā)展，未來(lái)MOSFET和IGBT有望成為半導(dǎo)體功率器件增長(zhǎng)主體部分。四、功率半導(dǎo)體競(jìng)爭(zhēng)格局全球功率半導(dǎo)體市場(chǎng)長(zhǎng)期由海外龍頭主導(dǎo)，競(jìng)爭(zhēng)格局較為集中。歐美日廠商憑借著原有技術(shù)開(kāi)發(fā)優(yōu)勢(shì)、完善的制造生產(chǎn)與品質(zhì)管理能力，在全球市場(chǎng)具備較大話語(yǔ)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(jì)，2019年全球前十大功率器件供應(yīng)商中，除被聞泰科技收購(gòu)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(jì)占據(jù)43%市場(chǎng)份額。1、IGBT從功率半導(dǎo)體種類來(lái)看，目前國(guó)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(duì)較低，國(guó)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(chǎng)份額。而在IGBT領(lǐng)域，英飛凌以絕對(duì)優(yōu)勢(shì)穩(wěn)居第一。IGBT模塊市場(chǎng)的CR5約68.8%，IGBT分立器件市場(chǎng)的CR5約63.9%，市場(chǎng)被國(guó)外壟斷，集中度較高。我國(guó)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(chǎng)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(chǎng)第十（2.2%），具備一定的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。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(mén)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(guó)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(rùn)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(dòng)隨著人類對(duì)環(huán)境的重視，發(fā)展新能源逐漸成為各國(guó)共識(shí)。太陽(yáng)能、風(fēng)能等新能源發(fā)電過(guò)程中產(chǎn)生的不穩(wěn)定的直流電，需要先經(jīng)過(guò)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(gè)過(guò)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(diǎn)，目前尚處于起步階段，未來(lái)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(qiáng)電網(wǎng)的靈活性與可靠性，使得智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)電力高效節(jié)能的傳輸。未來(lái)新能源市場(chǎng)的快速發(fā)展和智能電網(wǎng)建設(shè)的推進(jìn)將催生出對(duì)功率半導(dǎo)體需求的穩(wěn)步增長(zhǎng)。2、變頻家電提升需求消費(fèi)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(jī)外，電視機(jī)、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