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功率半导体本土需求增长,国产替代箭在弦上

发布日期:2020-09-10 浏览次数:10574 来源:Ai研报数据作者:网络
   功率半导体是电子装置中电能转换与电路控制的核心。主要用于改变电子装置中电压和频率、直流交流转换等。功率半导体可以分为功率IC和功率分立器件两大类,其中功率分立器件主要包括二极管、晶闸管、晶体管等产品。功率半导体被广泛应用于工业控制、消费电子、新能源、轨道交通、智能电网、变频家电等领域。
 
  一、全球功率器件市场规模已超过400亿美金,国内市场空间更为广阔
 
  1、全球功率半导体市场规模超400亿美元
 
  2019年全球功率器件市场规模达到403亿美元,预计2021年将达到441美元,年化增速为4.1%。
 
  2、中国是最大功率半导体消费国,保持较高速度增长
 
  中国占全球功率半导体市场需求比例接近38%。预计未来中国功率半导体将继续保持较高速度增长,2021年市场规模有望达到159亿美元,年化增速达4.8%,高于全球市场增速。
 
  二、功率器件需求持续旺盛,需求增速长期高于供给增速
 
  1、三大分立器件的全球市场规模:MOSFET最大、IGBT次之,晶闸管较小
 
  全球功率器件年复合增速将保持在3.56%,预计在2022年将达到2381亿元。PMIC是功率器件最大的市场。IGBT则增速最快,增长率达7.62%,但当前市场份额仅为13.67%,预计在2022年市场规模达390.5亿元。MOSFET增速与全球功率器件增速接近,CAGR达3.42%,占据功率器件22%的市场份额,长期来看仍将保持重要地位,全球MOSFET市场规模预计在2022年达到523.5亿元。晶闸管属于利基市场,增速低于全球功率器件市场增速,预计在2022年增长至57.5亿元。
 
  2、晶闸管、MOSFET、IGBT需求增速均领先对应晶圆供给增速
 
  由于MOSFET、IGBT多使用6英寸或8英寸晶圆,而晶闸管多使用6英寸及以下尺寸晶圆。全球8英寸晶圆产能年复合增长率为2.89%,6英寸及以下尺寸的晶圆年复合增长率为1.18%,因此无论是晶闸管、MOSFET还是IGBT,其需求增速均大于供给增速,供给侧将保持长期紧张。
 
  三、进口替代成为国内功率半导体企业最大的成长逻辑
 
  1、政策、资金、人才多方面扶持,国内功率半导体企业快速发展
 
  功率半导体行业集中度高,长期被国外厂商垄断,但近年来国产功率半导体厂商取得较大进步,从低端市场开始逐步向车用等高端运用市场渗透。随着社会电气化的发展,我国成为全球功率半导体最大消费市场,国内孕育了一批功率半导体厂商,包括斯达半导体、华润微电子、士兰微等功率半导体厂商,并依托国内市场和政策切入市场,加速功率半导体国产化替代的进程。
 
  2、外延并购助力功率半导体国产化
 
  2008年株洲中车时代走出国门成功收购英国丹尼克斯半导体75%的股权,并在英国设立海外研发中心,成为我国第一家全面掌握IGBT芯片技术研发、模块测试的厂商。技术市场双轮驱动,中车时代完成650V-6500V全谱系IGBT研发。2016年以建广资产为主导的中国财团以27.6亿美元成功收购恩智浦标准件业务——安世半导体,2019年闻泰科技收购安世集团,成为安世半导体控股股东。安世半导体是全球第八大MOSFET供应商,中国财团的收购将促进功率半导体,尤其是MOSFET的国产化水平。
 
  四、第三代化合物半导体给功率半导体市场带来新机遇
 
  第三代半导体材料是宽禁带半导体材料,其中最为重要的就是SiC和GaN。和传统半导体材料相比,更宽的禁带宽度允许材料在更高的温度、更强的电压与更快的开关频率下运行。
 
  1、GaN功率器件应用范围广泛,随着成本降低市场空间持续放大
 
  GaN材料电子饱和漂移速率最高,适合高频率应用场景,但是在高压高功率场景不如SiC;随着成本的下降,GaN有望在中低功率领域替代二极管、IGBT、MOSFET等硅基功率器件。以电压来分,0-300V是硅材料占据优势,600V以上是SiC占据优势,300V-600V之间则是GaN材料的优势领域。在0-900V的低压市场,GaN都有较大的应用潜力,这一块占据整个功率器件市场约68%的比重,按照整体市场154亿美元来看,GaN潜在市场超过100亿美元。
 
  2、SiC器件正在广泛地被应用在功率器件领域中,尤其是车用市场
 
  SiC典型市场包括轨交、功率因数校正电源(PFC)、风电(wind)、光伏(PV)、新能源汽车(EV/HEV)、充电桩、不间断电源(UPS)等。预计短期到2022年,SiC仅在电动车用市场空间将快速成长到24亿美元,是2017年车用SiC整体收入(700万美元)的342倍。
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