深圳第三代半導體研究院

功率半导体 中国企业竞争力有待提高

发表时间:2019-07-04 15:00

來源: 钜亨網


  功率半導體主要用作電子元件中的開關及整流器,同時是矽、砷化镓、氮化矽等半導體材料,是在經過電學屬性調整等一系列工藝後,所得到的電學元件。

    功率半导体的应用十分广泛,从几十毫瓦的耳机放大系统,到上千兆瓦的高压直流传输过程;从储能、家电,到IT 产品、网络通讯,只要是涉及电的领域,都存在它的身影。

    而在产业结构中(如下圖),分立器件主要以功率二极体、晶闸管、MOSFET 和IGBT 模组为比重最大的四大元件。




(资料來源: WSTS) 全球功率半導體元件市場結構



  功率半導體的應用領域非常廣泛,市場規模高達數百億美元。根據Yole資料顯示(如下圖)2018年全球功率半導體分立器件市場規模爲363億美元,預計到2022年可達到426億美元,年複合增長率爲5.43%




(资料來源:Yole)



    至于厂商分布,根据IHS 统计(如下圖),英飞凌占据全球功率半导体市场约18.5% 的比重,约为第二名安森美的两倍;此外,全球排名前五的企业均为美、欧、日企业,合计市占达50%。




(资料來源:IHS)



此外,全球排名前十的企業中沒有中國企業,反映出功率半導體産業中國廠商還有很大的追趕空間。

中国对于功率半导体有庞大的需求,占全球43% 的比重,远超过第二名的美国(14%),且随着中国环保意识逐渐增强,对功率半导体元件的需求也不断扩大。

      但是,中國在功率半導體元件領域幾乎處于被動局面,包含國際大廠在中國設廠的産能在內,中國自給率只有10%。主要原因是中國在功率半導體領域起步晚、技術水准低、産品線不齊全、企業規模小等因素。

功率半導體兩大應用:汽車及通訊

      功率半导体,特别是MOSFET 和IGBT,为汽车电子的核心。无论在汽车引擎中的压力感测器,或驱动系统中的转向、变速、制动,又再者车灯、仪表板等仪器的运作控制,都离不开半导体功率元件。

       而相对传统燃油汽车,新能源汽车在功率半导体的使用量更大。根据StrategyAnalytics 的分析,在传统燃油汽车上,功率半导体占整个车用半导体总值的21%;而在纯电动车上,这个比率提升至55%。

       另一大应用领域- 通讯产业,则是在基站、交换机、路由器等等都需要用到功率半导体,其中基地台需求最大,比重约50%。

     此外进入5G 世代,5G 的高流量资料处理使得基地台电源消耗是4G 基地台的3 倍,因此5G 基地台带来更多的电源管理需求,有机会带动一波功率半导体市场荣景。

      另一方面则是5G 世代相应的消费电子装置如手机,对功率半导体的需求有显著增长。

      以PA 单机数量增加来看,就会刺激砷化镓功率器件需求,而5G 手机大资料传输也将推动手机电源管理IC 的需求。同时,5G 的核心技术Massive MIMO,对于由MOSFET 构成的射频元件的需求量也明显提升。

  根据中國産業資訊研究院的资料(如下圖),通讯功率半导体市场将从2017年的57.45亿元上升到2021年的70.81亿美元。



(资料來源: 中國産業資訊研究院)




功率半導體格局及陸廠布局


功率IC

       市场格局:格局成熟,美国在该领域具有绝对领先优势;欧洲在功率IC和功率分立器件方面也具有不错实力;日本虽然厂商数量多,但整体市占不高。功率IC 下游核心产品—电源IC,由TI、Dialog、Qualcomm 及Maxim等企业主导。

陸廠機會:短期內,陸廠無法取得優勢。


功率二極管

      市场格局:技术成熟、市场进入门槛低,注重的是生产流程和成本控制。目前龙头大厂为Vishay,市占11.7%,而排名2~7 名的市占为5%~8%,与第一差距不是非常明显。

      陆厂机会:由于生产工艺技术门槛相对低,中国有人力成本优势,因此陆厂可具一定竞争力。自2014 年起,中国二极体及相关元件出口数量持续超过进口额。


MOSFET

    市场格局:陆厂主要集中在低压MOSFET 领域,中高压MOSFET 则是国际大厂天下。英飞凌占中国市场近30% 比重,至于中国士兰微和吉林华微则只分占2% 及1.1%。而在低压MOSFET 领域,陆厂落后国际大厂0.5~1 代,高压部份则落后1~2 代。

      陸廠機會:陸廠在低壓領域有與國際大廠一爭高下的潛力,不過高壓領域短期能見度低。


IGBT

        市场格局:英飞凌、三菱电机、富士电视、德国SEMIKRON 占有全球超过70% 的比重。陆厂则有中国中车、嘉兴斯达、比亚迪、士兰微投入该领域发展,但与国际龙头相比,实力差距很大。

    陆厂机会:在工业控制、白色家电、动车等领域,陆厂较具竞争力。士兰微有部分产品打入白色家电供应链,而中车、比亚迪等企业在轨道交通和汽车领域则是有所突破。




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