功率半导体行业格局和产业趋势(深度)
功率半导体封装测试产业基地项目建议书-写作模板 (一)
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功率半导体封装测试产业基地项目建议书-写作模板 (一)尊敬的领导:经过对当前工业市场的深入分析,我们发现功率半导体封装测试产业市场前景广阔,因此我们提出建议,在这个领域投资建设一个产业基地。
对于这一项目,我们在以下几个方面提出建议:一、项目背景随着新兴技术的出现,功率半导体的应用越来越广泛,尤其在电动汽车、新能源终端、电源控制、智能电网等领域已经成为主要技术支撑。
此外,功率半导体市场整体的增速也很快,市场潜力巨大。
二、发展趋势随着产业的发展,需要解决越来越多的技术问题。
功率半导体的封装、测试和可靠性是其中重要的技术难题。
建议设立一个信息共享平台,促进各行业的合作和技术的共享,同时增强合作单位间的信任,为产业的技术创新提供支持。
三、项目规模估算项目建设规模按照500人、25万平方米、投资10亿元的标准进行规划,其中基础设施建设占70%,生产线占20%,科研、人力资源、管理等占10%。
初步计划5年内实现年产值达50亿元,其中出口创汇3亿美元以上。
四、政策支持建议通过外商投资、增强税收优惠、融资、技术支持等方面鼓励项目建设。
政府可以在项目申请、审批过程中高效快捷地提供支持和服务,降低建设和运营成本,加快项目建设步伐。
五、经营管理针对企业的经营管理,我们建议进行科学合理的规划和安排。
团队建设、重视人才培养、市场分析和营销策略、品牌建设和维护等方面都需要高度重视。
六、风险分析项目的实施也伴随着一定的风险,其中市场风险、技术风险、管理风险、资金风险等都需要考虑。
我们建议在风险分析方面制定科学的分析方法,采取有效措施进行应对。
七、社会效益此项产业基地的建设,不仅将为企业发展提供有利环境和便捷服务,同时也有望产生一定的社会效益。
推动产业结构优化、促进贸易自由化、加强区域经济合作、增强品牌和形象力量,提高区域经济的宏观影响力等都将得到提升。
总之,在受益于技术的同时,功率半导体封装测试产业的发展也为社会、人民带来了更多福利。
全球及中国宽禁带半导体材料行业上下游产业链市场规模监测分析及细分应用领域市场需求格局预测
![全球及中国宽禁带半导体材料行业上下游产业链市场规模监测分析及细分应用领域市场需求格局预测](https://img.taocdn.com/s3/m/b6fe626b76232f60ddccda38376baf1ffc4fe383.png)
全球及中国宽禁带半导体材料行业上下游产业链市场规模监测分析及细分应用领域市场需求格局预测1、半导体材料行业概述:半导体是指在常温下导电性能介于绝缘体与导体之间的材料。
常见的半导体包括硅、锗等元素半导体及砷化镓、碳化硅、氮化镓等化合物半导体。
半导体可以分为四类产品,分别是集成电路、光电子器件、分立器件和传感器。
半导体是电子产品的核心,是信息产业的基石,亦被称为现代工业的“粮食”。
半导体产品广泛应用于移动通信、计算机、电力电子、医疗电子、工业电子、军工航天等行业。
中金企信国际咨询权威公布《中国宽禁带半导体材料市场竞争战略研究及投资前景预测报告》半导体行业是现代经济社会发展的战略性、基础性和先导性产业,具有技术难度高、投资规模大、产业链环节长、产品种类多、更新迭代快、下游应用广泛的特点。
半导体制造产业链包含设计、制造和封装测试环节,半导体材料和设备属于芯片制造、封测的支撑性行业。
2、宽禁带半导体材料简介:常见的半导体材料包括硅(Si)、锗(Ge)等元素半导体及砷化镓(GaAs)、碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)等化合物半导体材料。
从被研究和规模化应用的时间先后顺序来看,上述半导体材料被业内通俗地划分为三代。
第一代半导体材料以硅和锗等元素半导体为代表,其典型应用是集成电路,主要应用于低压、低频、低功率的晶体管和探测器中。
硅基半导体材料是目前产量最大、应用最广的半导体材料,90%以上的半导体产品是用硅基材料制作的。
但是硅材料的物理性质限制了其在光电子和高频电子器件上的应用,如其间接带隙的特点决定了它不能获得高的电光转换效率;且其带隙宽度较窄,饱和电子迁移率较低,不利于研制高频和高功率电子器件。
第二代半导体材料是以砷化镓为代表,砷化镓材料的电子迁移率约是硅的6倍,具有直接带隙,故其器件相对硅基器件具有高频、高速的光电性能,因此被广泛应用于光电子和微电子领域,是制作半导体发光二极管和通信器件的关键衬底材料。
汽车半导体行业市场分析
![汽车半导体行业市场分析](https://img.taocdn.com/s3/m/8071f2ec9f3143323968011ca300a6c30c22f14a.png)
汽车半导体行业市场分析一、电动化、智能化引领汽车半导体单车价值量提升1、电动平台替代传统内燃机平台,推动智能化发展电动车采用以电源、电驱、电控为核心的三电系统替代发动机和变速器等。
纯电动汽车的结构主要包括电源系统、驱动电机系统、整车控制器和辅助系统等。
动力电池输出电能,通过电机控制器驱动电机运转产生动力,再通过减速机构,将动力传给驱动车轮,使电动汽车行驶。
电动车省略了内燃引擎、燃料系统、进气系统、排气系统及点火装置等,因此零部件数量相比普通燃油车减少约1/3,机械结构大幅简化。
电源系统包括动力电池、电池管理系统(BMS)、车载充电机及辅助动力源等。
电池管理系统实时监控动力电池的使用情况,对动力电池的端电压、内阻、温度、蓄电池电解液浓度、电池剩余电量、放电时间、放电电流或放电深度等状态参数进行检测,并按动力电池对环境温度的要求进行调温控制。
电驱动单元主要包括电驱动电机、逆变器,与减速器等。
驱动电机的作用是将电源的电能转化为机械能,通过传动装置驱动或直接驱动车轮。
减速器是用来调整车辆的扭矩、速度等,作用类似于变速箱。
电控系统包括电机控制器和整车控制器(VCU)。
电机控制器从整车控制器获得整车的需求,从动力电池包获得电能,经过自身逆变器的调制,获得控制电机需要的电流和电压,提供给电动机,使得电机的转速和转矩满足整车的要求。
电机控制器内含功能诊断电路,当诊断出现异常时,它将会激活一个错误代码,发送给整车控制器,起到保护的功能。
VCU是电机系统的控制中心,它对所有的输入信号进行处理,并将电机控制系统运行状态的信息发送给电机控制器,根据驾驶员输入的加速踏板和制动踏板的信号,向电机控制器发出相应的控制指令。
VCU还将与汽车行驶状况有关的速度、功率、电压、电流等信息传输到车载信息显示系统进行相应的数字或模拟显示。
电动机控制延迟低、电池容量大,电动化推动智能化发展。
一方面,发动机控制比电机控制更复杂,电机对指令的响应速度和准确性极高,使得自动驾驶可以获得更低的操作时延。
2015年功率半导体器件行业简析
![2015年功率半导体器件行业简析](https://img.taocdn.com/s3/m/2b7b05b5fd0a79563c1e72c2.png)
2015年功率半导体器件行业简析一、行业的定义与分类 (2)二、行业的发展历史和现状 (3)三、行业规模 (4)四、行业的周期性 (6)五、进入本行业的壁垒 (6)1、技术壁垒 (6)2、客户服务壁垒 (7)六、行业风险因素 (7)1、投入不足 (7)2、质量意识差 (8)七、影响行业未来发展趋势的因素 (8)1、电子元器件微型化 (8)2、电子元器件集成化 (9)3、产业政策大力支持 (9)一、行业的定义与分类功率半导体器件是进行电能(功率)处理的半导体产品,典型的功率处理功能包括变频、变压、变流、功率放大和功率管理等,是弱电控制与强电运行间的桥梁,其中大部分是既能耐高压也能承受大电流。
半导体产业的发展始于分立器件,所谓“分立”,一般是指被封装的半导体器件仅含单一元件(为了产品应用需要,部分分立器件封装实际上包含二个或多个元件或器件),它必须和其它类型的元件相结合,才能提供类似放大或开关等基本电学功能。
从产品结构来分,功率半导体分立器件可分为二极管、三极管、功率晶体管、功率集成电路等几大类产品,其中功率晶体管包括有MOSFET和IGBT等。
从功率处理能力来分,功率半导体分立器件可分为四大类,包括低压小功率分立器件(电压低于200V,电流小于200mA)、中功率分立器件(电压低于200V,电流小于5A)、大功率分立器件(电压低于500V,电流小于40A)、高压特大功率分立器件(电压低于2,000V,电流小于40A)。
每个电子产品均离不开功率半导体技术。
功率半导体的目的是使电能更高效、更节能、更环保并给使用者提供更多方便。
如通过变频来调速,使变频空调在节能50-70%的同时,更环保、更安静、让人更舒适。
人们希望便携式电子产品一次充电后有更长的使用时间,在电池没有革命性进步以前,需要更高性能的功率半导体器件进行高效的电源管理。
正是由于功率半导体能将“粗电”变为“精电”,因此它是。
igbt产业的发展趋势
![igbt产业的发展趋势](https://img.taocdn.com/s3/m/b0b81a0a66ec102de2bd960590c69ec3d4bbdb72.png)
igbt产业的发展趋势IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)是一种功率半导体器件,广泛应用于电力电子转换器和调制器。
它具有高速开关能力和较低的导通电阻,可以有效地控制大功率的电流和电压。
IGBT产业在电力系统、交通运输、工业制造和消费电子等领域具有重要的应用价值。
随着数字化和电气化时代的到来,IGBT产业正在迎来发展的黄金时期。
以下将从技术创新、市场需求、应用领域和政策支持等方面分析IGBT产业的发展趋势。
一、技术创新方面1. 高电压高功率IGBT:为了满足电力系统中的大功率需求,IGBT的电压和功率水平将持续提升。
高电压高功率IGBT技术的研发将成为行业的重点,以提高能源转换效率和降低损耗。
2. 高频IGBT:随着电力电子设备的快速发展,对高频IGBT的需求也越来越大。
高频IGBT可以实现更快的开关速度和更高的频率响应,使得调制器在高频段的工作更加稳定可靠。
3. 集成化与模块化:IGBT器件的集成化和模块化设计将是未来的趋势。
通过将多个IGBT芯片和其他辅助元器件集成在一个模块中,可以简化电路设计、提高系统可靠性和减少体积。
4. 新材料与封装技术:新材料的应用和封装技术的改进将促进IGBT的发展。
如碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)等宽禁带半导体材料具有更好的导电和耐压特性,可以提高IGBT的性能。
二、市场需求方面1. 新能源发展:随着全球对清洁能源的需求不断增加,尤其是可再生能源如太阳能和风能的快速发展,对IGBT的需求将大幅增加。
光伏逆变器和风力发电装置等需要大量的IGBT器件来实现能量转换和变频控制。
2. 电动汽车和混合动力汽车:汽车产业的电动化趋势将直接推动IGBT产业的发展。
电动汽车和混合动力汽车需要大功率IGBT来实现电动机的驱动和能量回馈,同时也需要高频IGBT来实现DC/DC变换器和DC/AC逆变器。
3. 工业制造:工业自动化领域对IGBT器件也有着很大的需求。
中国半导体行业现状及趋势
![中国半导体行业现状及趋势](https://img.taocdn.com/s3/m/b637b608e3bd960590c69ec3d5bbfd0a7856d550.png)
中国半导体行业现状及趋势半导体芯片是科技创新的硬件基础,站在5G+AI这新一轮全球科技创新周期的起点,半导体芯片将是科技创新发展确定的方向之一,全球的半导体指数表现优异。
一、半导体芯片现状2019年12月份全球半导体销售额为361.0亿美金,同比下滑5.5%,同比增速大幅改善。
分地区来看,中国的销售额恢复较快,2019年12月份销售额同比已经实现0.8%的正增长,亚太(除中国、日本外)、欧洲、日本和美洲均有所下降,分别降低了7.5%、7.8%、8.4%和10.5%,较前几个月的同比数据来看正处于改善过程中。
半导体设备与材料则从上游源头反射行业景气度的变化趋势。
北美半导体设备制造商月度出货数据自2018年11月起同比增速为负,2019年10月份出货同比增速首度转正为3.9%,2020年1月份出货额同比增长23.6%;日本半导体设备制造商月度出货数据自2019年2月开始双位数下滑,2020年1月同比增速达到3.1%,行业先行指标快速恢复增长预示行业未来景气度高。
当前台积电最先进的工艺为7nm制程,主要用于生产手机处理器、基带芯片、高性能运算等对性能及功耗要求均非常高的产品,客户主要包括华为、苹果、高通、AMD和MTK。
由于苹果iPhone11系列销售情况优于预期,A13应用处理器委由台积电以7纳米制程量产,而苹果早就预订了台积电大部分7纳米产能,目前仍然维持计划投片,导致华为海思、赛灵思(Xilinx)、超微(AMD)、联发科等大厂都拿不到足够的7纳米产能,目前交期已经超过100天,2019Q4的营收占比达到35%,预期2020Q1高端制程的产能仍然紧张。
5G手机芯片、人工智能(AI)、高效能运算(HPC)处理器、网络处理器、IOT芯片等在内的需求强劲,将拉动半导体行业快速复苏。
2019年全球半导体营收超过4100亿美元,其中中国地区销售额占比为35%,是占比最高的国家和地区。
根据海关数据,2019年中国集成电路进口额为3050亿美元。
电子深度报告:功率半导体量价齐升,国产替代正当时
![电子深度报告:功率半导体量价齐升,国产替代正当时](https://img.taocdn.com/s3/m/d2d6c125fd4ffe4733687e21af45b307e871f9a9.png)
报告摘要:●下游需求旺盛,带动功率半导体市场空间持续增长功率半导体应用领域广泛,下游需求旺盛带动功率半导体市场规模持续增长。
1)新能源车渗透率提升带动功率半导体需求增长,预计2025年中国新能源汽车用功率半导体市场规模将达104亿元。
配套充电桩数量增长叠加快速充电需求驱动充电桩功率提升,预计2025年充电桩用功率半导体市场空间将达35亿元。
2)新能源发电市场规模持续扩张,预计2025年光伏逆变器用功率半导体市场空间约为44亿元。
3)5G时代,基站数量扩充且功率提升,叠加云计算、雾计算扩容,加大功率半导体使用需求。
4)家电变频化&消费电子快充化,驱动功率半导体用量进一步增加。
据Omdia预测,全球功率半导体市场规模将从2020年的430亿美元增至2024年的525亿美元,复合增速约为5%。
●晶圆代工产能紧张,功率半导体价格有望上涨疫情“宅经济”推动电脑、平板类产品需求增长,三季度起汽车、家电市场景气度持续回暖,5G、物联网等产业持续推进,加上芯片厂商因供应链安全需要提高安全库存,晶圆代工产能需求大增,代工厂产能利用率始终处在高位,此外8英寸新产能投产还需时日,预计短期内8英寸产能紧张仍将持续。
近期部分代工厂已宣布提高8英寸晶圆代工价格,联电通过法说会证实了目前部分晶圆代工厂8英寸晶圆涨价的信息,并考虑调高2021年第一季度价格。
世界先进目前也正在与客户商谈8英寸晶圆代工价格上涨事宜。
预计8英寸晶圆代工的涨价情况将向下游传导,以8英寸晶圆为主要应用平台的功率半导体价格有望上涨。
●性能优势&成本下降,第三代半导体材料将加速渗透与硅基材料相比,GaN、SiC等第三代半导体材料具有更宽的禁带宽度、更高的击穿电场、更高的热导率等性能优势,更适于制作高温、高频、抗辐射及大功率器件。
随着“冷切技术”等生产工艺的进步,将带动成本进一步下降。
Yole预计2023年SiC/GaN在功率半导体器件中的使用占比将达到3.75%/1%,且呈加速渗透趋势,并预计2022年全球SiC/GaN功率半导体市场空间将超过10/4.6亿美元,CAGR接近40%/79%。
电子(半导体):半导体材料需求看涨,联动晶圆产能扩张
![电子(半导体):半导体材料需求看涨,联动晶圆产能扩张](https://img.taocdn.com/s3/m/9f803cd0541810a6f524ccbff121dd36a32dc498.png)
半导体材料需求看涨,联动晶圆产能扩张电子(半导体)事件概述:①根据SEMI国际半导体产业协会最新预计,2020年全球半导体材料市场将略有增长,达到529.4亿美元。
2021年全球半导体材料市场将可达到563.6亿美元。
②根据环球晶圆线上法人说明会讯息,2021年硅晶圆市场供需趋于健康,但是在5G/AI/IoT等需求应用持续增长下,预期2022年、2023年,硅晶圆供给将再度转紧我们近期连续提示半导体板块机会,相关报告包括:①半导体硅片需求续涨,产业链受益蓄势待发20201025②高像素及多摄趋势确立,豪威/三星发力特色CIS 20201102③功率半导体板块景气度持续,加速进口替代20201103④半导体景气中长期向上,国产进口替代机遇大20201109⑤5G/游戏/PC等催化存储,国内厂商积极布局20201121⑥5G手机渗透加速,射频赛道持续受益20201123⑦化合物半导或将开启新时代,国产供应链积极布局20201126►半导体材料和晶圆产能需求同步性高,未来三年有望持续增长。
根据SEMI最新数据,2020年全球半导体材料市场将达到529.4亿美元,相较于2019年的528.8亿美元略有增长。
预计2021年全球半导体材料市场将明显复苏,达到563.6亿美元,同比增长6%。
其中,2021年进一步突破100亿美元大关,达104.2亿美元,市场规模位居全球第二;半导体材料的市场需求和晶圆产能、硅片产能转紧有关;今年受到疫情宅经济影响,全球半导体晶圆产能紧缺,加上为了填补5G/AI/IoT等需求应用增长,未来四年晶圆产能扩张将延续,至2024年每月晶圆产能将增长35%;从核心半导体材料大硅片来看,根据环球晶圆法人说明会讯息,近年来为了满足增量需求,海外硅晶圆厂相继扩产,加上中国大陆也有中环股份、沪硅产业等新进者加入,2021年的硅片供给情况将较今年健康,但是预计预期2022年、2023年硅片供需结构将随着晶圆需求提升再度转紧,带动未来三年半导体材料景气度向上。
半导体芯片行业全梳理-(附股)
![半导体芯片行业全梳理-(附股)](https://img.taocdn.com/s3/m/c81645fa26fff705cc170a5a.png)
半导体芯片行业全梳理(附股)去年开始,半导体芯片行业得到了资金的认可,直到现在,仍有很多上市公司被持续爆炒。
在信息技术高速发展的今天,大数据是资源,堪比新经济的石油;5G是道路,决定信息的传输速度;芯片是核心,是数据分析的大脑。
不管是工业互联网、人工智能、虚拟现实、影音娱乐、汽车数码,新产业的发展都要围绕这三个行业进行,所以大数据、5G和半导体芯片是工业4.0的根基,是所有新兴行业的根本。
今天聊半导体!长期以来,我国集成电路产业都是逆差,严重依赖国外进口,每年进口芯片超2000亿美元。
2014年9月,千亿规模的国家集成电路产业基金(以下简称“大基金”)成立,扮演着产业扶持与财务投资的双重角色。
目前大基金已成为11家A股上市公司的股东,而且大基金还将参与多家公司的增发而获得股权。
大基金代表国家集成电路产业的发展方向,其投资的上市公司值得投资者关注,下面梳理一下大基金持股A股公司情况。
国科微:持股15.79%,二股东;三安光电、兆易创新、通富微电、北斗星通:持股超10%;长电科技:9.54%晶方科技:9.32%北方华创:7.5%长川科技:7.5%纳斯达:4.29%同时,大基金将参与长电科技、通富微电、万盛股份、景嘉微、雅克科技、耐威科技的增发,增发完成后,大基金持股情况如下:长电科技:19%通富微电:15.7%万盛股份:7.41%雅克科技:5.73%此外大基金还投资了华天科技的子公司,入股士兰微生产线,与巨化股份合作发展电子化学材料。
大基金加持的A股公司可以重点关注,但半导体到底是怎样的一个行业,我们简单梳理一下。
半导体分为四类产品,分别是集成电路、光电子器件、分立器件和传感器。
其中规模最大的是集成电路,市场规模达到2,753 亿美元,占半导体市场的81%,所以有时大家会把半导体行业跟集成电路混为一谈。
从半导体产业链上下游来看:半导体产业链上中下游全梳理:上游:IC设计、半导体材料、半导体设备一、IC设计重点关注:兆易创新:国内存储器及MCU 芯片产业的龙头企业,主营业务存储芯片是国家战略支持的IC细分方向。
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功率半导体行业格局和产业趋势(深度)功率半导体是大国重器,战略地位突出在半导体产业中,功率半导体产值在 180-200 亿美金。
功率半导体是我国汽车工业、高铁、空调洗衣机、电网输电等系统应用的上游核心零部件,战略地位突出。
功率半导体产品形态多种多样,几乎所有与电力能源相关的产品都需要用到功率半导体器件。
按照年产值贡献口径,IGBT、MOSFET、二极管及整流桥是功率半导体最主要的三个产品类别,占据功率半导体八成左右市场。
国家大基金秉承支持半导体产业战略使命,功率半导体领域必将鼎力支持集成电路国家大基金承担着支持半导体产业发展的历史使命。
功率半导体是半导体产业中产值高达 200 亿美金的大板块,是关系着高铁动力系统、汽车动力系统、消费及通讯电子系统等领域能否实现自主可控的核心零部件。
功率半导体战略地位突出,国家大基金必将全力支持。
回顾过去 3 年国家大基金的投资历史,集中投资行业细分龙头企业是大基金一贯始终的投资策略。
我们认为在资本助力下,我国功率半导体龙头企业将加速整合海外优质资源,加速向中高端市场迈进的进程。
行业格局解析:高端市场欧美日把控,中低端市场大陆厂商站稳脚跟IGBT 产业格局全球功率半导体巨头主要集中美国、欧洲、日本三个地区。
大陆、台湾地区厂商主要集中在二极管、晶闸管、低压 MOSFET 等低端功率器件领域,IGBT、中高压MOSFET等高端器件主要由欧美日厂商占据。
全球 IGBT 器件及模块 2015 年销售额 39.44 亿美金,德国英飞凌及赛米控(semikron),日本三菱及富士电机,美国仙童半导体基本把控了全球 IGBT 市场,前五大厂商占据了 73.2%的市场份额。
MOSFET 产业格局2015 年功率 MOSFET 市场产值达到 54.84 亿美金,英飞凌、仙童半导体、日本瑞萨电子、欧洲意法半导体、日本东芝等厂商占据了绝大部分市场份额,前五大厂商的市场占有率合计达到了 60.1%。
二极管产业格局据世界半导体贸易组织数据,全球功率二极管及整流桥市场容量约为 368 亿元人民币。
IGBT 及 MOSFET 市场相对集中,而功率二极管及整流桥产业市场格局相对分散,从分散走向集中是大势所趋。
二极管及整流桥的芯片制造环节具有明显的规模效应,我们认为龙头企业规模扩大后会挤占掉小型厂商的生存空间,实现更高的行业市占率和集中度。
产业趋势一:功率器件供需紧张,产业进入前所未有的景气周期半导体全产业链进入景气周期今年,半导体产业呈现出全产业链景气的态势,从上游设备材料、中游芯片制造、到终端芯片器件成品,订单量均出现远超往年的增长速度。
Gartner 预测今年全球半导体产值将达到 4014 亿美金,产值首次突破 4000 亿美金大关。
MOSFET 率先上调价格,吹响功率器件价格周期集结号今年 9 月,国内 MOSFET 大厂率先上调价格,长电科技对旗下所有 MOSFET 产品价格全面上调 20%,随后深圳德普微电子上调 MOSFET 产品价格。
此轮涨价主要有两方面原因。
一是今年半导体上游材料硅片价格上涨使得下游芯片成本上升,器件厂商不得不涨价维持利润。
二是应用于汽车的功率器件用量大幅上升,功率器件整体市场需求超预期,造成供需缺口。
二极管及整流桥订单出货量比值上升至历史高峰,交货期大幅延长功率二极管市场供给紧张,行业龙头交货期大幅延长。
从今年二季度开始,Visahy的订单量暴增,订单出货量比值达到 1.22,三季度 Vishay 订单出货比值进一步攀升至 1.44,中高端二极管市场进入前所未有的景气周期。
目前行业龙头厂商 Vishay 今年二季度的二极管交货期已经拉长至 5.8 个月,远远高于 2 个月左右的正常交货期。
行业巨头芯片产能调整,进一步加大供需缺口二极管行业巨头达尔科技(Diodes)在今年三季度关闭了美国芯片制造工厂 Kfab,所需要的芯片缺口将通过外购方式获得,巨头的产能调整进一步加大了供需缺口。
产业趋势二:电动化趋势下,汽车功率器件用量翻倍汽车功率半导体 ASP 翻倍电动化趋势下,汽车半导体用量翻倍以上的增长。
根据strategic analysis 数据,传统燃油车的半导体用量为338 美金单辆车,电动汽车的半导体用量达到了 704 美金,增长幅度达到 108%。
电动车新增的半导体用量集中在功率器件产品,单辆汽车将新增 282 美金的功率器件用量。
功率器件在单辆车的半导体用量占比从汽油车的 21%提升至电动车的 55%。
增量一:电机控制系统新增大量功率器件应用电动汽车新增大量 IGBT 功率器件应用。
TESLA model S 车型使用的三相异步电机驱动,其中每一相的驱动控制需要使用 28 颗塑封的 IGBT 芯片,三相共需要使用84 颗IGBT 芯片。
Model s 中的 P85D 车型采用峰值功率 310KW 的交流感应电机,峰值电流达到 1200 安培,性能要求较高,目前仅有几家国际巨头厂商具有生产能力。
Tesla P85D 采用的 IGBT 芯片来自 international rectifier。
增量二:充电桩、汽车充电器新增大量功率器件需求充电桩及汽车充电器(charger on board,每辆车一个)是电动化趋势下完全新增的功率器件,是动力总成以外的功率半导体增长的主要驱动力之一。
现阶段,主流直流充电桩的功率在 60kw 和 120kw,如果采用 15kw 的功率模块,则需要 4 个或 8 个功率模块。
目前充电桩的功率模块有两种解决方案,一是采用MOSFET 芯片,另一种是采用 IGBT 芯片。
另外汽车上会配置一颗板上充电器(charger on board)用于管理充电过程。
产业趋势三:二极管、晶闸管进口替代率持续上升,MOSFET、IGBT 进口替代刚刚起步进口替代空间巨大目前国内厂商市占率不足 1%,国产替代空间巨大。
根据 WSTS(全球半导体贸易统计协会)数据,全球功率分立器件市场容量 2016 年为 187 亿美金。
目前以扬杰科技、捷捷微电为代表的功率半导体龙头企业市场占有率不到 1%,进口替代的空间巨大。
功率半导体主要市场在中国,国产品牌替代率上升是大势所趋中国是功率半导体最大的市场,国内厂商与下游客户的距离更近,与本土客户的沟通交流更加顺畅,能够对客户的需求做出更加快速的响应。
功率二极管国际一线品牌厂商达尔科技 58%的收入来自中国,功率器件领导品牌 NXP 有 41%的收入来自中国。
目前二极管及中低压 MOSFET 等成熟产品线,国外厂商占据着大部分市场份额。
相比国外厂商,国内厂商在服务响应客户需求,降低成本等方面具有竞争优势,功率器件国产品牌替代率逐渐上升是大势所趋。
大陆本土厂商成本领先,盈利能力远远高于海外厂商在成熟产品线领域,大陆厂商具有成本优势。
二极管产品线,大陆龙头厂商扬杰科技的盈利能力远远高于台系厂商。
欧美功率器件厂商的产能分布在全球各地,一般来说前段芯片制造制程产能主要分布在欧美地区,后段封装制程则主要分布在菲律宾、马来西亚、中国大陆等地区。
在二极管等产品线上,前后段制程的区域分割使得海外厂商对客户的产品需求响应较慢,而大陆厂商芯片、封装、销售集中在某一区域,能为客户提供更好的技术服务。
产业趋势四:碳化硅技术革命将重塑行业格局,国内厂商有望弯道超车碳化硅器件优势明显,是下一代功率半导体发展方向回顾功率半导体的发展历史,技术进步不断诞生新型的功率器件。
1957 年美国通用电气研制出世界上第一只晶闸管,开启了功率半导体产业发展的序幕。
六十到七十年代是晶闸管统治功率器件的全盛时代;八十年代晶闸管与 MOSFET 共同主导了功率器件市场;到九十年代,晶闸管逐步让位于 MOSFET 及 IGBT,中小功率应用 MOSFET开始主导市场, IGBT 则统治了中大功率应用。
碳化硅和氮化镓是下一代功率半导体的核心技术方向。
碳化硅器件的效率、功率密度等性能远远高于当前市场主流产品。
受制于成本因素,碳化硅功率器件市场渗透率不到1%。
我们判断技术进步将推动碳化硅成本快速下降,中长期看碳化硅器件将会是功率半导体的市场主流产品。
目前碳化硅器件主要用于 600 伏及以上的应用领域,特别是一些对能量效率和空间尺寸要求较高的应用,如电动汽车充电装置、电动汽车动力总成、光伏微型逆变器领域等应用。
碳化硅重在中大功率,氮化镓重在中小功率碳化硅、氮化镓在应用领域上略有区分,碳化硅的优势应用领域集中在中大功率应用,而氮化镓集中在中小功率应用。
碳化硅成本不断下降,渗透率将持续提升2012 年碳化硅二极管的成本是硅基肖特基二极管的 5-7 倍,碳化硅 MOSFET 是硅基MOSFET 成本的 10-15 倍。
经过 3 年时间,碳化硅二极管的价格下降了35%,碳化硅 MOSFET 的价格下降了 50%。
功率半导体:大国重器,战略性投资机遇时不我待我们认为碳化硅成本将持续下降,驱动成本下降的主要有以下几个因素。
(1)4 寸线向 6 寸线迁移的过程降低 20-40%成本。
(2)碳化硅外延片技术在持续进步,颗粒污染等缺陷率在持续下降,推动芯片良率大幅上升。
(3)随着规模的扩大和经验的积累,碳化硅芯片制程工艺日益成熟,制造的良率在持续提升目前碳化硅、氮化镓产品的成本相对较高,应用领域受限于一些性能要求高的领域。
整体来看,碳化硅器件的良率和硅工艺有着明显的差距。
汽车应用将推动碳化硅渗透率快速上升汽车应用领域,碳化硅器件替代硅器件是确定的发展趋势。
碳化硅功率器件的应用领域在持续的拓展。
早期碳化硅主要应用于功率校正电路(power factor correction 电路),目前量产应用领域已经拓展至光伏逆变器、汽车车载充电机(onboard charger)。
预计 2019-2020 年,电动车动力系统将导入碳化硅功率器件,进一步拓宽量产应用领域。
目前 Tier-1 汽车供应链企业都在尝试导入碳化硅,积极开展碳化硅功率器件的测试工作。
丰田在 2015 年 2 月启动了碳化硅功率器件的实车测试工作,路测原型车在 PCU的升压转换器和电机控制逆变器搭载了碳化硅功率器件。
据产业链调研信息,比亚迪已经在电动车车载充电机(charger on board)导入碳化硅功率器件。
国内产业链初具雏形碳化硅产业链可分为三个产业环节,一是上游衬底,二是中游外延片,三是下游器件制造。
国外供应链体系主要有:衬底:Cree、Rohm、EPISILEPI 外延片:Cree、Rohm、英飞凌、GE、三菱器件:英飞凌、Cree、Rohm、意法半导体、美高森美、GenSiC、三菱碳化硅器件方面,国际上碳化硅 SBD、碳化硅MOSFET 均已实现量产,产品耐压范围 600v-1700v,单芯片电流超过 50A。