2020年功率半导体行业深度研究报告

２０２０年功率半导体行业深度研究报告

目录

一、下游需求旺盛驱动功率半导体市场规模增长 (3)

（一）功率半导体用途广泛，市场空间广阔 (4)

（二）新能源汽车产业发展提振功率半导体需求 (6)

（三）新能源发电装机量持续增长，带动功率半导体需求提升 (10)

（四）5G时代四大场景，驱动功率半导体需求提升 (11)

（五）消费电子为功率半导体带来巨大增量 (12)

二、晶圆代工产能紧张，有望带动功率半导体价格上涨 (14)

三、性能优势&成本下降，第三代半导体材料加速渗透 (16)

（一）第三代半导体材料具有更好的产品性能 (16)

（二）技术趋于成熟，带动成本下降 (16)

（三）S I C,G A N第三代功率半导体成长空间广阔 (17)

四、技术进步、产能扩张，加速实现国产替代 (19)

（一）功率半导体国产化率较低，主要集中在高端领域 (19)

（二）功率半导体技术迭代较慢&政策支持助力国内厂商份额提升 (21)

（三）技术进步产能扩张，国产替代未来可期 (23)

五、投资建议 (26)

六、风险提示 (27)

插图目录 (28)

表格目录 (28)

一、下游需求旺盛驱动功率半导体市场规模增长

（一）功率半导体用途广泛，市场空间广阔

功率半导体用途广泛。功率半导体为可起到功率转换、功率放大、功率开关、线路保护和整流等作用，其下游应用十分广泛，几乎用于所有的电子制造行业，传统应用领域包括消费电子、网络通信、电子设备等产业。随着社会经济的快速发展及技术工艺的不断进步，新能源汽车及充电桩、智能装备制造、物联网、新能源发电、轨道交通等新兴应用领域逐渐成为功率半导体的重要应用市场，带动功率半导体需求快速增长。

功率半导体按类型可分为二极管、晶闸管、晶体管。1）功率二极管结构简单，有单向导电性，广泛用于消费电子中。2）晶闸管体积小、可靠性高，多用于高压直流输电、轨道交通。4）晶体管可进一步分类为BJT\MOSFET\IGBT 。BJT 有低导通压降特性，有电流放大和开关的作用，常用于家电和开关电路。MOSFET 有易于驱动、频率超高的特点，主要应用于手机充电器、移动电源、车载导航等。IGBT 兼具MOSFET 的高输入阻抗和双极型三极管BJT 的低导通压降两方面的优点，开关速度高，易于驱动，频率高，损耗低，常用于600V 以上的大功率装置，如电动汽车充电桩、逆变器等。

图1:功率半导体的应用领域

图2:功率半导体按类型分类

资料来源：新洁能招股说明书，民生证券研究院

资料来源：华润微招股说明书，民生证券研究院

全球及中国功率半导体市场空间广阔。近年来，受益于社会经济、技术水平的进步以及应用领域的拓宽，功率半导体的市场空间稳步增长。2020年全球功率半导体市场空间约为430亿美元，据Omdia 预测到2024年将进一步增长至约525亿美元，未来4年CAGR 约为5%。另据IHS 数据显示，

2018

年中国功率半导体市场空间约为138亿美元，占全球市场份额的35%，预计2021年中国功率半导体市场空间将增至159亿美元，CAGR 约为5%。

图3:全球功率半导体市场空间（亿美元）

图4:中国功率半导体市场空间（亿美元）

资料来源：Omdia ，民生证券研究院

资料来源：IHS ，民生证券研究院

汽车电子、工业电子、消费电子是功率半导体的主要应用领域。从全球功率半导体的下游应用领域占比来看，2019年汽车电子占比最多，达35.4%，工业电子、消费电子的占比分别为26.8%和13.2%，是第二、第三大应用领域。从中国功率半导体的下游应用领域来看，2019年在汽车电子同样占比最多达27.4%、其次是消费电子、工业和电力，占比分别为23.1%和18.6%。

图5:2019年全球功率半导体下游应用领域占比

图6:2019年中国功率半导体下游应用领域占比

资料来源：智研咨询，民生证券研究院

资料来源：智研咨询，民生证券研究院

-10%

-8%-6%-4%-2%0%2%4%6%8%10%0

1002003004005006002017

2018

20192020E 2021E 2022E 2023E 2024E 功率IC 功率分立器件功率模组

整体市场增长率

-2%

0%2%4%6%8%10%12%14%0

20406080100120

140160180201420152016201720182019E 2020E 2021E 中国市场规模（亿美元）

增速

24.6%

35.4%

13.2%

26.8%

其他

汽车消费电子

工业

27.4%

23.1%

18.6%15.3%

15.6%

汽车

工业电源消费电子电力

通信及其他

（二）新能源汽车产业发展提振功率半导体需求

政策、市场双导向，推动新能源汽车景气度上行。政策方面，多国二氧化碳限排政策、新能源汽车补贴政策双管齐下，以应对全球气候变暖压力，汽车电动化路线愈加明显。在欧盟，ACEA汽车温室气体排放协议规定，到2030年以前，汽车二氧化碳排放量需低于每公里59克。根据英飞凌测算，欧盟新能源汽车渗透率将在2030达到40%。在中国，《新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）》提出新能源汽车发展愿景，计划到2025年，国内新能源汽车渗透率达到20%。

图7: 全球主要国家二氧化碳排放管理与发展

资料来源：英飞凌，民生证券研究院

汽车电动化大势所趋，功率半导体面临新的增长机遇。以电力系统作为动力源的新能源汽车，对电子元器件功率管理，功率转换能力提出了更高的要求。在传统汽车中，功率半导体主要应用于车辆启动，发电和安全领域，低压低功率电子元器件即可满足其工作需求。而在新能源汽车中，电池输出的高电压需要进行频繁的电压变换，电流逆变。这些电路大幅提高了汽车对IGBT、MOSFET、双极晶体管、二极管的需求，从而提升了单车功率半导体价值。