功率半导体行业报告
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……
功率模 块
功率半导体的作用
电池
控制器 PMIC
传递小信号
驱动器
小信号转变为大信号
Driver IC
开关
MOSFET IGBT 模块
资料来源：infineon，光大证券研究所
用电设备
IC：5、3.3、2.5、1.8、1.2、0.9V 等；
马达：3、6、12V； LED灯背光 LCD屏
-5-
AC-AC：变压器
建议关注： 功率半导体行业IDM、Fabless、代工三大领域龙头。IDM主要有华润微、闻泰科技、士兰微、扬杰科技、捷捷微电 等；Fabless公司主要有新洁能、斯达半导等；晶圆代工主要有华虹半导体、中芯国际等。
风险提示：半导体行业周期性风险，市场竞争加剧风险，功率半导体降价风险。
-2-
功率半导体=功率分立器件+功率IC
8.00% 7.00% 6.00% 5.00% 4.00% 3.00% 2.00% 1.00% 0.00%
$38 bn
7.20%
汽车
$50
$40
bn
bn
6.70%
3.90%
工业
消费电子
资料来源：2017-2021半导体行业复合增速为IHS预测，2017年半导体市场规模来自ABI Research
-10-
功率分立器件：二极管、MOSFET、IGBT。根据Yole数据，2017全球功率分立器件和模块市场规模约为150亿美元，其中二极 管约占20%，MOSFET约占40%，IGBT及功率模块约占30%。全球功率分立器件市场竞争格局总体上较为分散，但高端产品主要 由美欧日垄断。
MOSFET ：供不应求、交期延长、涨价蔓延。2020年以来，受益于新能源汽车、工控、光伏风电等下游景气，MOSFET需求向 好，叠加逻辑IC等产品需求增长，挤占8英寸产线产能，双重刺激下导致MOSFET等功率器件交货周期不断延长，涨价沿产业链蔓 延，功率半导体处于高景气状态中。我们预计行业高景气度有望持续到2021下半年。
-20-
功率分立器件:二极管、MOSFET、IGBT
-21-
100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%
23% 6%
42%
4% 5% 20% 2016
23% 7%
41%
4% 5% 21% 2017
24% 7%
38%
4% 5% 21% 2018F
25% 8%
资料来源：ON Semi
-14-
量
全球汽车产量增长
价Hale Waihona Puke 电动化 智能化 舒适化汽车应用对功率半导体需求增长
-15-
汽车功率半导体市场规模
资料来源： ON Semi 注：根据 On Semi官网报告，2020-2022年为预测值
-16-
工业自动化系统方框图
资料来源：Rohm
-17-
2020年工业功率半导体市场有望达125亿美元
快整流（开关）二极管 快恢复二极管FRD
肖特基二极管SBD 齐纳二极管
-25-
检波器二极管 光电二极管
类型
特点
正向电压 漏流 反向恢复 价格
应用
整楼二极管
普通
\
√
\
√
通用整流/反向连接保护
快整流（开关）二极管
开关
\
√
×
×
简单开关/单片机开关
肖特基二极管SBD 高速（~200V）/低VF
√
\
√
\ DC-DC变换器/AC-DC整流器
功率半导体行业报告
功率半导体=功率分立器件+功率IC。功率半导体在生活中随处可见，分为功率分立器件和功率IC，应用广泛。类似于：半导体= 分立器件+集成电路IC。功率IC相当于SOC，功率模块相当于SIP。功率IC属于模拟IC的范畴。
需求驱动力：汽车电子、工业自动化。据Omdia数据，2019年全球功率半导体市场规模超450亿美元。根据Infineon预估，汽车 中功率半导体量价齐升驱动汽车对功率半导体需求中长期增速约为8%。根据ON Semi报告，2019年全球工业功率半导体市场规 模约为110亿美元，预计2020年有望达125亿美元，增速约为13.6%。
-3-
半导体
功率半导体=功率分立器件（模块）+功率IC
分立器件D-O-S
集成电路IC
资料来源：WSTS，光大证券研究所
O光电子 S传感器 DS分立元器件
模拟IC 数字IC
小信号 功率分立器件
集成化 功率IC
放大器比较器 数据转换IC
转接口IC
-4-
二极管（不可控）
晶闸管（半控）
晶体管（全控）
AC/DC DC/DC PMIC 驱动器IC
39%
4% 5% 21% 2019F
-22-
26% 8%
38% 4% 4% 20% 2020F
26% 8%
38% 4% 4% 20% 2021F
26% 8%
38% 4% 4% 20% 2022F
模块 IGBT MOSFET BJT 晶闸管 二极管
-23-
-24-
二极管
整流
高频二极管
功率半导体 整流二极管
资料来源：IHS, ON Semi。注：根据On Semi官网，2020年为预测值
-18-
GaN 和 SiC功率半导体市场规模
资料来源：Omdia；注：2020-2029年为Omdia 预测值
-19-
2019功率半导体市场规模超450亿美元
资料来源：Omdia；注：2020-2024为Omida预测值
PCB主板
存储
PMIC 电源管理
CPU/GPU
功率半导体
LCD 显示屏
锂电池
电动汽车
AC/DC 充电器
接线盒
DC/A
C 逆变器
DC/DC 变换器
功率半导体
Motor 电机
-7-
功率半导体应用广泛
资料来源：Infineon
-8-
需求驱动力：汽车电子、工业自动化
-9-
2017-2021半导体行业复合增速预测及2017年半导体市场规模
$429bn
3.30% 整体
$147bn
2.90% 数据处理
$154bn
1.40% 通讯
2019年功率半导体分行业市场规模占比
资料来源：智研咨询
其他, 24.60%
汽车, 35.40%
消费电子, 13.20%
工业, 26.80%
-11-
-12-
汽车电子方框图
资料来源：Rohm
-13-
汽车ADAS系统中的功率半导体
•
AC-DC：整流器
•
DC-AC：逆变器
•
UPS
DC-DC：升降压变换器\稳压器LDO
•
AC、DC之间的相互转换
资料来源：上海交通大学《电工学》
-6-
电子设备中用于电源转换或者电源管理的半导体称为功率半导体
电脑/手机
电动汽车
资料来源：Rohm，光大证券研究所
220V 220V
键盘鼠标 锂电池
AC/DC 充电器
功率模 块
功率半导体的作用
电池
控制器 PMIC
传递小信号
驱动器
小信号转变为大信号
Driver IC
开关
MOSFET IGBT 模块
资料来源：infineon，光大证券研究所
用电设备
IC：5、3.3、2.5、1.8、1.2、0.9V 等；
马达：3、6、12V； LED灯背光 LCD屏
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AC-AC：变压器
建议关注： 功率半导体行业IDM、Fabless、代工三大领域龙头。IDM主要有华润微、闻泰科技、士兰微、扬杰科技、捷捷微电 等；Fabless公司主要有新洁能、斯达半导等；晶圆代工主要有华虹半导体、中芯国际等。
风险提示：半导体行业周期性风险，市场竞争加剧风险，功率半导体降价风险。
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功率半导体=功率分立器件+功率IC
8.00% 7.00% 6.00% 5.00% 4.00% 3.00% 2.00% 1.00% 0.00%
$38 bn
7.20%
汽车
$50
$40
bn
bn
6.70%
3.90%
工业
消费电子
资料来源：2017-2021半导体行业复合增速为IHS预测，2017年半导体市场规模来自ABI Research
-10-
功率分立器件：二极管、MOSFET、IGBT。根据Yole数据，2017全球功率分立器件和模块市场规模约为150亿美元，其中二极 管约占20%，MOSFET约占40%，IGBT及功率模块约占30%。全球功率分立器件市场竞争格局总体上较为分散，但高端产品主要 由美欧日垄断。
MOSFET ：供不应求、交期延长、涨价蔓延。2020年以来，受益于新能源汽车、工控、光伏风电等下游景气，MOSFET需求向 好，叠加逻辑IC等产品需求增长，挤占8英寸产线产能，双重刺激下导致MOSFET等功率器件交货周期不断延长，涨价沿产业链蔓 延，功率半导体处于高景气状态中。我们预计行业高景气度有望持续到2021下半年。
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功率分立器件:二极管、MOSFET、IGBT
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100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%
23% 6%
42%
4% 5% 20% 2016
23% 7%
41%
4% 5% 21% 2017
24% 7%
38%
4% 5% 21% 2018F
25% 8%
资料来源：ON Semi
-14-
量
全球汽车产量增长
价Hale Waihona Puke 电动化 智能化 舒适化汽车应用对功率半导体需求增长
-15-
汽车功率半导体市场规模
资料来源： ON Semi 注：根据 On Semi官网报告，2020-2022年为预测值
-16-
工业自动化系统方框图
资料来源：Rohm
-17-
2020年工业功率半导体市场有望达125亿美元
快整流（开关）二极管 快恢复二极管FRD
肖特基二极管SBD 齐纳二极管
-25-
检波器二极管 光电二极管
类型
特点
正向电压 漏流 反向恢复 价格
应用
整楼二极管
普通
\
√
\
√
通用整流/反向连接保护
快整流（开关）二极管
开关
\
√
×
×
简单开关/单片机开关
肖特基二极管SBD 高速（~200V）/低VF
√
\
√
\ DC-DC变换器/AC-DC整流器
功率半导体行业报告
功率半导体=功率分立器件+功率IC。功率半导体在生活中随处可见，分为功率分立器件和功率IC，应用广泛。类似于：半导体= 分立器件+集成电路IC。功率IC相当于SOC，功率模块相当于SIP。功率IC属于模拟IC的范畴。
需求驱动力：汽车电子、工业自动化。据Omdia数据，2019年全球功率半导体市场规模超450亿美元。根据Infineon预估，汽车 中功率半导体量价齐升驱动汽车对功率半导体需求中长期增速约为8%。根据ON Semi报告，2019年全球工业功率半导体市场规 模约为110亿美元，预计2020年有望达125亿美元，增速约为13.6%。
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半导体
功率半导体=功率分立器件（模块）+功率IC
分立器件D-O-S
集成电路IC
资料来源：WSTS，光大证券研究所
O光电子 S传感器 DS分立元器件
模拟IC 数字IC
小信号 功率分立器件
集成化 功率IC
放大器比较器 数据转换IC
转接口IC
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二极管（不可控）
晶闸管（半控）
晶体管（全控）
AC/DC DC/DC PMIC 驱动器IC
39%
4% 5% 21% 2019F
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26% 8%
38% 4% 4% 20% 2020F
26% 8%
38% 4% 4% 20% 2021F
26% 8%
38% 4% 4% 20% 2022F
模块 IGBT MOSFET BJT 晶闸管 二极管
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二极管
整流
高频二极管
功率半导体 整流二极管
资料来源：IHS, ON Semi。注：根据On Semi官网，2020年为预测值
-18-
GaN 和 SiC功率半导体市场规模
资料来源：Omdia；注：2020-2029年为Omdia 预测值
-19-
2019功率半导体市场规模超450亿美元
资料来源：Omdia；注：2020-2024为Omida预测值
PCB主板
存储
PMIC 电源管理
CPU/GPU
功率半导体
LCD 显示屏
锂电池
电动汽车
AC/DC 充电器
接线盒
DC/A
C 逆变器
DC/DC 变换器
功率半导体
Motor 电机
-7-
功率半导体应用广泛
资料来源：Infineon
-8-
需求驱动力：汽车电子、工业自动化
-9-
2017-2021半导体行业复合增速预测及2017年半导体市场规模
$429bn
3.30% 整体
$147bn
2.90% 数据处理
$154bn
1.40% 通讯
2019年功率半导体分行业市场规模占比
资料来源：智研咨询
其他, 24.60%
汽车, 35.40%
消费电子, 13.20%
工业, 26.80%
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汽车电子方框图
资料来源：Rohm
-13-
汽车ADAS系统中的功率半导体
•
AC-DC：整流器
•
DC-AC：逆变器
•
UPS
DC-DC：升降压变换器\稳压器LDO
•
AC、DC之间的相互转换
资料来源：上海交通大学《电工学》
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电子设备中用于电源转换或者电源管理的半导体称为功率半导体
电脑/手机
电动汽车
资料来源：Rohm，光大证券研究所
220V 220V
键盘鼠标 锂电池
AC/DC 充电器