功率半导体,3000亿的赛道,核心龙头深度分析!

行业分析 | 发布于2020-09-30

作为制造业大国,功率半导体器件在我国的工业、新能源、军工等领域都有着广泛应用,具有很高的战略地位。

在功率半导体领域,我国的市占率低得可怜,像三安光电、扬杰科技、闻泰科技等龙头企业市场份额也极小,最大的龙头公司也只是全球2%左右的份额,而这也给“国产替代”带来了春天。今天,贝壳投研(ID:Beiketouyan)就来详细介绍一下功率半导体产业链及核心公司。

一、功率半导体行业概况

1、功率器件——电子装置的核心,电力电子行业的CPU

功率器件特指转换并控制电力的功率半导体器件。电力转换包括转换一个或多个电压、电流或频率;功率控制指控制输入和输出的功率大小。

电力转换核心目标是提高能量转换率、减少功率损耗。关断时没有漏电,导通时没有电压损失,在开关切换时没有功率损耗。电力控制核心是使用最小的输入控制功率保证输出功率的大小和时延。


2、功率器件在半导体行业所处位置

功率半导体按集成度可分为功率IC和功率分立器件两个大类,其中功率器件又可分为二极管、晶体管和晶闸管。晶体管根据应用领域和制程不同又可分为IGBT、MOSFET、双极型晶体管等。不同功率半导体器件,其承受电压、电流容量、阻抗能力、体积大小等特性也会不同,实际使用中,需要根据不同领域、不同需求来选用合适的器件。


3、功率半导体应用范围

功率半导体下游应用广泛,基本上涉及到电力系统的地方都会使用功率器件。下游应用领域主要可分为几大部分:消费电子、新能源汽车、可再生能源发电及电网、轨道交通、白色家电、工业控制,市场规模呈现稳健增长态势。基于不同应用场景所对应的功率和频率,人们选择使用相应的功率器件和基材。


4、功率半导体多维度分类及特点介绍

功率半导体可根据对电路信号的可控程度分为全控型、半控型及不可控型;按载流子类型分为单极型、多极型和混合型。随着技术进步以及更高的性能需求,又可以按所用材料分为硅基、第二代及第三代化合物衬底;按集成度分为分立器件、模组和功率IC。


5、功率半导体器件市场规模

2018年全球功率半导体整体市场规模大概为400亿美元,分立器件和模块合计占比45%,份额长期保持稳定。分立器件及模块(包括IGBT模块、IPM智能模块)市场规模合计约180亿美元,其中占比最大的是MOSFET和IGBT,市场规模分别为74亿美元和54亿美元。IGBT又可以细分为分立器件、模块和IPM。


近年来,功率半导体的应用领域已从工业控制和消费电子拓展至新能源、智能电网、变频家电等新市场,市场规模呈现稳健增长态势。

据有关数据显示,2018年全球功率器件市场规模约为391亿美元,预计至2021年增长至441亿美元。中国大陆约占40%市场份额,为全球最大市场,但其中90%的需求仍要依赖进口,进口替代有着非常广阔的市场空间。

目前国内功率半导体产业链正在日趋完善,中国作为全球最大的功率半导体消费国,2018年市场需求规模达到138亿美元,占全球需求比例达35%,2021年市场规模有望达到159亿美元。


二、功率半导体竞争格局

涉及IGBT的公司:比亚迪、斯达半导、三安光电、捷捷微电、华润微、华微电子、台基股份、士兰微、闻泰科技、扬杰科技、振华科技等。


(一)扬杰科技——国内功率器件领军企业

扬杰科技是国内功率器件领军企业。公司集芯片设计、芯片制造、封装测试、终端销售为一体,是国内优质的IDM模式厂商。公司主营产品为功率二极管、整流桥、大功率模块、小信号二三极管、MOSFET、IGBT及碳化硅SBD、碳化硅JBS等。

扬杰科技下游产品应用广泛,在多个细分领域领先地位。产品广泛应用于于5G、电力电子、消费类电子、安防、工控、汽车电子、新能源等诸多领域。公司通过收购MCC进入国外高端市场,实行扬杰和MCC双品牌战略,快速扩大海外销售占比,开拓全球客户,提升企业的国际知名度。

(二)华润微——中国的“英飞凌”,代工+IDM双模式功率半导体龙头

华润微是华润集团旗下主营微电子业务的高科技企业,经过多年的发展及一系列整合,华润微是国内前十大半导体企业中唯一一家以IDM模式运营提供功率IC和器件服务企业。

目前华润微主营业务可分为产品与方案、制造与服务两大板块:1)制造与服务板块是提供开放式晶圆代工和封测服务,专注于特色化、定制化工艺;2)产品与方案业务板块是提供功率半导体、传感器与智能控制领域产品及解决方案。

华润微是国内营收最大,产品系列最全的MOSFET厂商。以2018年销售额计,华润微在中国MOSFET市场中排名第三,仅次于英飞凌与安森美两家国际企业。

(三)闻泰科技——收购安世,切入功率半导体赛道

安世是全球领先的半导体标准器件公司。安世是分立器件IDM核心厂商,前身是NXP标准产品事业部,拥有60余年半导体经验,是全球领先的分立式器件、逻辑器件与MOSFET器件的专业制造商,公司产品涉及所有电子设计领域。公司在小信号二极管和晶体管、ESD保护器件、功率MOS汽车领域、逻辑器件、小信号MOSFET市场排名均位于全球前三。

2018年收购安世半导体后,闻泰科技主营通讯和半导体两大业务板块。目前已经实现芯片设计、晶圆制造、封装测试到通讯、物联网、汽车电子制造于一体的产业布局。闻泰科技通讯业务板块的主要业务为通讯终端产品的研发和制造,半导体业务板块的主要业务为半导体和新型电子元器件的研发和制造。

(四)斯达半导——国内IGBT模块龙头

斯达半导体是国内IGBT模块龙头企业,全球IGBT模块市场排名第八。斯达半导主要业务是以IGBT为主的功率半导体芯片和模块的研发生产,并以IGBT模块形式对外实现销售。

斯达半导成功研发出全系列IGBT芯片、FRD芯片和IGBT模块,其中IGBT模块产品超过600多种,电压等级涵盖100V~3300V,电流等级涵盖10A~3600A。产品主要应用于新能源汽车、变频器、逆变焊机、UPS、光伏/风力发电、SVG、白色家电等领域。

(五)捷捷微电——国内晶闸管龙头企业

捷捷微电成立于1995年,于2017年在创业板上市,是国内晶闸管龙头企业。公司以功率器件中的晶闸管作为核心产品,逐渐成为国内晶闸管龙头,相关产品在国产晶闸管市场占比45%以上,仅次于海外巨头ST、NXP。

捷捷微电产品结构布局框架明确,通过IPO+定增丰富产品线以及扩充产能实现高速稳定发展。


目前捷捷微电产品主要集中在晶闸管系列产品。其中晶闸管业务客户有国内的国家电网、海信、正泰电气,国外的ABB、松下等。防护器件业务客户主要有威胜集团、FiberHome等。同时,捷捷微电为华为与中兴提供保护功率器件的芯片等。

三、总结

在市场需求、政策、人才、资金和技术多因素催化下,国内功率半导体行业未来三到五年有望进入黄金发展期。贝壳投研(ID:Beiketouyan)认为功率半导体在将来有望成为国产替代进度最快的细分领域之一。(ty003)

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