国产功率半导体迎发展机遇
据了解,士兰微、华润微、扬杰科技、闻泰科技、斯达半导、捷捷微电、新洁能等A股功率半导体头部企业,过去五到十年迎来了高速发展期。功率器件多样化应用决定了市场集中度不高,全球第一大厂商市占率不到20%。由于功率半导体生命周期迭代慢的特有属性,使得国产厂商更有机会追上欧美大厂。
近日,国家集成电路产业投资基金二期股份有限公司(下称“大基金二期”)再次向士兰微抛出橄榄枝,其与士兰微共同向成都士兰半导体制造有限公司增资近16亿元,为进一步推动汽车级功率模块项目建设。
一定要加快产能的建设,让碳化硅器件的产能跟上新能源市场的需求;二是加快主驱芯片可靠性验证工作,目前碳化硅最大的应用场景就是新能源汽车的电驱部分,而电驱对芯片的可靠性要求极高,一般对芯片的验证周期在一年半以上,因此必须抓住时间窗口,尽快通过可靠性验证工作;三就是加快第三代半导体人才的培养,以碳化硅为代表的第三代半导体是一个非常新兴的行业,国内外相关人才都非常稀缺,必须加快自身人才的培养,这也是行业可持续发展的关键。
中研普华产业院研究出版的《2022-2027年中国功率半导体行业供需预测及投资潜力研究报告》显示
功率半导体行业供需预测2023
中国工信部发布了《基础电子元器件产业发展行动计划(2021-2023年)》,支持国内功率半导体器件的发展,提出到2023年,电子元器件销售总额达到21000亿元,形成一批具有国际竞争优势的电子元器件企业,力争15家企业营收规模突破100亿元。
功率电子模块的集成度半导体模块之间的差异,不仅仅体现在连接技术方面。另一个差别因素是附加有源和无源器件的集成度。根据集成度不同,可分为以下几类:标准模块,智能功率模块(ipm),(集成)子系统。通常,小规模的ipm的特点在于其引线框架技术。穿孔铜板用作功率开关和驱动ic的载体。通过一层薄薄的塑料或绝缘金属板进行散热。
用于中高功率应用的ipm模块的设计特点是将模块分为两个层次。功率半导体在底部,驱动器和保护电路在上部。本领域内名气最大的ipm是赛米控的skiip?,已面市超过了10年。这种无底板ipm系列产品的最大额定电流是2400a,包括一个驱动器和保护功能,加上电流传感器、电气隔离和电源。这些模块装在风冷或水冷冷却器上,并在供货前进行全面的测试。
国产功率半导体已在众多领域应用,特别是低端产品,如二极管、三极管、晶闸管、低压MOSFET(非车规)等,已初现“规模化效应、国产化率相对较高”等特点。在中高端领域,如SJMOSFET、IGBT、碳化硅等,特别是车规产品,由于起步晚、工艺相对复杂以及缺乏车规验证机会等问题,国内厂家依然在追随海外厂家技术发展路线。但近年来,市场逐渐从依赖进口向国内自给自足转变,国产替代潜力大。
国家和地方政策支持,加速国产替代进程。受益于国家和地方政府的鼓励政策,国内电动汽车与充电桩、光伏与储能等领域需求增长,功率半导体竞争格局有望被重塑——国内功率半导体的国产化进程有望加速。
功率半导体应用前景广阔,几乎涵盖了所有电子产业链。以MOSFET、IGBT以及SiCMOSFET为代表的功率器件需求旺盛。根据性能不同,广泛应用于汽车、充电桩、光伏发电、风力发电、消费电子、轨道交通、工业电机、储能、航空航天和军工等众多领域。
数据显示,行业前三名企业的市场份额合计达51%。其中英飞凌占比最多,达27%;三菱排名第二,占比14%;安森美占比10%,位居第三。本土企业中,士兰微在全球IGBT单管及IPM市占率达到3.5%、2.2%,均位列全球第八;斯达半导在全球IGBT模块市占率达3.0%,位列全球第六。
功率半导体的应用十分广阔,近年来数字经济、人工智能、光伏能源、新能源汽车等产业的快速发展,均为功率半导体带来了新的需求增长点,其市场规模不断增长。全球功率半导体市场规模为452亿美元,预计2023年将超过500亿美元。
半导体市场规模位居全球第一,占比达40%。
功率半导体领域中功率芯片占比超过50%,是功率半导体领域的主要细分产品,其次为功率半导体分立器件,全球功率芯片和功率半导体分立器件产品占比分别为55.78%和32.03%。
数据显示,功率半导体市场规模将显著受惠于电动车与新能源发电等趋势,从2021年204亿美元以复合年均成长率(CAGR) 6.9%的速度,功率半导体成长至2027年306亿美元。其中,随着工业自动化、不断电系统、高压直流电网及储能系统等应用蓬勃发展,促进功率半导体需求增长。
近年来,国家陆续出台政策鼓励碳化硅行业发展与创新,叠加碳化硅衬底向大尺寸演进,有效提升材料使用率,以及晶棒、衬底良率持续提升,未来碳化硅器件的生产成本有望持续下降,预计在高电压场景中将先具备替代优势。随着国内企业产品得到验证进程加速,下游厂商认可程度不断提升,海外企业与国内企业差距相对缩小,国产市场具备广阔的市场空间。
2023年中国大陆地区IGBT市场规模预计达到290.8亿元,同比增长11.6%。据中国半导体器件行业现状深度分析与未来投资预测报告数据,2023年中国大陆地区MOSFET市场规模将达到396.2亿元(56.6亿美元,人民币兑美元汇率按照7计算),同比增长4.8%。
预计到2025年,GaN 功率半导体市场规模可达到 13.2 亿美元。此外集邦咨询强调,第三代功率半导体基板相较于传统硅基板的制造难度和成本也都更高。当前,国家政策大力扶持为中国功率半导体行业创造良好的发展环境,同时下游市场景气程度较高,为功率半导体功率的需求提供了有力支撑,半导体产业重心转移及第三代半导体材料发展带来国产替代巨大机遇。
更多功率半导体行业的市场数据及未来行业投资前景,可以点击查看中研普华产业院研究出版的《2022-2027年中国功率半导体行业供需预测及投资潜力研究报告》,

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