2018-半导体行业深度报告_供需缺口难纾解_功率半导体迎来持续景气周期_63页-5mb

半导体行业深度报告总结

核心内容

本报告主要分析了功率半导体行业的供需情况、未来增长潜力以及国内外企业的竞争态势。报告指出，功率半导体市场正迎来持续景气周期，预计2023年全球市场规模将达到188亿美元，其中MOSFET和IGBT是核心产品，未来三年行业景气度有望持续。

主要观点

• 供需缺口难纾解：供给端，8寸晶圆设备停产，限制产能释放；需求端，新能源汽车、物联网等推动功率器件需求增长，导致整体市场供不应求。
• 新能源汽车推动功率器件需求：相比传统燃油车，新能源汽车对功率半导体的需求大幅增加，尤其是IGBT，其成本占比约7-10%，是电机驱动系统的核心元件。
• 第三代化合物半导体成为未来方向：以SiC、GaN为代表的第三代半导体材料因其优异性能，成为功率器件发展的新方向，尤其适合高压和高频应用。
• 国内企业加速突破：士兰微、扬杰科技、华微电子等企业正加快研发步伐，有望实现国产化替代，但目前仍与国际大厂存在代际差距。
• 海外龙头调整战略：英飞凌、安森美等企业通过并购和剥离业务，提升自身竞争力，同时将产能向新能源汽车等高附加值领域倾斜。

关键信息

1. 功率半导体市场概况

• 市场规模：2023年全球功率分立器件市场规模预计为188亿美元，年复合增长率（CAGR）为3.4%。
• 中国市场份额：2017年中国功率半导体市场规模为2170亿元，占全球市场约40%。
• 市场趋势：功率器件向“小型化”、“集成化”发展，特别是二极管和MOSFET。

2. 供需分析

• 供给端：8寸晶圆设备停产，产能受限；12寸晶圆因存储芯片需求上升，导致产能紧张。
• 需求端：新能源汽车、LED照明、物联网等需求增长，导致MOSFET、IGBT等产品持续缺货。

3. 新能源汽车对功率器件的需求

• 单车半导体价值：传统燃油车为355美元，纯电动车为695美元，增长约1倍。
• IGBT为核心：IGBT占电机驱动系统成本约50%，占整车成本约7-10%，预计2020年中国新能源汽车IGBT市场将达到87亿元。
• 充电桩应用：IGBT在充电桩中占成本30%，是其核心开关元件。

4. MOSFET市场现状

• 缺货严重：2017年以来，MOSFET交货周期延长至20-40周。
• 未来趋势：MOSFET缺货有望持续到2019年下半年或2020年，行业景气度将维持三年。

5. IGBT市场现状与前景

• 市场格局：全球IGBT市场被英飞凌、三菱电机、富士电机等海外企业主导。
• 国内发展：中国中车、比亚迪、士兰微等企业正在加速发展IGBT技术，但与国际大厂仍有差距。
• 技术进步：IGBT技术不断升级，体积缩小，性能提升，未来有望应用于工业控制、轨道交通等领域。

6. 第三代化合物半导体

• 性能优势：SiC和GaN具有更高的禁带宽度、更高的击穿电压、更高的电子迁移率和更低的导通电阻，适合高频、高压、高温环境。
• 市场前景：SiC市场预计在2022年突破11亿美元，CAGR为40%；GaN市场潜力巨大，尤其在消费电子、数据中心等领域。
• 国内进展：国内企业如泰科天润在SiC器件研发方面取得一定进展，但整体仍落后于国际水平。

风险提示

• 项目建设不及预期
• 国产化替代进展不及预期

重点公司分析

图表目录摘要

• 图表1：功率分立器件的分类
• 图表2：功率器件的应用及工作频率
• 图表3：全球功率分立器件市场规模
• 图表4：全球功率器件占比（按产品）
• 图表5：中国功率半导体市场
• 图表6：2017年全球功率器件销售额占比
• 图表7：功率器件向“小型化”发展
• 图表8：通过封装实现多芯片集成
• 图表9：全球功率半导体产业链情况
• 图表10：全球功率半导体市占率
• 图表11：全球功率半导体企业收购/出售业务情况
• 图表12：硅片剪刀差从12寸延伸到8寸
• 图表13：全球12寸晶圆供需情况
• 图表14：12寸晶圆需求（按产品分）
• 图表15：晶圆尺寸的演变进程
• 图表16：全球8寸晶圆产能及需求
• 图表17：2009-2017年关闭的晶圆厂（按尺寸分）
• 图表18：2022年中国新能源汽车销量预测
• 图表19：2017年全球电动汽车销售情况
• 图表20：不同汽车类型平均半导体价值含量
• 图表21：新能源汽车的电机驱动系统
• 图表22：英飞凌电机驱动控制系统
• 图表23：电池管理系统功能示意图
• 图表24：电子控制单元组成及应用
• 图表25：全球汽车半导体市场及增速
• 图表26：全球分地区汽车半导体含量
• 图表27：平面型与沟槽型结构
• 图表28：超级结MOSFET结构
• 图表29：2016年全球MOSFET市场
• 图表30：2016年全球生产MOSFET厂商份额
• 图表31：未来物联网设备数量预测
• 图表32：智能电表中MOSFET的应用
• 图表33：MOSFET在汽车中的应用
• 图表34：低压MOSFET交货周期
• 图表35：高压MOSFET交货周期
• 图表36：MOSFET与IGBT的结构差异
• 图表37：IGBT发展不断提高功率和频率
• 图表38：从G1到G6 IGBT体积不断缩小
• 图表39：从G1到G6 IGBT性能不断提升
• 图表40：IGBT模组内部结构
• 图表41：IGBT模组封装越来越小
• 图表42：国外IGBT产业链情况（按电压大小划分）
• 图表43：国内IGBT产业链情况
• 图表44：全球IGBT市场预测（按下游应用分）
• 图表45：新能源汽车逆变器的结构
• 图表46：中国新能源汽车IGBT市场预测
• 图表47：新能源汽车及充电桩中IGBT的应用
• 图表48：IGBT在工业中的应用
• 图表49：IGBT在消费类产品中的应用
• 图表50：SiC、GaN相比于传统材料性能更优
• 图表51：碳化硅转换效率更高，能量密度更大
• 图表52：氮化镓频率更高，能量密度更大
• 图表53：SiC在高电压领域应用广泛
• 图表54：全球SiC市场规模及增速
• 图表55：全球SiC产业链情况
• 图表56：SiC应用于汽车领域的优势
• 图表57：SiC、GaN各自的优点及适用的领域
• 图表58：GaN功率器件的产业链情况
• 图表59：欧美日韩在第三代半导体的鼓励政策

行业趋势与展望

• 行业集中度高：全球功率半导体市场由少数大厂主导，如英飞凌、安森美、罗姆等。
• 技术发展：MOSFET和IGBT技术不断进步，未来将向更小体积、更高效率方向发展。
• 国产化替代：国内企业正在加快研发，有望在中低端市场实现替代，但高端产品仍需时间追赶。
• 政策支持：各国政府对第三代半导体技术（如SiC、GaN）给予大力支持，推动其发展和应用。

总结

本报告强调了功率半导体行业在供需紧张、技术升级和政策支持等多重因素驱动下，将进入持续景气周期。特别是新能源汽车、物联网等新兴领域的快速发展，为功率半导体市场带来巨大增长机遇。尽管国内企业在某些领域已取得进展，但整体仍需时间实现与国际大厂的全面竞争。同时，第三代化合物半导体（SiC、GaN）因其优异性能，成为未来功率器件的重要发展方向。