电子设备、仪器和元件行业专题报告:功率半导体迎新能源东风,乘势而起-200207_16页__1mb
报告摘要
功率半导体行业总结
核心内容
功率半导体是电子产品的必需品,广泛应用于各类电子设备的电源和电能转换模块中。其在不同功率等级的设备中扮演着关键角色,从家用电器到工业设备,再到高压直流输电系统,均有广泛应用。
主要观点
- 功率半导体的重要性:功率半导体在电源、变频、变压、变流等电能处理方面具有不可替代性,几乎覆盖所有电子制造业领域。
- IGBT为功率器件核心:IGBT(绝缘栅双极型晶体管)因其在高压、大电流、高速等性能上的优势,被誉为“功率器件皇冠明珠”,在新能源汽车、高铁等动力系统中是核心组件。
- 进口替代空间巨大:尽管国内IGBT市场需求快速增长,但目前仍主要依赖进口,进口替代潜力巨大。
- 化合物半导体潜力突出:第三代半导体材料SiC和GaN在性能和成本方面相比传统硅基材料具有显著优势,特别是在新能源汽车和高效电源领域。
- SiC与GaN的应用差异:SiC适用于高温、大功率场景,而GaN则适用于高频、小功率场景,两者在不同应用领域具有各自优势。
- 行业增长趋势明确:随着新能源汽车和清洁能源的发展,SiC和GaN功率器件市场将迎来快速增长。
关键信息
市场规模与增长
- 全球分立器件市场规模超过200亿美元,其中欧美日厂商占据70%市场份额。
- 中国是全球最大的功率半导体市场,占据全球43%的需求。
- Yole预测,2022年全球IGBT市场规模将超过55亿美元,其中电动汽车用IGBT市场占比将达40%。
- SiC功率器件市场从2017年的3.02亿美元增长至2023年的13.99亿美元,复合增速达29%。
- GaN功率器件市场从2017年的1000万美元增长至2023年的4.3亿美元,复合增速达87%。
技术发展
- IGBT芯片经历了6代技术升级,从PT到FS-Trench,各项性能指标不断优化。
- SiC器件具有更高的热导率和功率密度,有助于提高电动车续航能力。
- GaN器件具有更高的电子迁移率和更低的成本,适合高频、小功率应用场景。
应用领域
- 小功率领域:计算机、电视、家电等。
- 中功率领域:机车、工业驱动、冶炼炉等。
- 大功率领域:高压直流输电系统。
- 新能源汽车:主逆变器、车载充电器、DC/DC转换器等。
- 清洁能源:光伏和风力发电系统中的逆变器和电能转换设备。
- 消费电子:无线充电、电源适配器等。
国内企业现状
- 国内功率半导体企业主要集中在封装设计和制造环节,部分企业已具备IGBT和SiC器件的生产能力。
- 国内企业如斯达半导、台基股份、三安光电、华虹宏力、华润微、闻泰科技、中车时代电气、比亚迪微电子、士兰微、华微电子、扬杰科技等正在积极布局IGBT、SiC和GaN等高端功率器件领域。
风险提示
- 新能源车的渗透情况不及预期。
- 国内功率半导体企业技术突破和客户拓展不及预期。
投资建议
建议关注国内功率半导体产业链相关公司,特别是具备IGBT、SiC和GaN器件生产能力的企业,以把握行业快速发展的机遇。
附录:国内功率半导体企业梳理
| 名称 | 模式 | 地区 | 主要业务与主要产品 |
|---|---|---|---|
| 斯达半导 | 封装设计 | 嘉兴 | 600-3300 V /1800~3700A IGBT模块 |
| 台基股份 | 封装设计 | 襄阳 | IGBT封装,面向电力电子系统需求 |
| 三安光电 | 制造 | 厦门 | SiC肖特基二极管和GaN MOSFET电子器件 |
| 华虹宏力 | 制造 | 上海 | 600-1200 V /Trench FS及1700V Trench NPT IGBT工艺,3300V-6500V高压芯片在研发 |
| 上海先进 | 制造 | 上海 | IGBT/FRD电压范围覆盖650V至6500V,具备PT、NPT、Field Stop等工艺能力 |
| 中芯国际 | 制造 | 上海 | 研发FS-Trench IGBT结构,推出600V~1200V等器件工艺 |
| 华润微 | IDM | 无锡 | 功率半导体产品包括二极管、DMOS FET、BJT、IGBT等 |
| 闻泰科技 | IDM | 深圳 | 产品包括二极管、Si基MOSFET、GaN FET等 |
| 中车时代电气 | IDM | 株洲 | 1200-6500V高压模块,自主掌握高铁动力IGBT芯片及模块技术 |
| 比亚迪微电子 | IDM | 深圳 | 工业级IGBT模块,汽车级模块(与新能源车合作),600V IGBT单管、IGBT驱动芯片 |
| 士兰微 | IDM | 杭州 | 300-600V穿通型IGBT工艺,1200V非穿通型工艺,拥有6英寸生产线 |
| 华微电子 | IDM | 吉林 | 3-6英寸功率器件及IC芯片生产线,已研发成功FS-Trench IGBT产品,应用于新能源汽车、充电桩、变频家电等领域 |
| 扬杰科技 | IDM | 扬州 | 外购IGBT和SiC SBD晶圆封装销售,规划8寸IGBT晶圆产线和SiC SBD晶圆产线 |
| 捷捷微电 | IDM | 启东 | 产品包括二极管、三极管、IGBT模块、可控硅等 |
投资评级说明
- 行业评级:看好、中性、看淡。
- 公司评级:买入、增持、中性、减持、无投资评级。
联系方式
- 上海:浦东新区世纪大道1198号世纪汇广场一座29层
- 武汉:武汉市新华路特8号长江证券大厦11楼
- 北京:西城区金融街33号通泰大厦15层
- 深圳:深圳市福田区中心四路1号嘉里建设广场3期36楼
声明
本报告由长江证券研究所发布,仅供客户使用。报告内容基于公开资料,仅供参考,不构成投资建议。投资者应自行判断,谨慎决策。
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