电子设备、仪器和元件行业：从器件类型与材料性能看功率半导体未来前景-20190321-长江证券-35页_2mb

电子设备、仪器和元件行业总结

核心内容概述

功率半导体是电力电子变化技术的基础，也是电力电子变化装置的核心组件。其主要功能包括变频、变压、变流、功率放大和功率管理等。随着车用市场和能源效率观念的推动，功率半导体市场规模持续增长。未来，功率半导体市场成长将主要依赖其性能提升，尤其是器件类型向高性能的IGBT、MOSFET跨越，以及材料向第三代化合物半导体（如SiC和GaN）转变。

主要观点

1. 器件类型高端化趋势明显

• IGBT和MOSFET作为高性能功率器件，其应用范围不断扩大。
• IGBT具有高开关速度、低导通压降、低损耗等优点，是新能源汽车、轨道交通、工业控制等领域的核心器件。
• MOSFET在汽车和工业领域成为增长点，具备稳定可靠、热稳定性好等优势。

2. 材料先进化推动性能提升

• 第三代化合物半导体（SiC和GaN）在性能上超越传统硅基器件，具备更高的热导率、更高的击穿电压和更快的电子迁移率。
• SiC适用于1200V以上的高温大功率领域，而GaN适用于600V以下的高频小功率领域。
• 随着新能源车和电源领域对低耗化的需求，第三代半导体器件将获得更广泛的应用。

3. 国产替代空间巨大

• 中国是全球最大的功率半导体市场，占据全球43%的需求。
• 国内厂商在中低端市场已有一定市场份额，但在高端市场仍依赖进口。
• 国内厂商若能掌握核心技术，将有较大的进口替代空间。

关键信息

市场规模与增长

• 全球功率半导体市场规模接近200亿美元，预计2023年将达到221亿美元。
• IGBT市场规模预计2022年占整个IGBT市场的40%。
• SiC功率器件市场预计从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功率器件市场预计从2017年的1000万美元增长至2023年的4.3亿美元，复合增速达87%。

应用领域

• IGBT广泛应用于新能源汽车、高铁、智能电网、家电、变频器等。
• MOSFET在汽车（刹车、引擎管理等）、工业控制、电源等领域有重要应用。
• SiC和GaN在新能源车、光伏逆变器、无线充电、高频电源等应用中展现出巨大潜力。

技术发展

• IGBT芯片经历了6代技术升级，从平面穿通型到沟槽型电场-截止型，性能不断优化。
• SiC功率器件从1970年代开始研发，2000年后逐步实现商业化。
• GaN功率器件发展迅速，具备高频、低体积、低成本的优势。

产业链与厂商

• IGBT行业主要厂商包括中车时代电气、比亚迪、士兰微、扬杰科技等。
• MOSFET行业主要厂商包括英飞凌、安森美、意法半导体、瑞萨电子等。
• SiC行业主要衬底企业包括CREE、SiCrystal、Norstel、天科合达等。
• GaN行业主要衬底企业包括CREE、昭和电工、瀚天天成、天域半导体等。
• 建议关注的标的包括三安光电、扬杰科技、闻泰科技等。

风险提示

• 下游汽车、电源等需求不及预期。
• 功率半导体技术进展不及预期。

未来趋势

• 行业趋势叠加国产化，产业链机遇期来临。
• 随着新能源汽车和智能电网的发展，SiC和GaN等第三代半导体将逐步取代硅基器件。
• 国内厂商需加强技术积累和产品认证，提升在高端市场的竞争力。

总结

功率半导体行业正处于快速发展阶段，尤其在新能源汽车、智能电网、工业自动化等领域。随着器件类型向IGBT、MOSFET等高性能方向发展，以及材料向SiC和GaN等第三代化合物半导体转变，行业前景广阔。同时，中国作为全球最大的功率半导体市场，具备较大的国产替代空间，建议关注相关产业链公司。