功率半导体:国产替代迎黄金机遇

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功率半导体是电力电子手艺的根本,也是电子装配中电能转换与电路节制的焦点器件,首要用于改动电子装配中电压和频率、直流交换转换等。使用规模笼盖产业节制、4C范畴(Computer计较机产物、Communication通信产物、Consumerelectronics数码家电、COM收集产物)、新动力车、光伏、智能电网等范畴。

中国事全球最年夜的功率半导体花费国。按照IHS数据,2018年,我国功率半导体市场范围到达138亿美元,增速为9.5%,占全球需求比例高达35%。2021年我国功率半导体市场范围无望到达159亿美元,年复合增加率到达4.83%,跨越全球功率半导体增加速度。

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功率半导体产物可以分为功率分立器件、电源治理IC和功率模组三年夜类。

按照Yole Development的数据,2018年全球功率半导体平分立器件/模组/功率IC占比32.7%、13.3%和54.0%。

分立器件首要包罗功率二极管、功率三极管、晶闸管、MOSFET、IGBT等半导体功率器件产物;此中,MOSFET和IGBT属于电压节制型开关器件,比拟于功率三极管、晶闸管等电流节制型开关器件,具有易于驱动、开关速度快、损耗高等特色。

对国际市场而言,功率二极管、功率三极管、晶闸管等分立器件产物年夜部门已完成国产化,而MOSFET、IGBT等分立器件产物因为其手艺及工艺的进步前辈性,还较年夜水平上依靠出口,将来出口替换空间年夜。

IHS Markit猜测,MOSFET和IGBT是将来5年增加最微弱的半导体功率器件。

MOSFET全称金属氧化物半导体场效应管,是一种可以普遍利用在模仿与数字电路的场效应晶体管。MOSFET具有高频、驱动复杂、抗击穿性好等特色,使用规模涵盖电源治理、计较机及外设装备、通讯、花费电子、汽车电子、产业节制等多个范畴。

IGBT全称尽缘栅双极晶体管,是由双极型三极管BJT和MOSFET构成的复合全控型电压驱动式功率器件。IGBT具有电导调制才能,以及较强的正向电传播导密度和低通态压降。IGBT的开关特征可以完成直流电和交换电之间的转化或许改动电流的频率,有逆变和变频的感化,使用于逆变器、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等范畴。

IGBT是新动力汽车电控零碎和直流充电桩的焦点器件,本钱占到新动力汽车整车本钱的10%,占充电桩本钱的20%。因为将来几年新动力汽车/充电桩等新兴市场的疾速成长,IGBT等半导体功率器件将迎来黄金成长期。

中国财产信息网数据,到2020年全球IGBT单管市场空间到达60亿美元摆布,估计将来五年我国新动力汽车和充电桩市场将带动200亿元IGBT模块的国际市场需求。

电源治理IC在电子装备中承当变换、分派、检测等电能治理功用,有晋升集成度、模块化、数字化的成长趋向,同时GaN、SiC等新型资料研发与使用也为电源治理IC成长注进全新动力。得益于下流花费电子、新动力汽车、通信行业近几年的疾速成长,电源治理IC市场近几年持稳健增加的态势。

因为庞杂电子零碎对电压和电流程度的请求不竭进步以及需求将零碎与电源隔离,用于功率治理的模仿IC将迎来继续的增加。按照yole的全球电源治理IC市场追踪陈述,2022年,电源治理IC市场将到达180亿美元,2016至2020年间,无望完成3.6%的复合年增加率。

从市场款式来看,全球功率半导体市场中,海内龙头企业占有主导位置。半导体分立器件发源于欧美,日韩后续不竭构成其本身竞争上风。

在MOSFET范畴,按照iHS数据,支出前五年夜厂商高别离为英飞凌、安森美、瑞萨、东芝和意法半导体,市占率算计为62%,集中度较高,英飞凌以27%的市占率高居龙头位置,持久稳居行业第一。今朝,国厂商因为手艺掉队,首要在高压范畴结构,在中高压范畴根基仍是本国企业处于主导位置。

在IGBT范畴,按照IHS数据,2018年全球IGBT市场支出前五年夜供给商别离为英飞凌、三菱、富士机电、赛米控、威科电子,五家企业市场份额为67%,占比力年夜。此中,英飞凌一家市占率就高达34%。

在功率IC范畴,总体来看,市场竞争款式比力成熟,美国厂商具有相对上风,日本企业固然数目浩繁,可是市场份额遍及较小。按照IHS数据,2018年全球功率IC前五年夜厂商别离为德州仪器、英飞凌、高通、ADI和意法半导体,市占率算计为44%,德州仪器以16%的市占率稳居行业龙头位置。

据Gartner数据,德州仪器(TI)在电源治理IC市场份额最高,其次是Maxim Integrated,Linear Technology等。下流使用来看通讯、花费、产业/医疗、数据处置占比力高。

国际年夜厂持久占有着我国半导体分立器件的高端使用市场,但该等厂商产物的价钱非常昂扬,无法知足国际敏捷迸发的市场需求,招致国际市场供求存在掉衡。

鄙人游的使用范畴中,功率半导体已从产业节制和花费电子拓展至新动力、轨道交通、智能电网、变频家电等诸多市场,此中花费电子与汽车电子占比最高,全体市场范围出现稳健增加态势。

在花费电子范畴,主板、显卡的进级换代、快充、Type-C接口的继续渗入继续带动MOSFET的市场需求。

在汽车电子范畴,MOSFET在电动马达辅佐驱动、电动助力转向及电制动等动力节制零碎,以及电池治理零碎等功率变换模块范畴均阐扬主要感化,有着普遍的使用市场及成长远景。

电控零碎是新动力汽车三年夜焦点部件之一,占整车本钱约20%,而电控零碎需求应用年夜量的MOSFET和IGBT等半导体功率器件。是以,新动力汽车产销范围扩展将拉动对MOSFET、IGBT等半导体功率器件的需求。

新动力汽车单车半导体价值将到达传统汽车的两倍,同时功率半导体用量比例也从20%晋升到近50%。按照McKinsey&Company统计,纯电动汽车的半导体本钱为704美元,是传统汽车的350美元的2倍,此中功率器件本钱高达387美元,占55%。纯电动汽车比拟传统汽车新增的半导体本钱中,功率器件本钱约为269美元,占新增本钱的76%。

StrategyAnalytics研讨注解,鉴于新动力汽车关于半导体功率器件的需求,将来半导体功率器件市场范围无望疾速增加。

通信行业是功率半导体的另一年夜范畴,在旌旗灯号基站、互换机、光端机、路由器等上均有使用,此中旌旗灯号基站的需求范围最年夜,占有残山剩水。5G扶植所需的基站装备及其普及后带来物联网、云计较的疾速成长,将对功率半导体发生持久年夜量需求。

5G的焦点手艺MassiveMIMO年夜年夜晋升关于功率MOSFET组成的射频器件的需求量。据中国财产信息研讨院的数据,通信功率半导体市场在2021年无望到达70.81亿美元。

将来,跟着国际企业慢慢冲破行业高端产物的手艺瓶颈,我国半导体分立器件对出口的依靠将会进一步削弱,出口替换效应将光鲜明显加强。陪伴新兴行业疾速成长,功率半导体市场范围呈增加态势。


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本文作者2020-5-2 06:59 AM
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