2017年中国功率半导体行业发展现状及发展趋势分析（图）

功率半导体 2018-01-06 03:29

在半导体产业中，功率半导体产值在180-200亿美金。功率半导体是我国汽车工业、高铁、空调洗衣机、电网输电等系统应用的上游核心零部件，战略地位突出。

功率半导体下游主要应用

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相关报告：智研咨询发布的《2017-2022年中国功率半导体行业现状分析及未来发展前景预测报告》

功率半导体产品示意图

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国家大基金秉承支持半导体产业战略使命，功率半导体领域必将鼎力支持

集成电路国家大基金承担着支持半导体产业发展的历史使命。功率半导体是半导体产业中产值高达200亿美金的大板块，是关系着高铁动力系统、汽车动力系统、消费及通讯电子系统等领域能否实现自主可控的核心零部件。功率半导体战略地位突出，国家大基金必将全力支持。

回顾过去3年国家大基金的投资历史，集中投资行业细分龙头企业是大基金一贯始终的投资策略。我们认为在资本助力下，我国功率半导体龙头企业将加速整合海外优质资源，加速向中高端市场迈进的进程。

国家大基金秉承支持半导体产业战略使命，功率半导体领域必将鼎力支持

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行业格局解析：高端市场欧美日把控，中低端市场大陆厂商站稳脚跟

①IGBT产业格局

全球功率半导体巨头主要集中美国、欧洲、日本三个地区。大陆、台湾地区厂商主要集中在二极管、晶闸管、低压MOSFET等低端功率器件领域，IGBT、中高压MOSFET等高端器件主要由欧美日厂商占据。

全球前十大功率半导体巨头2016年营业收入情况

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全球IGBT器件及模块2015年销售额39.44亿美金，德国英飞凌及赛米控（semikron），日本三菱及富士电机，美国仙童半导体基本把控了全球IGBT市场，前五大厂商占据了73.2%的市场份额。

②MOSFET产业格局

2015年功率MOSFET市场产值达到54.84亿美金，英飞凌、仙童半导体、日本瑞萨电子、欧洲意法半导体、日本东芝等厂商占据了绝大部分市场份额。

③二极管产业格局

据世界半导体贸易组织数据，全球功率二极管及整流桥市场容量约为368亿元人民币。IGBT及MOSFET市场相对集中，而功率二极管及整流桥产业市场格局相对分散，从分散走向集中是大势所趋。二极管及整流桥的芯片制造环节具有明显的规模效应，我们认为龙头企业规模扩大后会挤占掉小型厂商的生存空间，实现更高的行业市占率和集中度。

全球主要功率二极管厂商

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产业趋势一：功率器件供需紧张，产业进入前所未有的景气周期

①半导体全产业链进入景气周期

今年，半导体产业呈现出全产业链景气的态势，从上游设备材料、中游芯片制造、到终端芯片器件成品，订单量均出现远超往年的增长速度。Gartner预测今年全球半导体产值将达到4014亿美金，产值首次突破4000亿美金大关。

2017年半导体产值成长率

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半导体产业产值发展里程碑（亿美金）

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②MOSFET率先上调价格，吹响功率器件价格周期集结号

今年9月，国内MOSFET大厂率先上调价格，长电科技对旗下所有MOSFET产品价格全面上调20%，随后深圳德普微电子上调MOSFET产品价格。

此轮涨价主要有两方面原因。

一是今年半导体上游材料硅片价格上涨使得下游芯片成本上升，器件厂商不得不涨价维持利润。

二是应用于汽车的功率器件用量大幅上升，功率器件整体市场需求超预期，造成供需缺口。

③二极管及整流桥订单出货量比值上升至历史高峰，交货期大幅延长

功率二极管市场供给紧张，行业龙头交货期大幅延长。从今年二季度开始，Visahy的订单量暴增，订单出货量比值达到1.22，三季度Vishay订单出货比值进一步攀升至1.44，中高端二极管市场进入前所未有的景气周期。

目前行业龙头厂商Vishay今年二季度的二极管交货期已经拉长至5.8个月，远远高于2个月左右的正常交货期。

功率二极管市场供需趋于紧张，Book-to-bill比值拉升至1.4以上

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功率MOSFET供需紧张，book-to-bill比值拉升至1.37

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④行业巨头芯片产能调整，进一步加大供需缺口

二极管行业巨头达尔科技（Diodes）在今年三季度关闭了美国芯片制造工厂Kfab，所需要的芯片缺口将通过外购方式获得，巨头的产能调整进一步加大了供需缺口。

达尔科技（Diodes）全球共有3个芯片生产基地（waferfab），关厂加剧产能紧张

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产业趋势二：电动化趋势下，汽车功率器件用量翻倍

①汽车功率半导体ASP翻倍

电动化趋势下，汽车半导体用量翻倍以上的增长。根据数据，传统燃油车的半导体用量为338美金单辆车，电动汽车的半导体用量达到了704美金，增长幅度达到108%。电动车新增的半导体用量集中在功率器件产品，单辆汽车将新增282美金的功率器件用量。功率器件在单辆车的半导体用量占比从汽油车的21%提升至电动车的55%。

电动汽车功率器件价值量（单车ASP）翻倍

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到2030年，汽车电子成本占比达到50%

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单辆汽车的功率转换系统主要有：（1）车载充电机（chargeronboard），（2）DC/AC系统，给汽车空调系统、车灯系统供电，（3）DC/DC转换器（300v到14v的转换），给车载小功率电子设备供电，（4）DC/DCconverter（300v转换为650v），（5）DC/AC逆变器，给汽车马达电机供电。（6）汽车发电机
电动汽车将搭载大量新的功率模块，拉动功率半导体快速发展。传统燃油车的电力供应主要由汽车怠速以上运转带动发电机发电实现电力供应。电动汽车将新增大量与电池能源转换相关的功率半导体器件，功率半导体应用大幅上升。

电动汽车主要功率模块图解

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汽车PCU（功率控制单元）电路图

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②增量一：电机控制系统新增大量功率器件应用

电动汽车新增大量IGBT功率器件应用。TESLAmodelS车型使用的三相异步电机驱动，其中每一相的驱动控制需要使用28颗塑封的IGBT芯片，三相共需要使用84颗IGBT芯片。Models中的P85D车型采用峰值功率310KW的交流感应电机，峰值电流达到1200安培，性能要求较高，目前仅有几家国际巨头厂商具有生产能力。TeslaP85D采用的IGBT芯片来自internationalrectifier。

特斯拉拆解图：电动汽车新增大量IGBT功率器件用量

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③增量二：充电桩、汽车充电器新增大量功率器件需求

充电桩及汽车充电器（chargeronboard，每辆车一个）是电动化趋势下完全新增的功率器件，是动力总成以外的功率半导体增长的主要驱动力之一。

现阶段，主流直流充电桩的功率在60kw和120kw，如果采用15kw的功率模块，则需要4个或8个功率模块。目前充电桩的功率模块有两种解决方案，一是采用MOSFET芯片，另一种是采用IGBT芯片。另外汽车上会配置一颗板上充电器（chargeronboard）用于管理充电过程。

充电桩、汽车充电器是汽车半导体完全新增应用，驱动功率半导体快速成长

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产业趋势三：二极管、晶闸管进口替代率持续上升，MOSFET、IGBT进口替代刚刚起步

①进口替代空间巨大

目前国内厂商市占率不足1%，国产替代空间巨大。根据数据，全球功率分立器件市场容量2016年为187亿美金。目前以扬杰科技、捷捷微电为代表的功率半导体龙头企业市场占有率不到1%，进口替代的空间巨大。

全球分立器件市场容量（亿美金）

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②功率半导体主要市场在中国，国产品牌替代率上升是大势所趋

中国是功率半导体最大的市场，国内厂商与下游客户的距离更近，与本土客户的沟通交流更加顺畅，能够对客户的需求做出更加快速的响应。功率二极管国际一线品牌厂商达尔科技58%的收入来自中国，功率器件领导品牌NXP有41%的收入来自中国。目前二极管及中低压MOSFET等成熟产品线，国外厂商占据着大部分市场份额。相比国外厂商，国内厂商在服务响应客户需求，降低成本等方面具有竞争优势，功率器件国产品牌替代率逐渐上升是大势所趋。

达尔科技最大的市场在中国