1、全球半导体功率器件市场需求分析
据美国半导体行业协会统计数据:2015年12月,全球半导体产业销售额为276.2亿美元,较上年同期的291.3亿美元下降4.4%; 2015年1-12月全球半导体产业销售额达到3335.2亿美元,同比下降0.2%。
2007-2014年全球半导体产业销售额
资料来源:美国半导体行业协会
2015年12月美洲半导体产业销售额度为5.75亿美元,同比下降14.5%,环比下降5.2%;欧洲市场销售额为2.77亿美元,同比下降7.9%,环比下降5.7%;日本市场销售额为2.57亿美元,同比下滑8.1%;环比下降为4.4%。
2015年12月全球半导体产业销售额区域分布格局(十亿美金)
区域 | 2015年 | ||
环比增长 | |||
市场 | 2015年11月 | 2015年12月 | 环比增长 |
美洲 | 6.07 | 5.75 | -5.2% |
欧洲 | 2.93 | 2.77 | -5.7% |
日本 | 2.68 | 2.57 | -4.1% |
亚太 | 8.53 | 8.08 | -5.3% |
合计 | 28.88 | 27.62 | -4.4% |
同比增长 | |||
市场 | 2014年12月 | 2015年12月 | 同比增长 |
美洲 | 6.73 | 5.75 | -14.5% |
欧洲 | 3.01 | 2.77 | -7.9% |
日本 | 2.80 | 2.57 | -8.1% |
亚太 | 16.59 | 8.08 | 5.2% |
合计 | 29.13 | 27.62 | -5.7% |
年度数据 | |||
市场 | 2014年 | 2015年 | 同比增长 |
美洲 | 68.25 | 67.6 | -0.8% |
欧洲 | 37.43 | 34.2 | -8.5% |
日本 | 35.03 | 31.1 | -10.7% |
亚太 | 192.87 | 192.3 | -0.2% |
合计 | 333.59 | 333.52 | -0. 2% |
资料来源:美国半导体行业协会
2014年12月美洲半导体产业销售额度为67.3亿美元,同比增长16.0%,环比增长3.1%;欧洲市场销售额为30.1亿美元,同比增幅为1.6%,环比下降5.8%;日本市场销售额为28.0亿美元,同比下滑4.4%;环比下降为4.6%。
2014年12月全球半导体产业销售额区域分布格局(十亿美金)
区域 | 2014年 | ||
环比增长 | |||
市场 | 2014年11月 | 2014年12月 | 环比增长 |
美洲 | 6.53 | 6.73 | 3.1% |
欧洲 | 3.19 | 3.01 | -5.8% |
日本 | 2.93 | 2.80 | -4.6% |
亚太 | 17.12 | 16.59 | -3.1% |
合计 | 29.77 | 29.13 | -2.2% |
同比增长 | |||
市场 | 2013年12月 | 2014年12月 | 同比增长 |
美洲 | 5.80 | 6.73 | 16.0% |
欧洲 | 2.96 | 3.01 | 1.6% |
日本 | 2.93 | 2.80 | -4.4% |
亚太 | 14.96 | 16.59 | 10.9% |
合计 | 26.65 | 29.13 | 9.3% |
年度数据 | |||
市场 | 2013年 | 2014年 | 同比增长 |
美洲 | 60.50 | 68.25 | 12.8% |
欧洲 | 34.53 | 37.43 | 8.4% |
日本 | 35.07 | 35.03 | -0.1% |
亚太 | 173.24 | 192.87 | 11.3% |
合计 | 303.34 | 333.59 | 10.0% |
资料来源:公开资料整理
1996-2016年12月全球半导体产业销售额及增速走势图
资料来源:公开资料整理
由于能源高效、清洁利用的核心都在于各种能源形式的高效率控制和转换,随着清洁能源、新能源开发、产品节能等领域的发展,高性能的功率器件具有持续增长的动力。
功率半导体器件在能量形式的控制和转换中起核心作用
资料来源:公开资料整理
目前常用的功率器件包括MOSFET、IGBT、GTO、Bipolar 等,其中IGBT 的核心应用范围一般在耐压600V 以上、电流10A 以上、频率为1kHz 以上的区域。
而在高压大电流的领域,GTO(可关断晶闸管)由于具有极高的耐压能力和较大的通过电流,仍占有统治地位。MOSFET 耐压能力较小(小于1000V),在小电流工作状态下其关断损耗较小、频率特性好,在中低压、小电流、高频领域占有优势。
各类型功率器件的适用频率和功率范围、应用领域
资料来源:公开资料整理
据统计,2015年全球功率半导体市场规模将达184.23亿美元,比前年减少7.0%。负增长的原因有以下三点。第一,中国和欧洲市场景气指数减少,需求低迷;二是民生设备用电源增长放缓;三是参加的企业增加,成本竞争加剧。
民生设备方面,进入2015年以来,面向PC和FPD用电源的MOSFET订单减少,2015年1-6月业务发展形势较为不理想。因此,民生设备方面,电源生产基地集中的亚洲地区的二极管、MOSFET的出货金额同比有所减少。2015年下半年开始,库存调整告一段落,2016年开始接到产品模型订单,市场呈缓慢恢复基调。
工业领域中,无停电电源设备方面的业务形势发展较好。将使用在工业用机器人(300024)、NC工作机械、半导体生产设备上。2015年汽车和智能手机出货量形势较好,工业用机器人和NC工作机械需求增加,和servo电动机用IPM数量扩大相关。
另一方面,汽车用功率半导体业务发展形势较好。随着电装产品的增加,每台车子的ECU数量增加,安装在ECU上的二极管和MOSFET的需求增加。
2010-2015年全球功率半导体需求规模统计(亿美元)
年度 | 市场规模 |
2010年 | 161.89 |
2011年 | 176.03 |
2012年 | 154.22 |
2013年 | 153.73 |
2014年 | 197.55 |
2015年 | 197.24 |
资料来源:Infineon、富士经济
2、全球IGBT市场需求分析
最原始的IGBT概念是在1980年代的前半期就被引出来,它是采用DMOS平面栅技术在两层外延(n+层和n-层)硅片上制成的。此后,IGBT技术的演变不仅是在表面结构上,而且也在重直结构上,并得到加速发展以满足逆变化的功率变换系统的需要。其结果,最新的IGBT技术推演出一种最新的表面结构“CSTBT”器件,这就是“载流子储存的沟槽型双极晶体管”,以及一种最新的重直结构“LPT”器件,即“弱穿通”型IGBT。这两种新结构能够显著地改进通态电压、开关性能及安全工作区(SOA)相互之间的折衷。以IGBT表面结构来区分的话,目前其技术发展一共经历了六代的发展。在技术进步的同时,其能耗也随之大大降低。
IGBT技术发展路径
时间 | 阶段 | 技术结构 |
1983年 | 第一、二代 | DMOS平面栅结构 |
1995年 | 第三代 | 平面栅结构,但工艺更精细,5微米提升到到3微米 |
1996年 | 第四代 | 沟槽栅结构,减小VCE(饱和),电流密度提高 |
2005年 | 第五、六代 | PCM(插入式组合元胞)载流子储存沟槽栅双极晶体管 |
2010年后 | 第X代技术 | 薄片技术带来的反响阻断(RB)型和反向导通型(RC) |
资料来源:公开资料整理
IGBT能耗演变图
资料来源:公开资料整理
IGBT既具有MOSFET 器件驱动功率小、开关速度快的优点,又具有双极型器件容饱和压降低而容量大的优点,在现代电力电子技术中得到了越来越广泛的应用,特别是在较高频率的大、中功率应用中占据了主导地位。
IGBT 的工业应用包括交通控制、功率变换器、工业电机、不间断电源、风电与太阳能设备,以及用于自动控制的变频器。在消费方面,IGBT 用于家用电器、相机和手机等。
据Infineon 统计:2010年全球IGBT市场规模为30.06亿美元,2011年全球IGBT市场规模激增至40.34亿美元,增速达34%。当中Infineon公司IGBT销售业务从2010年的6.1亿美元上升至2011年的7.8亿美元。2012-2013年全球IGBT市场规模下滑较为明显,2014年全球IGBT市场规模回升至38.45亿美元,2015年全球IGBT市场规模回落至36.21亿美元。
2010-2015年全球IGBT市场规模统计
资料来源:Infineon
国外研发IGBT器件的公司主要有英飞凌、ABB、三菱、西门康、东芝、富士等。中国功率半导体市场占世界市场的50%以上,但在中高端MOSFET及IGBT主流器件市场上,90%主要依赖进口,基本被国外欧美、日本企业垄断。
相关报告:智研咨询发布的《2017-2023年中国IGBT行业分析及市场前景调研报告》
国外企业如英飞凌、ABB、三菱等厂商研发的IGBT器件产品规格涵盖电压600V-6500V,电流2A-3600A,已形成完善的IGBT产品系列。
国外IGBT制造企业以大功率IGBT生产为导向
资料来源:公开资料整理
2024-2030年中国IGBT行业发展战略规划及投资方向研究报告
《2024-2030年中国IGBT行业发展战略规划及投资方向研究报告》共十三章,包含2019-2023年中国IGBT相关产业链运行走势分析,2024-2030年中国IGBT行业发展前景预测分析,2024-2030年中国IGBT行业投资机会与风险分析等内容。
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