從國內(nèi)外對比看中國功率半導(dǎo)體前景 技術(shù)超越、進口替代,未來不是夢

時間:2018-11-13

來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載

導(dǎo)語:功率半導(dǎo)體器件又稱電力電子器件,主要用于電力設(shè)備的電能變換和電路控制,是進行電能(功率)處理的核心器件,弱電控制與強電運行間的橋梁。功率半導(dǎo)體有兩大作用,一是電源開關(guān),二是電源轉(zhuǎn)換。

【中國傳動網(wǎng) 市場分析】 功率半導(dǎo)體器件又稱電力電子器件,主要用于電力設(shè)備的電能變換和電路控制,是進行電能(功率)處理的核心器件,弱電控制與強電運行間的橋梁。功率半導(dǎo)體有兩大作用,一是電源開關(guān),二是電源轉(zhuǎn)換。

電源開關(guān)的原理是用小電流控制大電流,小電流部分PMIC和DriverIC為功率IC,而大電流部分開關(guān)為MOSFET、IGBT等功率分立器件或模塊。

電源轉(zhuǎn)換是指充電用電過程中交流電、直流電的相互轉(zhuǎn)換。在小功率設(shè)備中,比如智能手機中的升壓器、降壓器、穩(wěn)壓器可集成在PMIC中,或做成單獨功率IC;而在大功率設(shè)備中,比如電動汽車中的整流器、逆變器等一般則是由功率分立器件組成的功率模塊。

功率半導(dǎo)體產(chǎn)品形態(tài)多種多樣,幾乎所有與電力能源相關(guān)的產(chǎn)品都需要用到功率半導(dǎo)體器件。一般來說,功率半導(dǎo)體可分為分立器件和功率IC,功率IC相當(dāng)于SOC,功率模塊相當(dāng)于SIP。

圖表1:功率半導(dǎo)體的分類情況

全球功率半導(dǎo)體行業(yè)現(xiàn)狀

近年,來由于工業(yè)控制、家電產(chǎn)品、充電設(shè)備等終端應(yīng)用不斷追求更高能源效率,功率器件下游產(chǎn)品范圍的穩(wěn)步擴張、產(chǎn)量的大幅增長以及功率器件技術(shù)的快速更新,功率器件市場在全球范圍尤其是中國地區(qū)都保持穩(wěn)步增長。

據(jù)Yole數(shù)據(jù)顯示,2017年,全球功率半導(dǎo)體市場規(guī)模超300億美元,其中功率分立器件和模塊市場規(guī)模約為150億美元,功率IC約為200億美元。預(yù)計功率分立器件2016-2021復(fù)合年增長率為3.1%,功率IC2016-2021復(fù)合年增長率為3.4%,功率模塊2016-2021復(fù)合年增長率為7.0%。

具體產(chǎn)品來看,2017年,全球功率分立器件和模塊市場規(guī)模約為150億美元,其中二極管約占20%,MOSFET約占40%,IGBT及功率模塊約占30%。

圖表2:2017年全球功率分立器件(模塊)市場結(jié)構(gòu)按產(chǎn)品劃分(單位:%)

應(yīng)用方面,功率半導(dǎo)體的應(yīng)用范圍已從傳統(tǒng)的工業(yè)控制和4C產(chǎn)業(yè)(計算機、通信、消費類電子產(chǎn)品和汽車),擴展到新能源、軌道交通、智能電網(wǎng)等新領(lǐng)域。HIS數(shù)據(jù)顯示,2017年,全球功率半導(dǎo)體市場中工業(yè)應(yīng)用市場占比為34%,汽車應(yīng)用市場占比23%,消費電子應(yīng)用占比為20%,無線通訊應(yīng)用占比為23%。

圖表3:2017年全球功率半導(dǎo)體應(yīng)用分布(單位:%)

競爭格局方面,功率分立器件(模塊)市場競爭格局總體上較為分散,英飛凌為全球龍頭,2016年市場份額達到18.5%;其他企業(yè)市場份額均在10%以下。

圖表4:全球功率分立器件(模塊)市場競爭格局(單位:%)

中國功率半導(dǎo)體行業(yè)現(xiàn)狀

功率半導(dǎo)體是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中的重要板塊,是關(guān)系著高鐵動力系統(tǒng)、汽車動力系統(tǒng)、消費及通訊電子系統(tǒng)等領(lǐng)域能否實現(xiàn)自主可控的核心零部件。功率半導(dǎo)體戰(zhàn)略地位突出,多領(lǐng)域應(yīng)用持續(xù)支撐我國功率半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展。

不過,盡管大陸、臺灣地區(qū)廠商已在二極管、晶閘管、低壓MOSFET等低端功率器件領(lǐng)域已開始進口替代,但國外廠商占據(jù)著大部分市場份額。2017年,功率半導(dǎo)體一線廠商中:NXP有45%的收入來自中國大陸,英飛凌有25%的收入來自中國大陸,意法半導(dǎo)體有61%收入來自中國大陸。

中國大陸以揚杰科技、華微電子、士蘭微為代表的功率半導(dǎo)體龍頭企業(yè)市場占有率非常低,進口替代的空間巨大。以MOSFET市場為例,國內(nèi)主要依賴進口,基本被國外歐美日企業(yè)壟斷。2016年,中國大陸市場份額前五均為外資企業(yè),合計占比達到65.0%。其中,市場份額占比最高的是英飛凌,達到28.5%;安森美其次,占比為17.1%。

圖表5:中國大陸MOSFET市場競爭格局(單位:%)

長遠來說,當(dāng)前中國乃至全球范圍內(nèi)環(huán)境資源問題面臨嚴(yán)峻考驗,各國相繼頒布節(jié)能減排政策,作為各種工業(yè)設(shè)施、消費電子、家用電器等設(shè)備電能控制欲轉(zhuǎn)換的核心器件,功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)將面臨新的技術(shù)挑戰(zhàn)與發(fā)展機遇。

作為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)與節(jié)能減排政策落地實施的契合點,功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)受益于國家重點支持,有望在十三五期間實現(xiàn)從“材料-晶圓-封裝-器件-應(yīng)用”的全產(chǎn)業(yè)鏈自主技術(shù)突破,尤其是在新能源領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的MOS器件及IGBT模組,以及SiC/GaN等新型材料器件的應(yīng)用方面。

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