功率半導(dǎo)體器件迎來(lái)新一輪的發(fā)展高峰,中國(guó)功率半導(dǎo)體行業(yè)深度分析

• 2018年12月24日 LiuDaiFeng來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng) 710 42
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  行業(yè)去傳統(tǒng)因子迫在眉睫，功率半導(dǎo)體擁抱互聯(lián)網(wǎng)才能轉(zhuǎn)型升級(jí)并獲得提升！

  功率分立器件從最初的二極管到高端 IGBT、MOS 類器件，根據(jù)耐壓、工作頻率不同，各自適用于不同領(lǐng)域。其中 MOS 類器件占據(jù)著整個(gè)功率半導(dǎo)體市場(chǎng)單類產(chǎn)品的最大份額，約為25%； IGBT 是目...

功率半導(dǎo)體器件迎來(lái)新一輪的發(fā)展高峰,中國(guó)功率半導(dǎo)體行業(yè)深度分析

功率分立器件從最初的二極管到高端 IGBT、MOS 類器件，根據(jù)耐壓、工作頻率不同，各自適用于不同領(lǐng)域。其中 MOS 類器件占據(jù)著整個(gè)功率半導(dǎo)體市場(chǎng)單類產(chǎn)品的最大份額，約為25%; IGBT 是目前最熱門(mén)且最具潛力的功率半導(dǎo)體器件， 2015 年 IGBT 分立器件約占 10%的市場(chǎng)份額，相關(guān)模組產(chǎn)品約占 30%;晶閘管是目前耐壓容量最高(12kV)與電流容量最大(10kA)的功率器件。

2015年全球功率半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模為123億美元，2016年全球功率半導(dǎo)體市場(chǎng)重新回穩(wěn)，銷售金額比2015年成長(zhǎng)1%，達(dá)124億美元。2017年全球功率半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模為150億美元。值得注意的是，在各類功率半導(dǎo)體元件中，未來(lái)成長(zhǎng)力道最強(qiáng)勁的產(chǎn)品將是高壓MOSFET(超過(guò)200V)與IGBT模組，兩類產(chǎn)品在2015～2020年期間的復(fù)合年成長(zhǎng)率 (CAGR)預(yù)估分別為4.7%與4.0%。

功率半導(dǎo)體分立器件為半導(dǎo)體行業(yè)的主要組成部分，更是發(fā)電、輸電、變配電、用電、儲(chǔ)能、家用電器、IT產(chǎn)品、網(wǎng)絡(luò)通訊等領(lǐng)域的基礎(chǔ)核心部件，隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、新能源、節(jié)能環(huán)保等電子信息產(chǎn)業(yè)新領(lǐng)域的發(fā)展，中高階的功率半導(dǎo)體器件也將迎來(lái)新一輪的發(fā)展高峰。

中國(guó)占據(jù)全球功率器件 40%市場(chǎng)份額，多領(lǐng)域應(yīng)用持續(xù)支撐需求上漲整體來(lái)看，近年來(lái)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(kuò)張、產(chǎn)量的大幅增長(zhǎng)以及功率器件技術(shù)的快速更新，功率器件市場(chǎng)在全球范圍尤其是中國(guó)地區(qū)都保持穩(wěn)步增長(zhǎng)。 近五年來(lái)，中國(guó)功率半導(dǎo)體器件市場(chǎng)復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá) 27.8%，是半導(dǎo)體產(chǎn)品中市場(chǎng)發(fā)展相對(duì)較快的產(chǎn)品。我國(guó)市場(chǎng)的增長(zhǎng)速度高于全球水平，2017年我國(guó)功率半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到60億美元，同比增長(zhǎng)21%。

一、產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)分析

功率半導(dǎo)體的產(chǎn)業(yè)鏈可以大致分為電路設(shè)計(jì)、芯片制造、封裝及測(cè)試三個(gè)主要環(huán)節(jié)。

芯片設(shè)計(jì)：芯片設(shè)計(jì)是芯片的研發(fā)過(guò)程，是通過(guò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和電路設(shè)計(jì)，將設(shè)定的芯片規(guī)格形成設(shè)計(jì)版圖的過(guò)程;芯片設(shè)計(jì)公司對(duì)芯片進(jìn)行寄存器級(jí)的邏輯設(shè)計(jì)和晶體管級(jí)的物理設(shè)計(jì)后，將不同規(guī)格和效能的芯片提供給下游廠商。

晶圓制造：晶圓制造指在制備的晶圓材料上構(gòu)建完整的物理電路。

封裝測(cè)試：是將生產(chǎn)出來(lái)的合格晶圓進(jìn)行切割、焊線、塑封，使芯片電路與外部器件實(shí)現(xiàn)電氣連接，并為芯片提供機(jī)械物理保護(hù)，并利用集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)提供的測(cè)試工具，對(duì)封裝完畢的芯片進(jìn)行功能和性能測(cè)試。

圖表：半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈

數(shù)據(jù)來(lái)源：中研普華產(chǎn)業(yè)研究院

碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈

國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈初具雛形碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈可分為三個(gè)產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)，一是上游襯底，二是中游外延片，三是下游器件制造。

國(guó)外供應(yīng)鏈體系主要有:

襯底:Cree、Rohm、EPISIL

EPI 外延片:Cree、Rohm、英飛凌、GE、三菱器件:英飛凌、Cree、Rohm、意法半導(dǎo)體、美高森美、GenSiC、三菱

碳化硅器件方面，國(guó)際上碳化硅 SBD、碳化硅 MOSFET 均已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，產(chǎn)品耐壓范圍 600v-1700v，單芯片電流超過(guò) 50A。

國(guó)內(nèi)已經(jīng)形成相對(duì)完整的碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈體系。

襯底材料:山東天岳、天科合達(dá) 、河北同光晶體、北京世紀(jì)金光

EPI 硅片:東莞天域半導(dǎo)體、廈門(mén)瀚天天成

器件:泰科天潤(rùn)、瀚薪、揚(yáng)杰科技、中電 55 所、中電 13 所、科能芯、中車時(shí)代電氣

模組:嘉興斯達(dá)、河南森源、常州武進(jìn)科華、中車時(shí)代電氣

目前碳化硅市場(chǎng)處于起步階段，國(guó)內(nèi)廠商與海外傳統(tǒng)巨頭之間差距較小，國(guó)內(nèi)企業(yè)有望在本土市場(chǎng)應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)彎道超車。

國(guó)內(nèi)企業(yè)已經(jīng)在碳化硅 SBD 形成銷售收入，碳化硅 MOSFET 的產(chǎn)業(yè)化尚在原型器件研制階段。

另外國(guó)內(nèi)已經(jīng)開(kāi)發(fā)出 1700V/1200A的混合模塊(硅 IGBT 與碳化硅 SBD 混合使用)、4500V/50A 等大容量全 SiC 功率模塊。

二、主要環(huán)節(jié)的增值空間

國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金簡(jiǎn)介2014年6月24日《國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》正式發(fā)布實(shí)施，明確提出設(shè)立國(guó)家產(chǎn)業(yè)投資基金。同年9月26日國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金股份有限公司成立，注冊(cè)資本987.2億元，公司實(shí)際融資1378億元。至2017年11月底，大基金已實(shí)際出資約人民幣794億元，成為IC領(lǐng)域快速投資促進(jìn)上、下游協(xié)同發(fā)展的重要資金來(lái)源。在大基金的帶動(dòng)下各地提出或已成立子基金，合計(jì)總規(guī)模超過(guò)3,000億元，相當(dāng)于實(shí)現(xiàn)近1:5的放大效應(yīng)。目前大基金二期已經(jīng)在募資中。大基金二期籌資設(shè)立方案總規(guī)模為1500-2000億元。其中，中央財(cái)政直接出資200-300億元，國(guó)開(kāi)金融公司出資300億元左右，中國(guó)煙草總公司出資200億元左右，中國(guó)移動(dòng)公司等央企出資200億元左右，中國(guó)保險(xiǎn)投資基金出資200億元，國(guó)家層面出資不低于1200億元。

目前，大基金在制造、設(shè)計(jì)、封測(cè)、裝備材料等產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)進(jìn)行投資布局全覆蓋，各環(huán)節(jié)承諾投資占總投資的比重分別為 63%、20%、10%、7%。

圖表：大基金在制造、設(shè)計(jì)、封測(cè)、裝備材料等產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)進(jìn)行投資布局

數(shù)據(jù)來(lái)源：中研普華產(chǎn)業(yè)研究院

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