近年来功率器件下游产品范围的稳步扩张,功率器件行业的增值空间有多大?

2019-01-10来源:admin围观:58次

功率分立器件从最初的二极管到高端 IGBT、MOS 类器件,根据耐压、工作频率不同,各自适用于不同领域。其中 MOS 类器件占据着整个功率半导体市场单类产品的最大份额,约为25%; IGBT 是目前最热门且最具潜力的功率半导体器件, 2015 年 IGBT 分立器件约占 10%的市场份额,相关模组产品约占 30%;晶闸管是目前耐压容量最高(12kV)与电流容量最大(10kA)的功率器件。

2015年全球功率半导体市场规模为123亿美元,2016年全球功率半导体市场重新回稳,销售金额比2015年成长1%,达124亿美元。2017年全球功率半导体市场规模为150亿美元。值得注意的是,在各类功率半导体元件中,未来成长力道最强劲的产品将是高压MOSFET(超过200V)与IGBT模组,两类产品在2015~2020年期间的复合年成长率 (CAGR)预估分别为4.7%与4.0%。

功率半导体分立器件为半导体行业的主要组成部分,更是发电、输电、变配电、用电、储能、家用电器、IT产品、网络通讯等领域的基础核心部件,随着物联网、云计算、新能源、节能环保等电子信息产业新领域的发展,中高阶的功率半导体器件也将迎来新一轮的发展高峰。

中国占据全球功率器件 40%市场份额,多领域应用持续支撑需求上涨整体来看,近年来由于工业控制、家电产品、充电设备等终端应用不断追求更高能源效率,功率器件下游产品范围的稳步扩张、产量的大幅增长以及功率器件技术的快速更新,功率器件市场在全球范围尤其是中国地区都保持稳步增长。 近五年来,中国功率半导体器件市场复合增长率达 27.8%,是半导体产品中市场发展相对较快的产品。我国市场的增长速度高于全球水平,2017年我国功率半导体市场规模达到60亿美元,同比增长21%。

一、产业链结构分析

功率半导体的产业链可以大致分为电路设计、芯片制造、封装及测试三个主要环节。

芯片设计:芯片设计是芯片的研发过程,是通过系统设计和电路设计,将设定的芯片规格形成设计版图的过程;芯片设计公司对芯片进行寄存器级的逻辑设计和晶体管级的物理设计后,将不同规格和效能的芯片提供给下游厂商。

晶圆制造:晶圆制造指在制备的晶圆材料上构建完整的物理电路。

封装测试:是将生产出来的合格晶圆进行切割、焊线、塑封,使芯片电路与外部器件实现电气连接,并为芯片提供机械物理保护,并利用集成电路设计企业提供的测试工具,对封装完毕的芯片进行功能和性能测试。

碳化硅产业链

国内产业链初具雏形碳化硅产业链可分为三个产业环节,一是上游衬底,二是中游外延片,三是下游器件制造。

国外供应链体系主要有:

衬底:Cree、Rohm、EPISIL

EPI 外延片:Cree、Rohm、英飞凌、GE、三菱器件:英飞凌、Cree、Rohm、意法半导体、美高森美、GenSiC、三菱

碳化硅器件方面,国际上碳化硅 SBD、碳化硅 MOSFET 均已实现量产,产品耐压范围 600v-1700v,单芯片电流超过 50A。

国内已经形成相对完整的碳化硅产业链体系。

衬底材料:山东天岳、天科合达 、河北同光晶体、北京世纪金光

EPI 硅片:东莞天域半导体、厦门瀚天天成

器件:泰科天润、瀚薪、扬杰科技、中电 55 所、中电 13 所、科能芯、中车时代电气

模组:嘉兴斯达、河南森源、常州武进科华、中车时代电气

目前碳化硅市场处于起步阶段,国内厂商与海外传统巨头之间差距较小,国内企业有望在本土市场应用中实现弯道超车。

国内企业已经在碳化硅 SBD 形成销售收入,碳化硅 MOSFET 的产业化尚在原型器件研制阶段。

另外国内已经开发出 1700V/1200A的混合模块(硅 IGBT 与碳化硅 SBD 混合使用)、4500V/50A 等大容量全 SiC 功率模块。

二、主要环节的增值空间

国家集成电路产业投资基金简介2014年6月24日《国家集成电路产业发展推进纲要》正式发布实施,明确提出设立国家产业投资基金。同年9月26日国家集成电路产业投资基金股份有限公司成立,注册资本987.2亿元,公司实际融资1378亿元。至2017年11月底,大基金已实际出资约人民币794亿元,成为IC领域快速投资促进上、下游协同发展的重要资金来源。在大基金的带动下各地提出或已成立子基金,合计总规模超过3,000亿元,相当于实现近1:5的放大效应。目前大基金二期已经在募资中。大基金二期筹资设立方案总规模为1500-2000亿元。其中,中央财政直接出资200-300亿元,国开金融公司出资300亿元左右,中国烟草总公司出资200亿元左右,中国移动公司等央企出资200亿元左右,中国保险投资基金出资200亿元,国家层面出资不低于1200亿元。

目前,大基金在制造、设计、封测、装备材料等产业链各环节进行投资布局全覆盖,各环节承诺投资占总投资的比重分别为 63%、20%、10%、7%。


功率半导体行业深度分析

图表:大基金在制造、设计、封测、装备材料等产业链各环节进行投资布局

数据来源:中研普华产业研究院

回顾过去,全球 IC 封测行业增长明显受到经济波动的影响,但增长速率高于半导体行业的整体水平,2010 年到 2017 年复合增长率为 3.5%。封测行业属于电子代工行业,具有明显的规模效应,因此近年全球封测行业并购事件接连不断。受惠于政策资金的大力扶持,我国封测企业也逐步开启___并购步伐,不断扩大公司规模,其中长电科技联合产业基金、芯电半导体收购新加坡封测厂星科金朋,华天科技收购美国 FCI,通富微电联合大基金收购AMD 苏州和槟城封测厂,国内封测企业借助出海并购,行业竞争力显著提升。

相比半导体其他子行业,大陆封测行业发展较早,产值占比较大,国家一直通过专项、政策和资金进行长期有效的扶持。大陆封测产业集群效应显现,本土企业发展迅速。大陆是全球第一大 IC 消费市场,产业结构封测占比最高。多年来,我国封测行业成长率显著高于全球平均水平,未来受设计与制造的国产化转移趋势影响,我国封测行业将获得进一步加速的动力。国内上市公司巨头已跻身世界一流行业,短期内的财务波动宜淡化。

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