丰宁随着国内功率半导体厂商不断研发相关产品,以及国外巨头不断扩大产能,功率半导体如今已经成为竞争激烈的“红海市场”。
功率半导体的主要功能是转换电能、控制电路、改变电子设备中的电压和频率、直流或交流等,并具有处理高电压和大电流的能力。
过去很长一段时间,功率半导体市场一直被欧洲、美国、日本等国外巨头牢牢占据主导地位。
近年来,随着新能源汽车的发展,不少本土企业也纷纷进入该市场。
放眼市场,无论是传统硅功率器件IGBT、MOSFET,还是以SiC、GaN等为代表的第三代半导体,国内企业都有身影。
01. IGBT市场爆发。
2022年,中国IGBT产业将进入爆发期。
据中国汽车工业协会最新统计,2022年我国新能源汽车将持续爆发式增长,产销分别为705.8万辆和688.7万辆,同比增长96.9%分别为93.4%,连续八年位居全球第一。
作为新能源汽车的核心零部件,IGBT的需求持续上升。
IGBT芯片制造商包括英飞凌和安森美半导体。
这些主要厂家的平均交货时间都在一年以上。
与此同时,欧美等海外电动汽车市场也开始进入快速增长期。
他们将优先确保本地供应。
因此,在供需紧张的情况下,国内IGBT厂商在汽车IGBT领域的替代进程加快。
2021年底,时代电气、士兰微、华虹半导体等厂商的IGBT产能陆续投产,相关企业利润也快速增长。
例如:斯达半导体、士兰微、比亚迪半导体、时代电气、宏微科技、华润微、新洁能等半导体企业的IGBT业务都取得了长足的进步,汽车级IGBT产品已也取得了市场上的成功。
一个巨大的突破。
据DIGITIMES Research统计分析,2022年,由于电动汽车和光伏发电市场的强劲需求,由于供给侧产能有限,IGBT整体供需缺口将达到13.6%。
对于中国市场来说,IGBT是近年来半导体和电动汽车布局的热点。
但目前汽车级IGBT产品国产化率仍然较低。
02.MOSFET营收突破1亿。
MOSFET器件具有开关速度快、输入阻抗高、热稳定性好等特点。
它们广泛应用于低、中、高压电路中。
是电压范围最宽、下游应用最广的功率器件之一。
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随着新能源汽车的加速发展,汽车功率器件供给缺口不断拉大,以瑞萨为代表的各大厂商逐渐退出部分中低压MOSFET市场。
在供应优化和需求增加的双重驱动下,国内汽车级功率器件厂商开始加速进入汽车供应链。
目前,士兰微、安世半导体在MOSFET市场占有率方面均位居国内厂商前列。
此外,华润微、扬杰科技、苏州固特泰、中微电子、新洁能源、东微半导体、杰杰微电子等国内厂商近年来在汽车级MOSFET领域不断发展。
以士兰微、华润微、扬杰科技为代表的IDM企业已覆盖高压超结产品,并逐步扩大产品份额:士兰微已完成12英寸高压超结MOS工艺平台的开发;华润微2022年Q1高压超结产品营收超亿元;扬杰科技2022年Q1车用MOS订单实现大幅增长。
设计公司方面,以东微半导体、新洁能源为代表的MOSFET厂商发展迅速:东微半导体2022年Q1高压超结MOS产品营收占比78.1%,车载充电器营收占比超过14%;新捷能源2022年Q1超结MOS营收近亿元(占比11.5%),汽车电子营收占比13%。
03.SiC持续增加。
SiC作为第三代半导体材料,具有比硅更优越的性能。
它不仅具有大的禁带宽度,还具有高导热率、高饱和电子漂移率、抗辐射能力强、热稳定性和化学稳定性好等优异性能。
SiC器件广泛应用于光伏逆变器、工业电源和充电桩市场,已成为中国功率半导体厂商的必备产品。
目前,斯达半导体的车规级SiC MOSFET模块已开始大批量搭载汽车应用,并新增多个采用车规级SiC MOSFET模块的主电机控制器项目;三安光电、华润微等公司正在SiC二极管、SiC MOSFET等器件领域发展,已逐步实现产品系列化;士兰微、闻泰科技等公司也在积极开展SiC器件研发并取得了阶段性进展。
面对市场需求的变化,功率半导体被认为是中国半导体产业崛起可能的突破口之一。
中国厂商也投入大量资金进行布局,相关计划进展更新的消息也不断传出。
04、花重金“赌” 去年12月,华润微电子重庆12英寸晶圆制造生产线和先进功率封测基地上线。
其12英寸晶圆制造生产线项目总投资75.5亿元,功率半导体封测基地项目总投资42亿元。
该线的顺利竣工,标志着华润微车功率器件产业基地已初步形成,并将持续支撑产品应用升级。
进一步完善在汽车功率半导体领域的布局。
去年10月,中车时代功率半导体器件核心制造产业园项目开工。
项目计划总投资超过52亿元。
项目建成达产后,将可新增年产36万片8英寸中低压元件基板的生产能力。
产品主要针对新能源发电和工控家电。
去年6月,士兰微投资建设“年产720万片汽车级功率模块封装项目”,总投资30亿元。
随后10月,又投资65亿元建设年产36万片12英寸芯片生产线项目(39亿元)、SiC功率器件生产线建设项目(15亿元)、汽车半导体封装项目(一期)(30亿元)等05、从目前的困境可以看出,我国功率半导体发展正如火如荼,各大厂商纷纷进军。
然而,功率半导体行业仍然存在许多问题需要克服。
国内整体产能利用率仍较低。
我国功率半导体产业规模增长速度快于全球,但总体而言,本土功率半导体器件自给率仍然较低,器件生产制造与其配套产品之间存在巨大供需缺口。
自己的消费。
中商产业研究院数据显示,2020年国内功率半导体市场需求将达到56亿美元,约占全球需求的39%。
中国是全球最大的功率器件消费国,但国内功率器件整体自给率不足10%。
自给率很低,90%以上的需求仍依赖进口。
缺乏行业领军人物。
根据Omdia公布的2021年功率半导体市场十大厂商销售额排名,英飞凌排名第一,安森美排名第二,意法半导体排名第三。
在中国,只有闻泰科技旗下的安世半导体上榜。
排名第八。
可以看出,与美国、日本和欧洲的强劲市场份额相比,中国与他们还有较大差距。
产品处于劣势。
功率半导体器件的实际“上线”需要多重验证。
目前,意法半导体、英飞凌等设计生产的SiC MOSFET已大规模投入生产。
斯达半导体、比亚迪半导体等中国厂商仍处于小供应阶段。
不过,随着技术的逐步突破,国内功率半导体产品正在逐步完成车用认证。
06. 英飞凌什么时候才能冲出中国?近日,士兰微发布报告称,定向融资65亿元,用于开发包括SiC、IGBT等功率器件在内的多项产品。
在报告中,士兰微分享了对功率半导体,特别是中国功率半导体行业的看法。
士兰微在报告中指出:近年来,功率半导体行业呈现稳定增长的态势。
据IHS Markit统计,2021年全球功率半导体市场规模约为462亿美元。
随着下游应用领域的不断拓展以及物联网、通信、新能源汽车等新兴应用领域的蓬勃发展未来,功率半导体市场将持续增长。
据IHS Markit预测,到2024年,全球功率半导体市场规模将达到522亿美元。
中国作为全球最大的新能源汽车市场,在汽车级功率半导体市场一直被国际巨头主导。
国内自给率不足10%,供需缺口巨大。
但功率半导体器件技术迭代速度慢、使用周期长。
国内厂商有足够的时间去发展和追赶。
正如士兰微所言,功率半导体采用不依赖尺寸的特性工艺,不追求7nm、5nm等先进工艺。
因此,功率半导体的技术难度低于逻辑IC工艺,并且不需要数百亿美元的生产线投资。
国内生产厂家在技术上更容易追赶。
据中国半导体行业协会数据显示,2021年中国功率半导体前十大企业分别为安世半导体、华润微、扬杰科技、士兰微、中微电子、杰杰微、斯达半导体、新洁能源、比亚迪半导体、时代电气.前十名企业中,Nexperia产品覆盖最全,基本覆盖二极管、MOS、IGBT、SiC等主要产品线;此外,士兰微、华润微、扬杰科技等老牌功率器件厂商的产品也基本覆盖了市场上主流的MOS和IGBT产品;比亚迪半导体和时代电气在母公司的支持下拥有强大的终端市场。
除自身使用外,相关功率器件产品也已进入市场,并开始实现对其他主要客户的批量出货。
中国拥有功率半导体应用增长最快、潜力最大的特色市场,市场份额也在不断增加。
未来,随着技术水平的提高和管理经验的积累,国内相关企业有望进一步形成相对于国外企业的竞争优势,占据市场领先地位。
更大的市场空间。