2019年Q1功率半導(dǎo)體呈現(xiàn)淡季不淡的趨勢

功率半導(dǎo)體是電子裝置電能轉(zhuǎn)換與電路控制的核心，未來在新能源(電動汽車、風(fēng)電、光伏)、工業(yè)、電源、變頻及 IOT 設(shè)備的需求帶動下，呈現(xiàn)穩(wěn)健增長態(tài)勢，Yole 預(yù)測，2017-2021 年功率器件市場規(guī)模 CAGR 為 5.39%，其中 MOSFETs(5.23%)，IGBT(9.02%)，功率模塊(6.20%)。 在新能源汽車等新興需求拉動下，2019 年 Q1 功率半導(dǎo)體呈現(xiàn)淡季不淡的趨 勢。

一 、 新興需求驅(qū)動，功率半導(dǎo)體淡季不淡

1.1 2019 年 Q1 功率半導(dǎo)體維持高景氣

在新能源(電動汽車、光伏、風(fēng)電)、變頻家電、IOT 設(shè)備等需求拉動下， 功率半導(dǎo)體呈現(xiàn)淡季不淡的良好趨勢，根據(jù)富昌電子 2019 年Q1市場行情 報(bào)告，Mosfet、IGBT 的產(chǎn)品交期依然普遍在30周以上，且價格有所上調(diào)。

高低壓 MOSFET、IGBT 英飛凌貨期最長，達(dá)到 39-52 周，供給緊缺情況依 然嚴(yán)峻。

晶體管、二極管、邏輯器件貨期也大都呈現(xiàn)延長的趨勢，漲價趨勢明顯。

1.2 2019 年 1 月中國電動汽車銷售同比增長 138%

中國汽車工業(yè)協(xié)會(以下簡稱“中汽協(xié)”)發(fā)布的 2019 年新一期的產(chǎn)銷數(shù) 據(jù)，2019年 1 月，新能源汽車產(chǎn)銷分別完成 9.1 萬輛和 9.6 萬輛，比上年同 期分別增長 113%和 138%。

其中純電動汽車產(chǎn)銷分別完成 6.7 萬輛和 7.5 萬輛，比上年同期分別增長141.1%和 179.7%;插電式混合動力汽車產(chǎn)銷分別完成2.4萬輛和 2.1 萬輛， 比上年同期分別增長 59.9%和 54.6%。

純電動依然是新能源市場的主力軍，占據(jù)著 78%的市場份額。但混合動力 自 2018 年起就表現(xiàn)出強(qiáng)大的市場增勢，在后補(bǔ)貼時代，綜合性能更強(qiáng)的混 合動力車型會更具市場競爭力。

我們看好新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，相對于傳統(tǒng)汽車而言，新能源汽車單車 功率半導(dǎo) 體器件使 用量成 倍增長 ，汽車 電動化進(jìn) 程將帶 動功率 半導(dǎo)體 器件 產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。

二 、 多點(diǎn)開花，功率半導(dǎo)體器件穩(wěn)健成長

2.1 電子裝置電能轉(zhuǎn)換與電路控制的核心

功率器件是電子裝置電能轉(zhuǎn)換與電路控制的核心，主要用于改變電壓和頻 率，或?qū)?直流轉(zhuǎn)換 為交流 ，交流 轉(zhuǎn)換為 直流等的 電力轉(zhuǎn) 換，也 可精準(zhǔn) 的將 發(fā)動機(jī)從 低速到高 速的循 環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn) ，或用 于太陽能 電力轉(zhuǎn) 送至電 站，或 給各 家電、電器等提供安定的電源，并同時可具有節(jié)能的功效。

2.2 全球功率半導(dǎo)體器件需求發(fā)展穩(wěn)健

功率器件是半導(dǎo)體的一個重要分支，根據(jù)WSTS 的統(tǒng)計(jì)，2017 年全球功率器件產(chǎn)值同比增長 10.7%，在半導(dǎo)體總產(chǎn)值中占比 5.3%。

功率器件可以分為電源管理IC、功率模組和功率分立器件三大類，其中功率分立器件又可以分為全控制器件、半控制器件和不可控器件。

Yole預(yù)測，2016年全球功率器件市場規(guī)模約為292億美元，預(yù)計(jì)至2022年 市場規(guī)模將增長至 364 億美元，2016-2022 年復(fù)合增速為 3.8%。其中， 2022 年電源管理 IC 市場規(guī)模約為 187 億美元，2016-2022 年復(fù)合增速為 3.4%;功率模組市場規(guī)模約為 50 億美元，復(fù)合增速為 7.0%;功率分立器 件市場規(guī)模約為 137 億元，復(fù)合增速為 3.1%。

2017 年，功率分立器件市場規(guī)模約 154 億美元，同比增長 12.2%，主要是 電動汽車及 IOT 等新興市場需求，預(yù)計(jì)到 2023 年將達(dá)到 188 億美元， 2016-2023 年年均復(fù)合增速 4.4%。

功率半導(dǎo)體器件可用于幾乎所有的電子制造業(yè)，其下游應(yīng)用非常廣泛，包 括新能源(風(fēng)電、光伏、電動汽車)、消 費(fèi)電子、智能電網(wǎng)、軌道交通 等， 根據(jù)每個細(xì)分產(chǎn)品的物理性能不同(主要 是針對高頻和高功率兩大性能)， 不同的功率器件(MOSFET、IGBT、SiC 等)可以應(yīng)用于不同的領(lǐng)域。

功率半導(dǎo)體器件按照下游應(yīng)用領(lǐng)域，主要可以分為五大類，包括工業(yè)控制(市場占比約為23%)，消費(fèi)電子(20%)，計(jì)算機(jī)(20%)，汽車電子(18%)，網(wǎng)絡(luò)通信(15%)。

MOSFET、IGBT、整流橋是功率半導(dǎo)體器件中最為重要的三個細(xì)分產(chǎn)品，2017年 MOSFET 在功率器件中的占比達(dá)到 41%，整流橋 21%，功率模塊 占比 23%，IGBT則為 7%。

MOSFET:MOSFET 全稱金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管，是一種可以廣泛使 用在類比 電路與數(shù) 位電路 的場效 晶體管 ，依照其“通道”的極 性不同 ，可 分為 n-type 與 p-type 的 MOSFET。在普通電子電路中，MOS 管通常被用于 放大電路或開關(guān)電路，而在主板上的電源穩(wěn)壓電路中，MOSFET 扮演的角 色主要是判別電位。MOSFET 器件速度極快，耐沖擊性好，故障率低，電 導(dǎo)率負(fù)溫度 系數(shù)，擴(kuò) 展性好 。大 功 率應(yīng)用 時成本 不敏感 ，因此 低壓大電 流 是 MOSFET的強(qiáng)項(xiàng)。

IGBT:IGBT 全稱絕緣柵雙極晶體管，它是由 BJT 和 MOSFET(組成的復(fù) 合全控型電壓驅(qū)動式功率器件。IGBT 是在 VDMOSFET 基礎(chǔ)之上演化發(fā)展 而來的，結(jié)構(gòu)十分相似，主要不同之處是 IGBT 用 P+襯底取代了 VDMOS 的 N+襯底，形成 PNPN 四層結(jié)構(gòu)，正向?qū)〞r J1 結(jié)正偏，發(fā)生一系列反 應(yīng)，產(chǎn)生 PN 結(jié)電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，從而有效降低了導(dǎo)通電阻和導(dǎo)通電壓，增 大了 IGBT 的流通能力。IGBT 具有電導(dǎo)調(diào)制能力，相對于功率 MOSFET 和雙極晶體管具有較強(qiáng)的正向電流傳導(dǎo)密度和低通態(tài)壓降。IGBT 穩(wěn)定性比 MOSFET 稍差，強(qiáng)于 BJT，但 IGBT 耐壓比 MOSFET 容易做高，不易被 二 次 擊 穿而失效，易 于高壓應(yīng)用領(lǐng)域。

2.3 中國功率器件市場規(guī)模全球首位，國產(chǎn)替代空間大

根據(jù)賽迪顧問統(tǒng)計(jì)，2016年，中國功率器件(包括功率IC和功率模組)的市場規(guī)模達(dá)到 1494.5 億元，2017 年市場規(guī)模則為 1611.1 億元，同比增長7.80%，為全球最大的功率器件市場。賽迪預(yù)計(jì)中國功率器件市場規(guī)模未來 三年 CAGR 達(dá)到 7.83%，高于全球平均增速。

中國功率器件市場占比全球達(dá) 40%:中國是全球最大的功率器件消費(fèi)國， 功率器件細(xì)分的主要幾大產(chǎn)品在中國的市場份額均處于第一位。其中， MOSFET 中國市場規(guī)模占比全球?yàn)?39%，IGBT 為 43%，BJT 為 49%，電 源管理 IC 為 47%，其他如晶閘管，整流器，IGBT 模組等等產(chǎn)品中國市場 占比均在 40%左右。

國內(nèi)龍頭全球市占率依舊很低，與國際大廠差 距明顯: 與整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè) 類似，對比海外的功率器件IDM 大廠，國內(nèi)的功率器件龍頭企業(yè)(揚(yáng)杰科 技、華微 電子、士 蘭微、 斯達(dá)半 導(dǎo)體、 英恒科技 等)的 年銷售 額仍是 巨頭 們的幾十 分之一且 產(chǎn)品結(jié) 構(gòu)偏低 端，表 明中國功 率器件 的市場 規(guī)模與 自主 化率嚴(yán)重不相匹配，國產(chǎn)替代的空間巨大。

海外巨頭對華功率器件銷售逐年增加:全球功率器件 IDM 龍頭企業(yè)在華的 銷售占比 在過去幾 年也是 穩(wěn)步提 升，目 前第一大 廠英飛 凌中國 銷售占 比從 2012 年的 16%提升至 2017 年的 25%，而 Texas Instruments 的中國銷售占比 也從 2012 年的 42%提升至 2017 年的 44%，進(jìn)一步驗(yàn)證了國內(nèi)功率器件市 場的發(fā)展速度要明顯快于全球平均速度。

三 、 汽 車電動化和 智能化為功率器件行業(yè)的核心驅(qū) 動力

3.1 新能源車顯著提升單車電子組件價值量

汽車電子通常是車載汽車電子控制裝置和車體汽車電子控制裝置的總稱， 常由半導(dǎo) 體器件組 成的、 用以感 知、計(jì) 算、執(zhí)行 汽車的 各個狀 態(tài)、功 能的 系統(tǒng)，主 要以提高 汽車的 舒適性 、安全 性、經(jīng)濟(jì) 性、娛 樂性為 主要目 的。 其中車體 汽車電子 控制裝 置包括 發(fā)動機(jī) 控制系統(tǒng) 、底盤 控制系 統(tǒng)和車 身電 子控制系統(tǒng)(車身電子 ECU)，車載汽車電子控制裝置包括娛樂通訊系統(tǒng)、 駕駛輔助系統(tǒng)等。

未來五年中國汽車電子 CAGR 達(dá)到 11.5%:隨著汽車逐步向智能化和電動 化發(fā)展，未來三年全球汽車電子市場將從 2017 年的 2070 億美元增長至 2400 億美元，三年復(fù)合增速 5.05%。而中國市場的復(fù)合增速將會快于全球 平均增速(一方面 來自于 單車汽 車電子 價值量的 提升， 另一方 面來自 中國 汽車銷量的增長)，預(yù)計(jì)到 2022 年，中國汽車電子市場規(guī)模將達(dá)到 9968 億 元，未來五年復(fù)合年增長率為 11.5%。

新能源車行業(yè)將進(jìn)入高增長的成長期:2017 年全球新能源車銷量 190 萬輛， 其中中國新能源車銷量 68 萬輛。預(yù)測 2022 年全球新能源車銷量將達(dá)到 600 萬輛，18-22 年銷量CAGR達(dá)到 25.86%，而 2020 年中國新能源車銷量將達(dá) 到 230萬輛，18-20 年銷量 CAGR 達(dá)到50.11%。新能源車將在全球范圍內(nèi)(尤其是中國)加速滲透。

新能源汽車對電子的需求更加明顯，純電動車汽車電子成本占比達(dá) 65%: 從各種車型的成本結(jié)構(gòu)來看，純電動汽車的汽車電子成本占比達(dá)到了 65%， 而目前的傳統(tǒng)燃油車中緊湊型車為 15%，中高檔汽車為 28%，因此新能源 車的普及將會顯著提升對汽車電子的需求。2017 年中國新能源車用電子零 部件市場規(guī)模達(dá)到 181 億元，預(yù)計(jì)到 2022 年市場規(guī)模將達(dá)到 1045 億元， 未來五年新能源汽車電子的市場規(guī)模復(fù)合增速將達(dá)到 42.0%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于中 國汽車電子行業(yè)平均增速。

3.2 汽車半導(dǎo)體，智能化及電動化下的”芯”機(jī)遇

汽車半導(dǎo)體是汽車電子中的一個重要分支，16-21 年全球行業(yè)復(fù)合增速達(dá) 12.9%:2017 年全球汽車半導(dǎo)體市場規(guī)模 355 億美元，同比增長 16.4%， 在全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中占比 8.7%。國金證券半導(dǎo)體陸行之團(tuán)隊(duì)預(yù)測 2021 年 全球汽車半導(dǎo)體市場規(guī)模將達(dá)到 559 億美元，在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中的占比將提 升至 11.4%。2016-2021 年汽車半導(dǎo)體市場規(guī)模復(fù)合增速 12.9%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于 半導(dǎo)體行業(yè)的平均增速(6.2%，數(shù)據(jù)來源于 IHS 和 ABI Research)，以及其 他主要 的應(yīng) 用領(lǐng)域 如工 業(yè)領(lǐng) 域(6.8%)，數(shù)據(jù) 處理(6.7%)， 消費(fèi)(6.6%)， 通信(4.8%)，智能卡(4.1%)等。

全球汽車半導(dǎo)體市場穩(wěn)健增長，中國增速更快。

汽車電動化和智能化是推動汽車半導(dǎo)體增長的主要驅(qū)動力，隨著電動 汽車數(shù)量的增多及智能駕駛的不斷滲透，預(yù)計(jì)至 2025 年，全球汽車 半導(dǎo)體市場容量將從 2017 年的 345 億美元增長至 830 億元，年均復(fù) 合成長率 11.6%。

2017 年，中國車用半導(dǎo)體市場規(guī)模 75 億美元，占比全球車用半 導(dǎo)體市場 21.1%;預(yù)測 2025 年中國車用半導(dǎo)體市場規(guī)模將達(dá)到 229 億美元，占比全球車用半導(dǎo)體市場提升至 26.1%，17-25 年復(fù) 合增速為 15%，高于全球增速。

新能源汽車“安全”第一，安全系統(tǒng)半導(dǎo)體價值量占比提升:汽車半導(dǎo)體 被用于汽 車五大模 塊領(lǐng)域 ，包括 車身、 底盤、安 全系統(tǒng) 、駕駛 信息和 動力 傳動。隨 著汽車電 動化和 智能化 的推進(jìn) ，未來半 導(dǎo)體在 安全系 統(tǒng)模塊 中的 用量將會顯著增加，預(yù)計(jì)占比將從 2015 年的 17%提升至 2020 年的 24%; 而動力傳 動模塊、 駕駛信 息模塊 和底盤 模塊的半 導(dǎo)體用 量占比 基本維 持不 變，2020 年分別為 22%、21%、10%;車身模塊的半導(dǎo)體用量占比下降明 顯，從 2015 年的 28%下降至 2020 年的 24%。

進(jìn)一步細(xì)分，引擎控制和撞擊警告系統(tǒng)的半導(dǎo)體用量增加最多:從 2015 年 到 2020 年，動力傳動模塊的引擎控制系統(tǒng)半導(dǎo)體用量增加最多，達(dá)到 56 億美元， 安全系統(tǒng) 模塊的 撞擊警 告系統(tǒng) 和遠(yuǎn)程控 制與通 信系統(tǒng) 半導(dǎo)體 用量 分別增加 41 億和 13 億美金，而駕駛信息模塊的汽車導(dǎo)航系統(tǒng)和儀表系統(tǒng) 半導(dǎo)體用量分別增加 22 億和 19 億美金。

從功能到智能，汽車主動 安全技術(shù) 是未來 汽車電 子最強(qiáng)勁 的增長 動力之 一:

主動安全 包括制 動防抱 死系統(tǒng)( ABS )、電 子制動 力分配 裝置(EBD)、車 身電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)(ESC)、牽引力制動系統(tǒng)(TCS)，以及如今主流配 置中的主動 巡航、 偏航預(yù)警 、自動剎 車等等 。汽 車 和電子 智能系 統(tǒng)的結(jié) 合， 是 從“ 被動”轉(zhuǎn)向“ 主動”的根本原因，需要使用大量的 汽車半導(dǎo)體。

3.3 輕型車功率器件 2020 年市場超百億美元，16-20 年 CAGR 達(dá) 13.1%

根據(jù)汽車半導(dǎo)體可以分為五大類，分別是功率器件(Power)、傳感器(Sensor)、處理器(Processor，Main for MCU)、ASSP(主要是 Connectivity 和 Amplifier)、Logic 和其他。

汽車中采用大量的半導(dǎo)體器件，根據(jù) Strategy Analytics 和 Infineon 的最新數(shù) 據(jù)(2018 年 5 月)，燃油車單車半導(dǎo)體價值量約 375 美元，純電動增加一倍， 約 750美元。其中，傳統(tǒng)燃油車中功率器件單車價值量 71 美元，48V 輕度 混動車中功率器件單車價值量 146美元，重度混動車和插電混動車中功率 器件單車價值量 371 美元，而純電動車中功率器件成本為 455 美元，占比車用半導(dǎo)體 61%，相較于燃油車增長 541%。因此，我們認(rèn)為混動和純電 動 汽 車 的加速滲透將 成為功率器件行業(yè)最強(qiáng)勁的驅(qū)動力。

假設(shè) 16-21 年輕型汽車總銷量復(fù)合增速 2.5%，至 2020 年輕型汽車總銷量約 10277 萬輛 ，Infineon 預(yù)測 2020 年 48V/MHEV 銷量約 350 萬 輛， FHEV/PHEV約 600萬輛，BEV約 250輛，功率器件每年漲價 CAGR為 3%， 僅考慮輕型車，2020 年車用功率器件市場約 108.05億美元，而 2016 年為 66.10 億美元，16-20 年復(fù)合增速 13.1%，高于汽車半導(dǎo)體平均增速。

功率器件在汽車中的應(yīng)用領(lǐng)域主要有:1)驅(qū)動系統(tǒng):電動機(jī)控制、變速箱 控制、制動 控制和 轉(zhuǎn)向控 制;2) 引擎系 統(tǒng):引 擎控制; 3)車 身:前 大燈 控制、室內(nèi)燈控制、AV 及附件控制。

與 傳統(tǒng)燃 油車不同 ，新能 源車動 力源發(fā) 生根本性 改變， 對汽車 動力傳動 系 統(tǒng)中的功率器件提出新需求:新能源車采用蓄電池作儲能動力源， 給電機(jī) 驅(qū)動系統(tǒng) 提供電能 ，驅(qū)動 電動機(jī) ，推動 車輪前進(jìn) ，屬于 電力驅(qū) 動系統(tǒng) 。電 力驅(qū)動系 統(tǒng)是新能 源車的 心臟， 分為電 力部分和 機(jī)械裝 置兩部 分，其 中電 力部分主 要包括電 動機(jī)、 能量轉(zhuǎn) 換器、 電子控制 器和電 源系統(tǒng) 。功率 器件 在新能源 車上的應(yīng) 用與傳 統(tǒng)燃油 車相比 ，主要增 加了在 電力驅(qū) 動系統(tǒng) 上的 應(yīng)用，包括電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)、能量轉(zhuǎn)換器、充電器等。

48V/MHEV 驅(qū)動系統(tǒng)新增功率器件價值量約 77 美元，F(xiàn)HEV 驅(qū)動系統(tǒng)新增 功率器件 254 美元，PHEV 驅(qū)動系統(tǒng)新增功率器件 262 美元，BEV 驅(qū)動系 統(tǒng)新增功率器件 360 美元。因此，新能源車新增功率器件價值量主要就是 來 自 于 汽車的驅(qū)“三 電”系統(tǒng)，包括電力控制，電力驅(qū)動 和電池系統(tǒng)。

(1)電動調(diào)速系統(tǒng):功率器件在新能源車電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中，主要有兩種形 式:用于直 流電動 機(jī)的斬 波器和交 流電機(jī) 的逆變 器。(1 )斬波 器:對 于直 流電動機(jī) 調(diào)速系統(tǒng) ，一般 采用斬 波器， 其功率電 路比較 簡單， 效率也 比較 高。隨著 功率器件 的發(fā)展 ，斬波 器的頻 率可做到 幾千赫 茲，因 而很適 合用 作直流牽 引調(diào)速。 新能源 車采用 直流電 機(jī)驅(qū)動， 無論是 串勵電 機(jī)，還 是他 勵電機(jī)，都采用斬波器作為功率變換器。斬波器的功率器件多采用MOSFET和 BJT。(2)逆變器在DC/DC變換方式中，一般采用直流斬波 器加逆變器和 DC/DA逆變器兩種方式。由于新能源車的電源電壓低，采用 前種方式，傳輸能量環(huán)節(jié)過多，會降低整個系統(tǒng)的效率。而采用 PWM 電 壓型逆變 器，則線 路簡單 、環(huán)節(jié) 少、效 率高。另 外，現(xiàn) 在還出 現(xiàn)了諧 振直 流環(huán)節(jié)變 換器和高 頻諧振 交流環(huán) 節(jié)變換 器。由于 采用零 電壓或 零電流 開關(guān)技術(shù)，諧 振式變換 器具有 開關(guān)損 耗小、 電磁干擾 小、低 噪聲、 高功率 密度 和高可靠性等優(yōu)點(diǎn)。

(2)能量轉(zhuǎn)換器:新能源車能量轉(zhuǎn)換器的主要部件是功率器件。目前常用 的功率器件有 CTO、BJT、MOSFET、IGBT、SITSITH、MCT，其中 CTO、MCT 具有高開關(guān)速度、高能量傳輸能力、優(yōu)越的動態(tài)特性及高可靠 性，很適 合于電動 汽車驅(qū) 動，同 時功率 器件能影 響到能 量轉(zhuǎn)換 器的結(jié) 構(gòu)。 直—直流及直—交流轉(zhuǎn)換器各自應(yīng)用于直流電動機(jī)和交流電動機(jī)。

(3)車載充電裝置:發(fā)展車載充電器是發(fā)展新能源汽車的必要條件, 因?yàn)?它能將交 流電網(wǎng)的 電能有 效地補(bǔ) 充到每輛 電動汽 車的蓄 電池中。充 電 器 的 功能就是將交流電變?yōu)橹绷麟? 這就需要使用 IGBT等功率器件。新能源汽 車隊(duì)這些 功率器件 提出新 的要求 ，不僅 要求恒流 恒壓二 段式充 電，還 要求 高效、輕 量，有自 檢及自 動充電 等多種 保護(hù)功能 ，并且 能程控 設(shè)定充 電時 間曲線、監(jiān)視電池溫度, 對電網(wǎng)無污染等。

(4)充電樁:作為新能源汽車必不可少的基礎(chǔ)配套設(shè)施，我國充電樁行業(yè) 也正處于高速增長的建設(shè)期，未來市場空間廣闊。根據(jù)國家發(fā)展改革委等 發(fā)布的《電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展指南(2015-2020 年)》，到 2020 年， 新增集中式充換電站超過 1.2 萬座，分散式充電樁超過 480 萬個。Infineon統(tǒng)計(jì) 100 kW 的充電樁需要的功率器件價值量在 200-300美元，預(yù)計(jì)至 2020 年中國充電樁建設(shè)對功率器件的總投資額約 9.6-14.4億美金，而其中 MOSFETs，IGBT模塊是充電樁的核心器件。

不同電動化汽車所需要的功率半導(dǎo)體器件數(shù)量不同，隨著純電動車型的增 多，汽車功率半導(dǎo)體器件將迎來量價齊升。

四、新能源發(fā)電/儲能、家電領(lǐng)域功率器件穩(wěn)定增長

n功率半導(dǎo)體器件在電源管理行業(yè)應(yīng)用越來越廣泛，未來數(shù)據(jù)中心、5G、 IOT、新能源等領(lǐng)域?qū)⑹枪β拾雽?dǎo)體器件快速增長的核心領(lǐng)域。

4.1 光伏風(fēng)力發(fā)電量快速增長，工業(yè)功率器件迎新增長動力

n2015 年全球發(fā)電量 6414 GW，預(yù)計(jì) 2025 年全球發(fā)電量將達(dá)到 8647 GW， 10 年 CAGR 為 3.0%，其中可再生能源發(fā)電量增速較快，CAGR 達(dá)到 5.9%; 進(jìn)一步細(xì) 分，太陽 能發(fā)電 和風(fēng)能 發(fā)電量 的增速要 高于可 再生能 源發(fā)電 量的 復(fù)合增速，太陽能發(fā)電量 15-25 年 CAGR 為 16.4%，風(fēng)能發(fā)電量 CAGR 為 8.8%，遠(yuǎn)高于行業(yè)的平均增速。從地區(qū)來看，風(fēng)電增長較快的地區(qū)包括 中國，歐 洲和美國 ，而太 陽能發(fā) 電增長 較快的地 區(qū)則有 中國， 歐洲， 美國 和其他亞太地區(qū)。

風(fēng)電:風(fēng)電主要是中國美 國在積 極發(fā)展 ，從中 長期來看 ，風(fēng)力 發(fā)電量 處于 穩(wěn)步增長的態(tài)勢。相較于火力發(fā)電，每1MW 的風(fēng)電廠的半導(dǎo)體需求量是 火電廠的 30 倍，2011 年風(fēng)電機(jī)的功率為 1.5 MW，2017 年已經(jīng)增長至 2-3 MW。風(fēng)力發(fā)電量的穩(wěn)定增長將對功率半導(dǎo)體提出新的需求。

太陽能發(fā)電:IHS 預(yù)測，2016-2021 年太陽能發(fā)電對 IGBT 模組的需求復(fù)合 增速為 9.0%。為了有效地滿足綠色能源太陽能發(fā)電及逆變并網(wǎng)的需求，就 需要控制、驅(qū)動器和輸出功率器件的正確組合，IGBT 是作為功率開關(guān)的必 然之選，而 PV 逆變器也將是第一批使用 SiC 基的器件之一，這將顯著提 升 IGBT 的價值量。

儲能:儲能對新能源的利用具有重大意義。隨著儲能成本逐年下降，儲能 技術(shù)不斷 提升，儲 能在全 球范圍 內(nèi)越來 越受到重 視。如 今，儲 能正以 不可 阻擋之勢，引領(lǐng)世界走向能源利用新格局。

在儲能領(lǐng)域，2017 年每MW儲能容量所需功率器件價值量為 3200 歐元， 2017 年儲能用功率器件市場規(guī)模544萬歐元，至 2024 年將達(dá)到 3104 萬歐 元，17-24年 CAGR 為 28.2%。目前全球儲能量占發(fā)電量比例不足5‰，隨著儲能量 的逐漸增 加，這 一領(lǐng)域 功率器 件的市場 規(guī)模在 未來長 時間內(nèi) 保持 高速增長。

4.2 全球家用電器變頻化，是家電功率器件的主要驅(qū)動力

變頻家電向家用電器供給的電流不是固定頻率的交流電， 而是隨著家用電 器的工作 情況而自 動調(diào)整 頻率的 變頻電 流，由于 家庭入 戶電流 均為固 定頻 率交流電，變頻功能由家電中的功率轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)。

相對于傳 統(tǒng)的家電 產(chǎn)品， 變頻家 電產(chǎn)品 在能效、 性能及 智能控 制等方 面有 明顯的先 天優(yōu)勢。 近年來 ，變頻 家電正 處在全面 發(fā)展的 階段， 主要應(yīng) 用于 空調(diào)、微 波爐、冰 箱、熱 水器等 耗電較 大的電器 。舉例 來講， 相較于 不可 變頻冰箱，可變頻冰箱的使用壽命長，噪音小，并且能夠節(jié)省 40%的能耗。

IHS 統(tǒng)計(jì)，2017 年全球家用電器銷量約 7.11 億臺，其中 4.67 億臺為不可變 頻家電，占比達(dá)到 66%，而可變頻家電數(shù)量為 2.44 億臺，占比為 34%。預(yù) 計(jì)到 2022 年可變頻家電銷售量將達(dá)到 5.85 億臺，占比達(dá)到 65%，17-22 年 銷售量 CAGR 為 19.1%，而不可變頻家電銷售量將下降至 3.17 億臺，占比 減少至 35%。

而可變頻家 電的快 速放量 ，將顯著 提升單 位家電中 半導(dǎo)體 的價值 量， Infineon 預(yù)測半導(dǎo)體價值量將從不可變頻的 0.7 歐元提升至 9.5 歐元，而增 加的半導(dǎo)體主要是屬于功率半導(dǎo)體，假設(shè) 9.5 歐元是單位可變頻家電的平 均半導(dǎo)體價值量，預(yù)計(jì) 2022 年家電半導(dǎo)體市場空間將從 2017 年的 26.45 億歐元增長至 57.79 億元，17-22 年 CAGR 為 16.9%。

五、MOSFETs 和 IGBT 齊頭并進(jìn)，第三代半導(dǎo)體功率器件放量在即

n功率器件細(xì)分產(chǎn)品主要包括 MOSFETs，功率模塊，整流橋，IGBT 等。根 據(jù) Yole Development 統(tǒng)計(jì)和預(yù)測，17-21 年功率器件市場規(guī)模 CAGR 為 5.39%，其中 MOSFETs(5.23%)，IGBT(9.02%)，功率模塊(6.20%)， 二極管(2.8%)，晶閘管(2.71%)，整流橋(4.72%)。

5.1 汽車和工控領(lǐng)域需求旺盛，17-21 年 MOSFETs 復(fù)合增速 5.23%

2016 年，全球 MOSFETs 市場規(guī)模接近 62 億美元，受益于汽車和工控領(lǐng)域 的穩(wěn)定增長，功率 MOSFETs 在汽車應(yīng)用市場的市場占到整體的 20%，超 過了在計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)存儲應(yīng)用中的表現(xiàn)。預(yù)計(jì)到 2022 年，隨著新能源汽車 銷量的快速放量，功率 MOSFETs 在汽車應(yīng)用市場占比將提升至 22%，而 計(jì)算存儲和工控領(lǐng)域的市場占比則分別達(dá)到 19%和 14%，三者合計(jì)占到 55%。

功率 MOSFETs被用于汽車的剎車系統(tǒng)，引擎管理，動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和其他 小型電機(jī)控制電路:隨著汽車電動化提升，MOSFETs 在純電動汽車和混動 汽車中的轉(zhuǎn)換器(Converter)，小型插電式混 動汽車和純電動汽車的充 電器(3-6 kW)，48V 的 DC-DC 轉(zhuǎn)換器，以及其他啟動/停止功能模塊的微型逆 變器等等汽車零部件中的應(yīng)用將會更加廣泛。未來 5-10 年，電動車用 MOSFETs 在整個 MOSFETs 市場中會變得越來越重要。

5.2 汽車電動化推動 IGBT高增長，預(yù)測 16-22 年復(fù)合增速 15.7%

2017 年，全球 IGBT 芯片和模組的市場規(guī)模約為 37.3 億美元，Yole 預(yù)測， 2022 年 IGBT(含 IGBT 模組)市場空間將達(dá)到 55 億美金，年均復(fù)合增長 8.1%，主要的增長即來自于 IGBT 模組。

下游應(yīng)用領(lǐng)域的主要驅(qū)動力主要來自于汽車電動化帶來的需求，2016 年汽 車 IGBT 市場為 8.64 億美元，2022 年將增長至約 20.7 億美元，16-22 年 CAGR 為 15.7%，2022 年汽車 IGBT 市場占比整體市場將達(dá)到接近 40%。 另一個驅(qū)動力是電機(jī) IGBT，Yole 預(yù)測電機(jī) IGBT 市場 16-22 年 CAGR 為 4.6%。

其他應(yīng)用領(lǐng)域如光伏和風(fēng)力發(fā)電對 IGBT 需求量較為受政策影響，未來市 場規(guī)模相對 顯得動 態(tài)，需 要跟蹤每 年新增 新能源 發(fā)電裝機(jī) 量。而 消費(fèi)電 子、 白電等領(lǐng)域未來將會向節(jié)能方向發(fā)展，因此對 400-1700 V 的中低功率 IGBT 仍然有比較穩(wěn)定增長的需求，16-22 年白電領(lǐng)域?qū)?IGBT 需求 CAGR 為 6%。

5.3 第三代化合物半導(dǎo)體的新挑戰(zhàn)和新機(jī)遇，大有作為

半導(dǎo)體經(jīng)過近百年的發(fā)展后，目前已經(jīng)形成了三代半導(dǎo)體材料。第一代半 導(dǎo)體材料 主要是指 硅、鍺 元素等 單質(zhì)半 導(dǎo)體材料;第二 代半導(dǎo) 體材料 主要 是指化合物半導(dǎo)體 材料，如砷化 鎵(GaAs)、銻化銦(InSb);三元化合 物半 導(dǎo)體，如 GaAsAl、GaAsP; 第三代半導(dǎo)體材料主要以碳化硅(SiC) 、氮化 鎵(GaN)、氧化鋅(ZnO)、金剛石、氮化鋁(AlN)為代表的寬禁帶半導(dǎo)體 材料，其中最為重要的就是 SiC 和 GaN。

和第一代、 第二代 半導(dǎo)體 材料相比 ，第三 代半導(dǎo) 體材料具 有寬的 禁帶寬 度， 高的擊穿 電場、高 的熱導(dǎo) 率、高 的電子 飽和速率 及更高 的抗輻 射能力 ，因 而更適合 于制作高 溫、高 頻、抗 輻射及 大功率器 件，通 常又被 稱為寬 禁帶 半導(dǎo)體材料(禁帶寬度大于2.2ev),也稱為高溫半導(dǎo)體材料。

氮化鎵:GaN 是繼硅和砷化鎵后的新一代半導(dǎo)體材料，具有帶隙寬(室溫 下，Eg=3.39 eV)、原子鍵強(qiáng)、導(dǎo)熱率高、化學(xué)性能穩(wěn)定(幾乎不被任何酸 腐蝕)、抗輻照能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)類似纖鋅礦 、硬度很高等特點(diǎn)，在光電子 、高 溫大功率器件和高頻微波器件應(yīng)用方面有著廣闊的前景。GaN 器件早已被 應(yīng)用到軍 事雷達(dá)和 有線電 視等相 關(guān)設(shè)施 中，過去 受限于 成本問 題民用 領(lǐng)域 進(jìn)展相對緩慢，近些年 GaN 的材料成本和制造成本均在下降。

碳化硅:SiC 是新一代寬禁帶半導(dǎo)體，它具有熱導(dǎo)率高(比硅高 3 倍)、與 GaN 晶格失配小(4% )等優(yōu)勢，采用碳化硅作襯底的 LED 器件亮度更高、 能耗更低、壽命更長、單位芯片面積更小，且在大功率LED 方面具有非常 大的優(yōu)勢。此外，碳化硅除了用作 LED 襯底，它還可以制造高耐壓、大功 率電力電子器件如肖特基二極管(SBD/JBS)、絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)、晶閘管(GTO)、金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET) 等，用于智能電網(wǎng)、太陽能并網(wǎng)、電動汽車等行業(yè)。

GaN/SiC基 MOSFETs:硅基 MOSFETs 已經(jīng)發(fā)展了 20 年，不斷的技術(shù)進(jìn) 步和發(fā)展使得 MOSFET 器件的體積和成本顯著地下降。MOSFETs 被廣泛 使用在各個電子電力相關(guān)領(lǐng)域，但是，硅基MOSFETs 的性能也逐漸達(dá)到 了物理極限。

SiC 和 GaN基 MOSFETs 突破性能極限，技術(shù)升級勢在必行:為了追求更 小的器件 體積以及 更好的 性能， 功率器 件廠商逐 漸推進(jìn) 下一代 技術(shù)方 案的SiC 和GaN基 MOSFETs。舉例來講，1)SiC基 MOSFETs 相較于硅基 MOSFETs 擁有高度穩(wěn)定的晶體結(jié)構(gòu)，工作溫度可達(dá) 600 °C;2)SiC的擊穿 場強(qiáng)是硅的十倍多，因此 SiC 基 MOSFETs 阻斷電壓更高;3)SiC 的導(dǎo)通 損耗比硅器件小很多，而且隨溫度變化很小;4)SiC 的熱導(dǎo)系數(shù)幾乎是 Si 材料的 2.5 倍，飽和電子漂移率是 Si 的 2倍，所以 SiC 器件能在更高的頻 率下工作。

未來 5-10 年，GaN 器件首先會在中低壓(100-200V)的高頻開關(guān)領(lǐng)域嶄露 頭角，但是市場占比仍然會比較小;在 600V 的高頻領(lǐng)域，GaN 和 SiC 器 件均會開 始滲透， 但只是 在某些 特定的 應(yīng)用場景 中，如 純電動 車中的 車載 充電器以及數(shù)據(jù)中心供電單元(在車載充電器中，SiC 基 MOSFETs 可以縮 小充電器體積約 50%，同時可以提升充電功率減少充電時間)。其余絕大部 分 MOSFETs 市場仍將被兼具可靠性和成本優(yōu)勢的硅基 MOSFETs 所占據(jù)。

綜上所述，未來 5-10年第三代半導(dǎo)體功率器件的主要驅(qū)動力還是電動汽車 和 混動汽 車的滲 透。 在電池容量成為電 動車瓶 頸問題 的背景下 ，提高 充電 功率和效 率，節(jié)省 行車過 程中的 能耗等 問題是提 升電動 車?yán)m(xù)航 能力的 有效 途徑，因 此，常規(guī) 車用硅 基功率 器件均 具備被第 三代半 導(dǎo)體功 率器件 替代 的可能性。

未來 Si 仍將主導(dǎo)電動汽車市場，但是 SiC 將迅猛發(fā)展，尤其是全 SiC 模組。

SiC半導(dǎo)體將快速增長，除電動汽車領(lǐng)域外，預(yù)計(jì)2017至2027年年均復(fù)合 增速達(dá)到 14.8%，增長最快的領(lǐng)域?yàn)槌潆姌?，在各類產(chǎn)品中，全碳化硅模 塊及碳化硅結(jié)型場效應(yīng)晶體管增長較快。

SiC基功率器件在快速大功率充電方面優(yōu)勢明顯，預(yù)計(jì)2017至2023年均復(fù)合增速達(dá)到 21%。

六、 功率半導(dǎo)體器件由海外巨頭統(tǒng)治，國內(nèi)企業(yè)開啟國產(chǎn)替代之路

6.1 全球功率半導(dǎo)體呈現(xiàn)歐美日三足鼎立之勢

據(jù) IHS 統(tǒng)計(jì)，2017 年全球功率半導(dǎo)體器件與模組市場規(guī)模為 185 億美元， 歐美日呈現(xiàn)三足鼎立之勢，英飛凌位居第一，占比 18.6%，安森美次之， 占比 8.9%，前十大公司合計(jì)市占率達(dá)到 58.9%，日本企業(yè)占據(jù) 5 席，合計(jì) 占比達(dá)到 19.7%。

2017 年，全球 MOSFET 市場規(guī)模達(dá)到 66.5 億美元，英飛凌以絕對優(yōu)勢排 名第一，市占率達(dá)到 26.3%，前五大公司市占率達(dá)到 62.5%。

2017 年，分立 IGBT 市場規(guī)模為 11 億美元，英飛凌排名第一，市占率高達(dá)38.5%，前五大公司合計(jì)占比達(dá)到 71.5%。

2017 年，IPMs 市場規(guī)模為 15.7 億美元，三菱排名第一，市占率為 36.4%，前五大公司合計(jì)占比達(dá)到 80.2%。

2017 年，IGBT 模組市場規(guī)模為 26.3 億美元，英飛凌排名第一，市占率為 32.6%，前五大公司合計(jì)占比達(dá)到 66.9%。

6.2國內(nèi)功率半導(dǎo)體突圍，迎來發(fā)展良機(jī)

我國是全球最大的功率半導(dǎo)體市場，國際龍頭企業(yè)較大部分收入來自中國 地區(qū)，以達(dá)爾科技和恩智浦為例，其收入的 58%和 41%來自中國大陸。由 此可見， 我國功率 半導(dǎo)體 市場需 求量巨 大，本土 廠商擁 有非常 大的進(jìn) 口替 代空間。

在全球功率半導(dǎo)體市場上，中高端產(chǎn)品生產(chǎn)廠商主要集中在歐洲、美國和 日本地區(qū)。歐美日的功率半導(dǎo)體廠商大部分屬于IDM廠商，英飛凌、達(dá)爾 科技、安 森美、恩 智浦等 是行業(yè) 中的龍 頭企業(yè)。 中國臺 灣地區(qū) 也是較 大的 功率半導(dǎo)體產(chǎn)地，廠商大多屬于 Fabless 廠商，產(chǎn)品主要集中在低端領(lǐng)域。 我國功率半導(dǎo)體市場占據(jù)全球 50%左右份額，在高端產(chǎn)品領(lǐng)域，90%依賴 進(jìn)口。

我國半導(dǎo)體廠商主要為 IDM 模式，生產(chǎn)鏈較為完善，但產(chǎn)品主要集中在二 極管、低壓 MOS 器件、晶閘管等低端領(lǐng)域，生產(chǎn)工藝成熟且具有成本優(yōu)勢， 行業(yè)中的 龍頭企業(yè) 盈利水 平遠(yuǎn)高 于*** 地區(qū)廠商 。而在 新能源 、軌道 交通等高端產(chǎn) 品領(lǐng)域， 國內(nèi)僅 有極少 數(shù)廠商 擁有生產(chǎn) 能力， 高端產(chǎn) 品市場 主要 被英飛凌、安森美、瑞薩、東芝等歐美日廠商所壟斷。

我國功率半導(dǎo)體市場中，本土廠商在低端產(chǎn)品領(lǐng)域已經(jīng)開始進(jìn)口替代，揚(yáng) 杰科技、 斯達(dá)半導(dǎo) 體、華 微電子 、士蘭 微、三安 光電、 捷捷微 電、富 滿電 子、蘇州 固锝、新 潔能是 行業(yè)中 的優(yōu)質(zhì) 企業(yè)，但 市場份 額占比 仍然較 低， 聞泰科技收購安世半導(dǎo)體，安世半導(dǎo)體主營MOSFET、分立器件及邏輯器 件，是全球知名的模擬半導(dǎo)體公司，公司產(chǎn)品 40%以上應(yīng)用于汽車電子， 我們看好后期的整合發(fā)展。

我國功率半導(dǎo)體廠商在低端領(lǐng)域生產(chǎn)工藝成熟，而在高端領(lǐng)域，市場仍被 國外企業(yè) 所壟斷。 國內(nèi)市 場發(fā)展 前景廣 闊，實(shí)現(xiàn) 技術(shù)突 破、產(chǎn) 品提升 ，以 及進(jìn)口替代，是我國功率半導(dǎo)體行業(yè)未來發(fā)展的必然選擇。

2017年功率半導(dǎo)體器件市場規(guī)模達(dá)到185億美元，其中采用12英寸制程約20億美元，占比約 10.8%，大部分都還在采用 6、8寸制程，我們研判，未 來 3-5 年雖然會有一部分產(chǎn)品轉(zhuǎn)向 12 寸制程，但仍主要以 8 英寸為主。由 于 8 英寸晶圓設(shè)備已停產(chǎn)，全球晶圓廠在 8 寸擴(kuò)產(chǎn)方面幅度不大，我們認(rèn) 為，在需求不斷提升的情況下，8 英寸晶圓產(chǎn)能部分產(chǎn)品仍吃緊，車用功 率半導(dǎo)體表現(xiàn)尤為明顯，需求旺季，功率半導(dǎo)體器件有望漲價，看好 8 英 寸晶圓代工廠華虹半導(dǎo)體。