轉(zhuǎn)自：芯師爺 2020年3月27日

       要點(diǎn)

       功率半導(dǎo)體行業(yè)波動：符合大宗商品走勢規(guī)律 ，產(chǎn)品和全球GDP走勢密切相關(guān)，4- 5年的行業(yè)波動期非常吻合半導(dǎo)體周期規(guī)律。
行業(yè)增長：需求來自手機(jī)、5G、汽車、電力系統(tǒng)、風(fēng)電系統(tǒng)、高鐵，單機(jī)半導(dǎo)體（硅）含量的提升是核心規(guī)律。
        行業(yè)發(fā)展：所有技術(shù)進(jìn)步都指向更高的功率、更小的體積、更低的損耗、更好的性價比。
        行業(yè)壁壘：參與競爭的主流廠商都是IDM模式，能在規(guī)?；疤嵯绿嵘|(zhì)量品質(zhì)和掌握每年各個產(chǎn)品成本優(yōu)化情況
國產(chǎn)功率半導(dǎo)體IDM模式企業(yè)：當(dāng)前IDM模式的企業(yè)比fabless在成本端上更有優(yōu)勢，可多留意國內(nèi)聞泰科技、捷捷微電、揚(yáng)杰科技。
        功率半導(dǎo)體是電子設(shè)備必選消費(fèi)品，人需要吃“柴米油鹽”，機(jī)器同樣也需要消耗功率器件，任何和電能轉(zhuǎn)換有關(guān)的都需要功率半導(dǎo)體 。
        從行業(yè)增長來看，需求來自于各行各業(yè)，單機(jī)半導(dǎo)體（硅）含量的提升是核心規(guī)律。從行業(yè)發(fā)展來看，所有技術(shù)進(jìn)步都指向更高的功率 、更小的體積、更低的損耗、更好的性價比。方正證券預(yù)計，未來3-4年，IDM模式的企業(yè)比fabless在成本端上更有優(yōu)勢。

 一行業(yè)增長模型：需求驅(qū)動
       行業(yè)增長需求來自各行各業(yè)，單機(jī)半導(dǎo)體（硅）含量的提升是核心規(guī)律。功率半導(dǎo)體使得變頻設(shè)備廣泛應(yīng)用于日常消費(fèi)。
      ◆手機(jī)：ESD保護(hù)相關(guān)的功率半導(dǎo)體遍布全身，推動手機(jī)功率半導(dǎo)體需求不斷增長 。

      ◆手機(jī)充電器：“閃充”需求逐步增加，功率半導(dǎo)體數(shù)量和性能要求提升。

      ◆汽車：功率半導(dǎo)體遍布整個汽車電子系統(tǒng)，推動汽車 功率半導(dǎo)體需求增加。

      ◆電力：柔性輸電技術(shù)都需要大量使用IGBT等功率器件。

      ◆風(fēng)電：可再生清潔能源提供功率半導(dǎo)體新市場。

      ◆高鐵：隨著變流器需求增加，行業(yè)得到持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展。

手機(jī)：單機(jī)硅含量保持穩(wěn)定
         手機(jī)上所有有接口的地斱都需要有 ESD保護(hù)，比如麥克風(fēng)、聽筒、耳機(jī)、揚(yáng)聲器、SIM卡、Micro SD、NFC天線、GPS天線、WiFi天線、觸屏、2G/3G/4G RF 天線、USB 接口、鋰電池、電源鍵位置都有ESD 保護(hù)器件。最多的手機(jī)用20多顆，少的用10多顆。

手機(jī)充電器：快充推動硅含量進(jìn)一步提升
         隨著人們對充電效率的要求逐步提高，手機(jī)充電出現(xiàn)了“快充”模式，即通過提高電壓來達(dá)到高電流高功率充電，但高電壓存在安全隱患，需要添加同步整流的MOS管來調(diào)整；后來出現(xiàn)較為安全的“閃充” 模式，即通過低電壓高電流來實(shí)現(xiàn)高速充電，這對同步整流MOS管的要求更高，目前較為普遍的是GaN-mos管，它可以實(shí)現(xiàn)發(fā)熱少、體積小的目的。

       汽車：單車含硅量不斷提升

         根據(jù)富士電機(jī)資料，汽車電子的核心是MOSFET和IGBT，無論是在引擎、戒者驅(qū)動系統(tǒng)中的變速箱控制和制動、轉(zhuǎn)向控制中還是在車身中，都離丌開功率半導(dǎo)體。在傳統(tǒng)汽車中的劣力轉(zhuǎn)向 、輔助剎車以及座椅等控制系統(tǒng)等，都需要加上電機(jī)，所以傳統(tǒng)汽車的內(nèi)置電機(jī)數(shù) 量 迅 速 增 長 ， 帶 動了MOSFET的市場增長。
新能源汽車中，除了傳統(tǒng)汽車用到的半導(dǎo)體需求之外，還需要以高壓為主的產(chǎn)品，如IGBT，對應(yīng)的部件有逆變器、PCT加熱器、空調(diào)控制板等。

         根據(jù)Strategy Analytics分析，在傳統(tǒng)汽車中，平均車身半導(dǎo)體總價值約為338美元，其中功率半導(dǎo)體占比21%，約71美元；在混合電動車中，車身半導(dǎo)體總價值約為 710美元，其中功率半導(dǎo)體的占比達(dá)到49.8%， 而在純電動汽車中的功率半導(dǎo)體占比最高，高達(dá) 55%。

特斯拉（雙電機(jī)全驅(qū)動版）使用 132個IGBT管，其中后電機(jī)為96個，前電機(jī)為36個，每個單管的價格大約4-5美元，雙電機(jī)合計大約 650美元，如果采用模塊，需要12-16個模塊，成本大約1200美元。
通信：5G帶來基站電源硅含量提升 

      電力：每公里硅含量保持穩(wěn)定 

         智能電網(wǎng)的各個環(huán)節(jié)， 整流器、逆變器和特高壓直流輸電中的FACTS柔性輸電技術(shù)都需要大量使用IGBT等功率器件。根據(jù)中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)發(fā)布的數(shù)據(jù)，預(yù)計到2021年我國智能電網(wǎng)行業(yè)投資規(guī)模將達(dá)到近23000億元。 

風(fēng)電：每兆瓦硅含量保持穩(wěn)定
         風(fēng)力發(fā)電的逆變設(shè)備，可以將蓄電池中的DC12V直流電轉(zhuǎn)換為和市電相同AC220V交流電。逆變器主要是由MOS場效應(yīng)管與電源變壓器為核心，通過模擬電路技術(shù)連接的。2016年至2018年，我國風(fēng)電裝機(jī)量從18.73GW增至21GW，2019年僅前5個月裝機(jī)量就新增6.88GW，增長趨勢迅猛。 

高鐵：單列車硅含量保持穩(wěn)定 

         牽引變流器將赸高電流轉(zhuǎn)化為強(qiáng)大的動力 ，每輛列車裝有4臺變流器，每臺變流器搭載了32個IGBT模塊。 總的來說，一輛高鐵電動機(jī)車需要 500個IGBT模塊，動車組需要赸過 100個IGBT模塊，一節(jié)地鐵需要50-80 個IGBT模塊。
2018年全國動車組產(chǎn)量達(dá) 2724列，同比增長5%。世界范圍內(nèi)新一輪高鐵建設(shè)熱潮正在展開，而大多數(shù)國家對高速鐵路的技術(shù)研究仍處于初級階段 。從需求來看，中國高鐵的出口將存在廣闊的國際市場空間。

二行業(yè)發(fā)展邏輯：技術(shù)驅(qū)動
       綜述：產(chǎn)品性能要求：1）更高的功率 2）更小的體積 3）更低的損耗 4）更好的性價比。
       產(chǎn)品形態(tài)從單一的二極管，MOS管向融合的 IGBT發(fā)展，從硅襯底往寬禁帶半導(dǎo)體襯底邁進(jìn)。
硅襯底（高損耗，高性價比）◆二極管：高電壓（高功率）◆MOS管：高頻率（小體積）◆IGBT：高電壓+高頻率（高功率+高頻率）
化合物半導(dǎo)體襯底（低損耗，低性價比）
         更寬的禁帶使得產(chǎn)品產(chǎn)品性能和效率進(jìn)勝于硅襯底的功率器件，目前只是性價比斱面還不是太有優(yōu)勢。
未來趨勢：化合物半導(dǎo)體制造的成本降低，憑借其優(yōu)勢替代硅基的功率半導(dǎo)體器件指日可待。

硅襯底：二極管（高電壓）
         二極管是最簡單的功率器件，只允許電流在一個斱向上流動 。二極管的作用相當(dāng)于電流的開關(guān)， 常用作整流器，將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，廣泛應(yīng)用于功率轉(zhuǎn)換 ，無線電調(diào)制和電流轉(zhuǎn)向。

硅襯底：MOS管（高頻率）
         功率MOSFET器件工作速度快，故障率低，開關(guān)損耗小，擴(kuò)展性好。適合低壓 、大電流的環(huán)境，要求的工作頻率高于其他功率器件 。

硅襯底：IGBT（高電壓+高頻率）
          IGBT=二極管+MOS管，IGBT結(jié)合了 MOSFET不二極管的雙重優(yōu)點(diǎn)，即驅(qū)動功率小 、飽和壓降低，廣泛應(yīng)用于 600V 以上的變流系統(tǒng)如交流電機(jī)、變頻器、開關(guān)電源、照明電路等領(lǐng)域。

化合物襯底的功率半導(dǎo)體
          需求：應(yīng)用于效率很關(guān)鍵的電力電子設(shè)備中。
          優(yōu)勢：禁帶寬度是硅的3倍，零界擊穿電場強(qiáng)度是硅的9倍，導(dǎo)熱系數(shù)更高。

化合物半導(dǎo)體市場空間
           SiC器件正廣泛應(yīng)用于電力電子領(lǐng)域 ，市場前景廣闊，據(jù)Yole預(yù)測，2020年到2022年，SiC年復(fù)合增長率將達(dá)到40%，新能源汽車為其最大驅(qū)動力 。GaN市場也迎來高速發(fā)展，主要推動力來自電源 、 新能源汽車等斱面的需求。

氮化鎵（GaN）襯底
          GaN的臨界電場強(qiáng)度比硅片高，在導(dǎo)通電阻和擊穿電壓斱面更加有優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)做出更小器件的目的，同 時其電氣端子也能更緊密地相聯(lián)系。目前，GaN顯示出廣闊的發(fā)展前景，盡管只有少數(shù)廠商展示商業(yè)化的GaN技術(shù)，但已有許多公司投入GaN技術(shù)進(jìn)行研發(fā)。GaN具有不MOS制程的相容性和低成本的優(yōu)勢， 將逐步取代MOSFET幵實(shí)現(xiàn)新的應(yīng)用。

碳化硅（SiC）襯底

三行業(yè)壁壘和競爭格局
本章綜述：

         1、IDM模式的優(yōu)勢：參與競爭的主流廠商都是IDM模式，IDM廠家是設(shè)計和制造一體化，優(yōu)勢在于：
         1）制造產(chǎn)品的特殊工藝保密性好，產(chǎn)品效率提升，參數(shù)優(yōu)化更容易實(shí)現(xiàn)；            2）優(yōu)化設(shè)備參數(shù)更加靈活，規(guī)?；a(chǎn)更加方便。
         2、長期被歐美廠商壟斷：國內(nèi)IDM模式廠很少，核心的工藝都在歐美廠商自己內(nèi)部，憑借其產(chǎn)品優(yōu)勢控制交貨周期，從而掌控整個行業(yè)的價格體系。
IDM模式：自主掌握核心BCD模擬電路工藝

C-D工藝：功率集成電路最核心的工藝。
          每種BCD工藝都具備在同一顆芯片上成功整合三種不同制造技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)， 給產(chǎn)品帶來高可靠性，低電磁干擾，縮小芯片面積等作用。

全球功率半導(dǎo)體市場空間
          根據(jù)IHS數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2018年全球功率器件市場規(guī)模約為391億美元，預(yù)計至 2021年市場規(guī)模將增長至441億美元，年化增長率為4.1%，市場規(guī)模穩(wěn)步增長。目前國內(nèi)功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈正在日趨完善，技術(shù)也正在取得突破。
同時，中國也是全球最大的功率半導(dǎo)體消費(fèi)國，2018年市場需求規(guī)模達(dá)到138億美元，年化增長率為9.5%，占全球需求比例高達(dá)35%。預(yù)計未來中國功率半導(dǎo)體將繼續(xù)保持較高速度增長，2021年市場規(guī)模有望達(dá)到159億美元，年化增速達(dá)4.8%。

全球功率半導(dǎo)體公司市占率
          2018年全球功率半導(dǎo)體市場top8的公司里無一家中國企業(yè)，合計占 55.4%的市場份額。表明當(dāng)前功率半導(dǎo)體廠商以歐美日為主，中國功率半導(dǎo)體廠商仍需繼續(xù)努力追趕，做強(qiáng)自己，面向國際。
          2018年中國MOSFET銷售規(guī)模約為183億元，其中市場份額前六位的公司里僅有一家中國本土企業(yè) ——華潤微電子，市占率為8.7%，而排名前兩位的海外企業(yè)市占率合計為 45.3%，占據(jù)了近一半的市場份額。由此看來，中國MOSFET市場仍然大量依靠進(jìn)口，未來進(jìn)口替代空間巨大。

功率半導(dǎo)體價格堅挺

產(chǎn)品交期和價格主要被歐美企業(yè)牢牢掌握。
           MOSFET、IGBT及二極管的產(chǎn)品交期普遍在20周以上，貨期趨勢都是縮短，可見供應(yīng)商存貨充足。隨著5G的建設(shè)發(fā)展，新能源電動汽車的崛起，將會有效拉動功率半導(dǎo)體市場的需求，從而促進(jìn)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。預(yù)測未來功率半導(dǎo)體市場前景廣闊，交期會逐漸變長。

四行業(yè)重點(diǎn)企業(yè)
         聞泰科技（600475）
         聞泰科技目前公告已經(jīng)完成了安世半導(dǎo)體的收購。安世集團(tuán)前身為恩智浦的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品事業(yè)部，擁有60多年的半導(dǎo)體行業(yè)與業(yè)經(jīng)驗，于2017年初開始獨(dú)立運(yùn)營，總部位于荷蘭奈梅亨。與注亍分立器件、邏輯器 件和MOSFET的設(shè)計、生產(chǎn)、銷售，其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用亍汽車、工業(yè)不能源、移勱及可穿戴設(shè)備、消費(fèi)及 計算機(jī)等領(lǐng)域。
         捷捷微電（300623）
         晶閘管國產(chǎn)龍頭。公司成立二十余年，專注于半導(dǎo)體功率器件，尤其是晶閘管防護(hù)器件細(xì)分領(lǐng)域。其中晶閘管營收占比在 60%以上，國內(nèi)市場占有率45%以上， 僅次于海外巨頭 ST,NXP。公司除了在晶閘管市場不斷開拓外，還考慮產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的合理多樣化。充分利用公司在分立器件領(lǐng)域的技術(shù)、渠道、品牌優(yōu)勢等各項資源，使公司產(chǎn)品系列形成互補(bǔ)。

         揚(yáng)杰科技（300373）
         國內(nèi)分立器件龍頭。在國內(nèi)功率器件市場中，揚(yáng)杰科技市占率排名第二。公司采用 IDM模式，實(shí)現(xiàn)了分立器件芯片設(shè)計、 晶圓制造、器件不模塊封裝、終端銷售等 全產(chǎn)業(yè)鏈布局。公司的產(chǎn)品主要集中在半導(dǎo)體器件和半導(dǎo) 體芯片，其中光伏二極管產(chǎn)品線和GPP晶圓產(chǎn)品線的市場占有率均達(dá) 40%以上。

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