能耗管理需求日益強烈，功率半導體市場空間廣闊

功率半導體作為需求驅(qū)動型產(chǎn)業(yè)，受益于新能源汽車、工業(yè)控制等終 端市場能耗管理需求的日益強烈，市場保持穩(wěn)步增長。集邦咨詢數(shù)據(jù) 顯示 2018 年中國功率半導體市場規(guī)模同比增長 12.76%至 2591 億元 人民幣。IHS預估全球車用功率半導體市場規(guī)模 2022 年將達到 85 億 美元，2015~2022 年復合增長率為 7.5%。中國大陸市場需求占全球 份額約 43%，但國內(nèi)廠商自給率卻只有約 5%，進口替代空間巨大。中美貿(mào)易新形勢，政策支持助力半導體國產(chǎn)廠商迎來發(fā)展良機

美國技術管制打壓我國半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展，中國作為工業(yè)和交通大國， 功率器件和電源管理芯片需求旺盛，半導體自主可控涉及經(jīng)濟和戰(zhàn)略 安全，政府政策和產(chǎn)業(yè)基金大力支持，國產(chǎn)廠商迎來發(fā)展良機。生產(chǎn)端 政府聯(lián)合投資克服制造業(yè)高投資門檻，客戶端半導體器件和芯片國產(chǎn) 化意愿明顯，產(chǎn)品驗證門檻降低。

國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈逐步完善，靜待技術迭代

功率器件和芯片產(chǎn)品多樣，定制化程度高，研發(fā)投入門檻相對低，功率 半導體對制程敏感度不及數(shù)字電路，國際主流產(chǎn)線依舊為 6 寸和 8 寸 產(chǎn)線，這也為國內(nèi)企業(yè)進入該領域創(chuàng)造了合適的條件，功率半導體是 國產(chǎn)半導體比較好的突破口。目前國內(nèi)士蘭微等企業(yè)在功率 IC 領域已 取得一定成就，相應模塊產(chǎn)品已導入白電產(chǎn)業(yè)鏈。捷捷微電、臺基股份 等在晶閘管領域?qū)崿F(xiàn)了部分的進口代替，國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈已逐步完善，未 來國內(nèi)企業(yè)將伴隨市場需求進行技術迭代，追趕國際領先企業(yè)。

報告摘要：

1. 功率半導體是微電子領域的重要基礎器件

1.1功率半導體主要用作電子器件中的開關及整流器

功率半導體是硅、砷化鎵、氮化硅等半導體材料，經(jīng)歷沉積、清除、布線以及電學屬 性的調(diào)整等工藝后，所得到的電學器件。功率半導體的應用十分廣泛:從幾十毫瓦的 耳機放大系統(tǒng)，到上千兆瓦的高壓直流傳輸過程;從儲能、家電，到 IT 產(chǎn)品、網(wǎng)絡 通訊，只要是涉及電的領域，都有著它的影子。

1.2功率半導體歷史悠久，產(chǎn)品類型豐富多樣

功率半導體發(fā)展歷史悠久，最早可以追溯到 1904 年法國實驗者 A.Nodon 發(fā)明的第 一個用于電源電路的半導體器件——電解整流器。這深受早期無線電實驗者的歡迎。 而隨著科技的發(fā)展，功率半導體在電子領域的重要性逐漸凸顯出來，至今，功率半導 體已經(jīng)成為電子電力行業(yè)的核心。

功率半導體用處廣泛、種類繁多，而在銷售市場中，分立器件主要以功率二極管、晶 閘管、功率 MOSFET和 IGBT 模組為占比最大的四個方面。此外，模擬集成電路中 的功率集成電路也是功率半導體的重要組成之一。

1.2.1功率二極管為兩極元器件，應用范圍廣泛

二極管是一種不可控的兩極元件，由于其有電流電壓曲線不對稱，因此一般被用作交 流變直流的整流器件以及電路方向電流控制等方面。

二極管存在著齊納效應與雪崩效應。齊納效應為高反向電壓將硅原子的電子拽出，稱 為自由帶電離子，導致電流上升很陡，反應在二極管上即為相對較低的反向擊穿電壓。 雪崩效應則為在反向電壓很大時，反向的載流子能量很高，撞在硅原子上使之電離， 產(chǎn)生出大量的電子，導致反向電流迅速增大。

二極管產(chǎn)品類型很多，按用途分可以分為普通二極管和特殊二極管。普通二極管包括 檢波二極管、整流二極管、開關二極管和穩(wěn)壓二極管;特殊工極管包括變?nèi)荻O管、 光電二極管和發(fā)光二極管。

1.2.2晶閘管為半可控器件，可用于高電壓和大電流環(huán)境

晶閘管是一個半可控的半導體元件，能控制打開，無法控制關閉。被廣泛應用于可控 整流、交流調(diào)壓、無觸點電子開關、逆變及變頻等電子電路中，是典型的小電流控制 大電流的設備。

晶閘管的其派生器件有:快速晶閘管，可關斷晶閘管(GT0)，逆導晶閘管，光控晶 閘管等。晶閘管往往有著閂鎖效應，閂鎖效應(latch – up)就是有一個強電場施加在器 件結構中的氧化物薄膜上，則該氧化物薄膜就會因介質(zhì)擊穿而損壞。很細的金屬化跡 線會由于大電流而損壞，并會由于浪涌電流造成的過熱而形成開路。

1.2.3功率 MOSFET 作為全控型器件下游應用市場最大

功率 MOSFET 的特點是用柵極電壓來控制漏極電流，驅(qū)動電路簡單，需要的驅(qū)動功 率小、開關速度快、工作頻率高，是制造AC-DC開關轉(zhuǎn)換器(將交流電壓轉(zhuǎn)換成直流 電壓) 和 DC-DC 轉(zhuǎn)換器(將一個直流電壓等級轉(zhuǎn)換成另一個電壓等級) 的必要器件。

功率 MOSFET 模組的等效電路包含三個電容、兩個電阻，一個理想 MOSFET，一 個 NPN 晶體管以及一個寄生 NPN 晶體管基極-發(fā)射極之間的電阻。而這個寄生電阻 與其寄生的 NPN 晶體管的基極-發(fā)射極部分構成了逆向二極管，使得功率 MOSFET 具有反向?qū)ㄐ浴?/p>

1.2.4 IGBT 作為高壓功率器件正在快速發(fā)展

IGBT絕緣柵雙極型晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor)一般指分立器件或 者IGBT模組。IGBT 分立器件是由三極管和絕緣柵型場效應管組成的復合全控型電壓驅(qū)動式功率半導體器件, IGBT 兼有 MOSFET 和 GTR 這兩種器件的有點，輸入阻 抗高、導通壓降低和驅(qū)動功率小。非常適合應用于直流電壓為600V及以上的變流系 統(tǒng)如交流電機、變頻器、開關電源、照明電路、牽引傳動等領域。

IGBT模塊是由 IGBT 與 FWD(續(xù)流二極管芯片)通過特定的電路橋接封裝而成的模 塊化半導體產(chǎn)品，具有節(jié)能、耐壓高、安裝維修方便、散熱穩(wěn)定等特點。IGBT 是能 源變換與傳輸?shù)暮诵钠骷谲壍澜煌ā⒅悄茈娋W(wǎng)、電動汽車與新能源裝備等領域應 用極廣。

2015年國際 IGBT 市場規(guī)模約為 48 億美元，預計到 2020 年市場規(guī)模可以達到 80 億美元，年復合增長率約 10%。2014 年國內(nèi) IGBT 銷售額是 88.7 億元，約占全球 市場的 1∕3。預計 2020 年中國 IGBT 市場規(guī)模將超 200 億元，年復合增長率約為 15%。國外企業(yè)如英飛凌、 ABB、三菱等廠商研發(fā)的 IGBT 器件產(chǎn)品規(guī)格涵蓋電壓 600V-6500V，電流 2A-3600A，已形成完善的 IGBT 產(chǎn)品系列。

功率器件種類較多，根據(jù)不同的器件特性分別應用于不同的應用領域。二極管晶閘管 等傳統(tǒng)器件雖然是不可控或半可控器件，但優(yōu)點是成本低，生產(chǎn)工藝相對簡單，在大 量中低端領域還是大量使用。IGBT 等器件更多應用于高壓高可靠性領域，器件結構 相對復雜并且生產(chǎn)工藝門檻高，成本相對較高，在軌道交通、汽車等領域廣泛使用。

由于電路越來越復雜、越來越具有多樣性，因此功率器件的種類也隨之不斷的多元化。 除去上述四種功率分立器件外，還有很多其他的功率半導體。功率半導體器件在中國 大陸的工業(yè)、消費、軍事等領域都有著廣泛應用，具有很高的戰(zhàn)略地位，因此中國功 率半導體自主可控之路勢在必行。

由于電路越來越復雜、越來越具有多樣性，因此功率器件的種類也隨之不斷的多元化。 除去上述四種功率分立器件外，還有很多其他的功率半導體。功率半導體器件在中國 大陸的工業(yè)、消費、軍事等領域都有著廣泛應用，具有很高的戰(zhàn)略地位，因此中國功 率半導體自主可控之路勢在必行。

1.3功率半導體種類繁多，有多種分類方式

功率半導體種類繁多、用途廣泛，因此從不同角度出發(fā)、根據(jù)不同用途，對功率半導 體有著不同的分類方法。一般而言，功率半導體可以從五個角度去分類:控制類型、 驅(qū)動方式、載流子類型、材料特性以及半導體的集成度。

1.3.1控制類型-不可控、半可控、全控型

控制類型是通過判斷該功率半導體是否主動可控制其打開、關閉來進行分類，一般情 況下分為三類:不可控，半可控以及全控型。

1.3.2驅(qū)動方式-電流、電壓、光學

驅(qū)動方式是根據(jù)該功率器件受何種動力因素而打開或者關閉，常見分為:電流驅(qū)動、 電壓驅(qū)動與光控。

1.3.3載流子類型-單極型、多極型、混合型

載流子類型分類通常僅僅用在對功率器件運作機理的理論分析上，在市場上極少采 取此種分類方式。

1.3.4材料特性-從單晶材料過渡到化合物半導體材料

制作功率半導體器件的材料必須擁有一個足夠大的禁帶寬度，以確保在較高的工作 溫度下，本征載流子濃度也不會超過輕摻雜區(qū)的濃度，避免器件紊亂。而隨著禁帶寬 度的增加，臨界擊穿電場也會增高，器件可以做到更高的耐壓。當然，過大的禁帶寬 度會導致雜質(zhì)電離更困難，使自建電勢和閾值電壓增高。除去物理性質(zhì)，制作功率半 導體器件的材料還被要求化學狀態(tài)穩(wěn)定。在功率半導體發(fā)展歷史上，功率半導體可以 分為三代。

第三代半導體材料為未來發(fā)展的重點，但由于當前技術相對不是很成熟和高成本原因?qū)е聭眠€并不普及，市場上主流的還是以硅為材料的功率半導體器件。

1.3.5 集成度-從分立器件發(fā)展至功率集成 IC

按照集成度可以分為功率半導體分立型器件、功率模組和功率集成電路三類。

功率分立器件由功率二極管、晶閘管等器件組成，為電路中最基本的元件。

功率模組往往為實現(xiàn)特定功能(如開關、電路保護等)而將一些分立器件的芯片組合 并重新組合絕緣得到。若將分立器件簡單集中在一起，由于每個元件的散熱片是同半 導體器件的一個主要端口相連接，因此必須相互隔離并用導線連接。這樣在材料、體 積、生產(chǎn)工時等方面都是十分浪費的。

功率集成電路，是模擬集成電路的主要構成，主要是指由電容、晶體管、其他功率分 立器件等組成的模擬電路集成在一起用來處理模擬信號的集成電路。功率集成電路的主要構成電路有:放大器、濾波器、反饋電路、基準源電路、開關電容電路等。功 率集成電路，有著體積小、重量輕、引出線和焊接點少、壽命長、可靠性高、性能好、 成本低、便于大規(guī)模量產(chǎn)等優(yōu)點。

1.4功率半導體通過晶圓制造獲得成品

功率半導體器件的生產(chǎn)過程大致上可以分為:材料晶圓的制作，功率器件芯片的生產(chǎn)，對芯片的封裝以及最后的下游應用這四個階段。

1.5歐美日企業(yè)占據(jù)全球絕對主導位置

功率半導體的應用領域非常廣泛，市場規(guī)模高達數(shù)百億美元。根據(jù)Yole數(shù)據(jù)，2018 年全球功率半導體分立的器件市場規(guī)模為363 億美元，預計到2022年達到426 億美元，復合增長率為5.43%。

根據(jù)IHS 統(tǒng)計，2017 年英飛凌占據(jù)全球市場的18.5%，約為第二名安森美公司的兩倍;此外，全球前五的企業(yè)均為歐日美的企業(yè)，加起來約占據(jù)全球份額的50%。前十的企業(yè)中也沒有大陸地區(qū)的企業(yè)，目前在功率半導體行業(yè)中國企業(yè)還有很大的追趕空間。

中國大陸占有全球份額的 43%，且隨著國內(nèi)環(huán)保意識的逐漸增強，對功率半導體器 件的需也會逐漸增大。但是，中國大陸在功率半導體器件領域幾乎處于全產(chǎn)業(yè)鏈落后 的被動局面，包含國際大廠產(chǎn)能在內(nèi)的國內(nèi)市場自給率大約只有 10%，而由本土企 業(yè)貢獻的份額甚至只有 5%，這其中還包括了功率二極管等本土最具優(yōu)勢的中低端器 件，其余產(chǎn)品供應主要依賴進口實現(xiàn)。其主要原因，在于中國大陸企業(yè)受起步晚、技 術水平較低、產(chǎn)品線不齊全、企業(yè)規(guī)模小等因素，還處于追趕狀態(tài)，遠遠落后于老牌 企業(yè)。

但目前本土企業(yè)也發(fā)展迅速，已基本完成了產(chǎn)業(yè)鏈的布局，且在功率半導體領域呈現(xiàn) 展現(xiàn)多點開花的良好形勢。

2018年，中國半導體行業(yè)協(xié)會對國內(nèi)的半導體廠商進行了評定，評選出了大陸十大 半導體功率器件廠商，這些廠商均以功率半導體器件為主營業(yè)務，且各有特色，如華 微電子的 IGBT 生產(chǎn)線、揚杰科技的“MCC”雙品牌等。

除此之外，還有許多公司因其主要產(chǎn)品并非功率器件而未被收入該榜單，但實際上在 功率器件領域也已經(jīng)有很大的發(fā)展。杭州士蘭微在功率半導體領域已經(jīng)形成分立器 件、功率 IC 等體系化產(chǎn)品構成;捷捷微電打造成國內(nèi)晶閘管領域的龍頭;三安光電 則在化合物半導體領域積極布局。2018 年底，聞泰科技收購安世半導體，成為國內(nèi) 標準器件和功率半導體的龍頭，這極大地增強了該公司在功率半導體領域的競爭力。

1.5.1 MOSFET 市場需求最大，依舊海外廠商占據(jù)主導

MOSFET是功率分立器件最大市場。根據(jù) Yole 預測，在 2017 年，全球 MOSFET 市場規(guī)模為 58.35 億美元，占總市場的 35.4%，功率 MOSFET 下游應用包含計算 機、消費電子等行業(yè)，因此在未來幾年內(nèi)，功率 MOSFET 將依舊保持著增長的勢頭。 但在全球競爭格局之中，功率 MOSFET 幾乎集中在國際大廠之中，英飛凌、安森美 和瑞薩加起來占據(jù)了全球市場的僅 50%。

1.5.2 IGBT 市場成長迅速，國內(nèi)外差距巨大

作為新能源汽車、高鐵動車、智能電網(wǎng)等新興產(chǎn)業(yè)不可缺少的一部分，IGBT 在上世 紀八十年代被設計出來之后，就開始了飛速發(fā)展的道路，并逐步成為功率半導體分立 器件的核心所在。

根據(jù) Yole 預測，在 2018 年，全球 IGBT 市場(包括 IGBT 與 IGBT 模組)規(guī)模約為 48.97 億美元，占功率半導體分立器件市場的 25%，此外，由于 IGBT 是新能源車必 不可缺的半導體器件，下游依舊保持著強勁的增長。但在全球競爭市場之中，IGBT 是英飛凌、三菱、富士電機等國際廠商的天下，此三家就已經(jīng)占據(jù)全部市場份額的 50% 以上。

而在大陸地區(qū)，數(shù)據(jù)顯示 2017 年中國 IGBT 的需求量為 6680 萬只，而產(chǎn)量卻僅有 820 萬只，絕大多數(shù)依靠著進口。而 IGBT 又是軌道交通、智能電網(wǎng)等中國重點發(fā)展 行業(yè)不可缺少的一部分，因此在未來這個缺口會進一步的增大。

1.5.3功率集成 IC 領域歐美企業(yè)領先全球

電子電力系統(tǒng)均離不開電源供應，因此電源管理芯片(包括標準的功率 IC 以及模擬 ASSP 用途的功率 IC)也是功率半導體領域的中流砥柱，市場規(guī)模龐大。根據(jù)IHS的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2017 年全球功率 IC 市場的總市場規(guī)模為 236 億美元，其中德州儀器 獨占鰲頭，擁有 15.9%的市占率，高通以 8.1%排名第二，英飛凌 7.6%排第三。前 十均為歐日美大型企業(yè)。而在中國對功率 IC 的需求同樣巨大，根據(jù)集邦咨詢最新數(shù) 據(jù)，2018 年中國大陸地區(qū)電源管理 IC 市場規(guī)模為 717 億元人民幣，較 2017 年同比 增長 8%。市場研調(diào)機構 TMR 預估，2013~2019 年全球電源管理 IC 市場年復合增 長率(CAGR)將達 6.1%。2012 年全球電源管理 IC 市場規(guī)模達 299 億美元，到 2019 年預估規(guī)模將成長到 460 億美元。

功率 IC 作為模擬 IC 的主要構成部分，其充分體現(xiàn)了模擬集成電路行業(yè)的四個特點: 從需求端角度，下游需求分散，產(chǎn)品生命周期較長;從供給端角度，偏向于成熟和特 種工藝，目前以八寸產(chǎn)線為主，部分國際大廠已經(jīng)實現(xiàn) 12 寸功率產(chǎn)線的量產(chǎn);從競 爭端角度，競爭格局分散，廠商之間競爭壓力小;從技術端角度，行業(yè)技術壁壘較高， 重經(jīng)驗以人為本。

2.能源管理時代下游行業(yè)蓬勃發(fā)展帶來旺盛需求

功率器件是進行功率處理，具有處理高電壓，大電流能力的半導體器件。典型的功率 處理包括變頻、變壓、變流、功率管理等，所以功率器件幾乎用于所有的電子制造業(yè)。 目前功率半導體的應用范圍已從傳統(tǒng)的工業(yè)控制和 4C 產(chǎn)業(yè)(計算機、通信、消費類 電子產(chǎn)品和汽車)擴展到新能源、軌道交通、智能電網(wǎng)等新領域。Gartner 統(tǒng)計數(shù)據(jù) 顯示汽車行業(yè)越來越成為下游主要需求方。隨著功率半導體器件性能的提高以及各 產(chǎn)品追求低功耗和高能效比，光伏、智能電網(wǎng)、汽車電子、5G 通訊等熱點應用領域 將在推動功率半導體行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的同時，進一步優(yōu)化下游市場結構。

與國際市場相比，中國汽車電子的應用比例小于國際市場，但隨著新能源汽車在國內(nèi) 的逐漸推廣以及配套充電站的普及，汽車電子有望成為功率半導體行業(yè)的突破口。

2.1新能源汽車高速發(fā)展帶動汽車功率半導體需求增長迅猛

功率半導體特別的是 MOSFET 和 IGBT，是汽車電子的核心。無論是在汽車引擎中 的壓力傳感器，或者驅(qū)動系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)向、變速、制動，抑或是車燈、儀表盤等儀器的 運作控制，都離不開半導體功率器件。

相對傳統(tǒng)燃油車，新能源汽車功率半導體使用量更大。根據(jù) Strategy Analytics 的分 析，在傳統(tǒng)內(nèi)燃機車上，功率半導體價值為$71，占據(jù)車用半導體總價值的 21%;而 對于混合動力車，則在傳統(tǒng)內(nèi)燃汽車基礎上新增的功率半導體價值為$354，占據(jù)新 增總價值的 76%;在純電動車上，功率半導體價值為$387，占據(jù)車用半導體總價值 的 55%。

2.1.1政策扶植疊加汽車智能化，新能源車市場需求大幅擴大

新能源汽車消費增長迅速，帶動汽車電子消費。在 2007 年，國內(nèi)新能源汽車的總生 產(chǎn)量為 2,179 輛，而在 2017 年，國內(nèi)生產(chǎn)量已經(jīng)達到了 819,991 輛，年復合增長率 達到了驚人的 93%，且同比增長均穩(wěn)定在 50%以上。而新能源汽車銷量則從 2011 年的 15,736 輛增長到了 2018 年的 6,185,699 輛，年復合增長率為 111%。

2.1.2充電樁市場受益于電動車消費增長快速

作為新能源汽車不可缺少的配套措施，汽車充電樁也是對功率半導體增長的驅(qū)動力 之一。目前汽車充電樁的核心功率模塊有兩種:一種是采用 IGBT 芯片;另一種為采 用 MOSFET 芯片。國家能源局在《電動汽車充電基礎設施建設規(guī)劃》草案中提出， 到 2020 年國內(nèi)充換電站數(shù)量將達到 1.2 萬個，充電樁達到 450 萬個。中國產(chǎn)業(yè)信息 研究院數(shù)據(jù)預計到 2020 年國內(nèi)充電樁功率器件市場規(guī)模有望超過 35 億元。

2.1.3應用需求驅(qū)動碳化硅等器件良好發(fā)展前景

寬禁帶功率半導體的研發(fā)與應用日益受到重視，其中碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN) 以高效的光電轉(zhuǎn)化能力、優(yōu)良的高頻功率特性、高溫性能穩(wěn)定和低能量損耗等優(yōu)勢， 成為支撐信息、能源、交通、先進制造、國防等領域發(fā)展的重點新材料。

GaN功率半導體的市場應用領域偏向中低電壓范圍，集中在 1000V 以下。在射頻通 信方面，GaN 技術正助力 5G 通信的發(fā)展。5G 技術不僅需要超帶寬，更需要高速接 入，低接入時延，低功耗和高可靠性，以支持海量設備的互聯(lián)。GaN 功率器件可以 提供更高的功率密度、更高效率和更低功耗。

SiC功率半導體在 1000V 以上的中高電壓范圍內(nèi)更具優(yōu)勢。在滿足同等性能要求時，采用具有高溫、高壓、高頻優(yōu)勢的碳化硅材料制作的功率器件，可以比硅材料的更薄、 更輕、更小巧。而碳化硅的高溫、高壓、高頻的優(yōu)勢恰好滿足新能源汽車的應用需求。

相較于硅器件，SiC 器件在新能源汽車上的使用有三個優(yōu)點:

第一， 在相同電池包的情況下能帶來里程的提升;

第二， 減小電動車的重量;

第三， 提高車的功率密度。

因此隨著新能源車的發(fā)展，碳化硅器件性能上的優(yōu)勢將推進碳化硅器件市場規(guī)模的 擴張，也將促使更多的功率半導體企業(yè)將目光聚焦在碳化硅器件上。

隨著 5G 建設和逐步商用，GaN 市場迎來高速發(fā)展。Yole 預計到 2023 年射頻 GaN 的市場規(guī)模將大幅擴張 3.4 倍達 13 億美元，2017~2023 的年復合平均成長率 CAGR 為 22.9%。2016 年全球 GaN 器件市場規(guī)模 165 億美元，到 2023 年將達到 224.7 億 美元。同時 Yole 預計全球 SiC 功率半導體市場將從 2017 年的 3.02 億美元成長至 2023 年的 13.99 億美元，2017~2023 年的市場規(guī)模年復合成長率(CAGR)為 29%， 推動力來自混合動力及電動汽車、電力和光伏(PV)逆變器等方面的需求。

2.2制造業(yè)升級，工業(yè)自動化促進功率半導體需求穩(wěn)步增長

工業(yè)領域是功率半導體的支柱領域之一，擁有著龐大的功率半導體市場。根據(jù)中商 產(chǎn)業(yè)研究院的數(shù)據(jù)，全球的工業(yè)功率半導體的市場規(guī)模在 2017 年為 98 億美元，并 將在 2020年達到 125 億美元，且增長速度十分穩(wěn)定，均維持在 8%左右。功率半導 體在工業(yè)領域，主要發(fā)揮著控制電壓、電流和變頻的作用。

2013年德國提出了工業(yè) 4.0 的高科技計劃，也被稱為第四次工業(yè)革命。其核心在于 是智能集成感控系統(tǒng)，可以主動排除生產(chǎn)障礙，此外在中國制造升級以及美國制造業(yè) 振興計劃中，也都重點強調(diào)了這一點。可見高度自動化以及智能化將會是現(xiàn)在以及未 來世界工業(yè)發(fā)展的核心所在。而功率半導體則是實現(xiàn)自動化中不可缺少的一塊，從控 制到加工，都離不開安全、高效的功率IC以及傳感器。因而世界范圍內(nèi)政策上的扶 持將會增大對功率半導體的需求，從而擴大功率半導體的市場。

2.3家居市場變頻化智能化提升功率半導體需求

消費類電子也是功率半導體器件供應的重要領域。除了傳統(tǒng)手機產(chǎn)品，家用電器產(chǎn)品 如電視機、電腦、冰箱、空調(diào)、照明等均開始步入節(jié)能降耗的時代，變頻家電以及智 能家居則是當下最為熱門的概念。

2.3.1變頻家電更優(yōu)能耗，市場快速增長

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，主要應用于空調(diào)、微波爐、冰箱、熱水器等耗電較大的電器。例如，變頻冰 箱其凍能力比普通冰箱提高 20%，節(jié)能比普通冰箱提高 40%左右，而噪音則降低了 2~3dB。

變頻家電的市場前景廣闊。根據(jù) IHS 的數(shù)據(jù)，2017 年全球家用電器銷量約 7.11 億 臺，其中可變頻家電數(shù)量為 2.44 億臺，占比為 34%。預計到 2022 年可變頻家電銷 售量將達到 5.85 億臺，占比達到 65%。

英飛凌的數(shù)據(jù)顯示從不可變頻家電到變頻家電，單位家電中的半導體價值從$0.79 增 長到$10.67，且絕大部分的增加價值均屬于功率半導體，因此全球家用電器變頻化也 將推動家電領域功率器件的發(fā)展。

2.3.2智能家居逐步普及激發(fā)功率半導體系統(tǒng)化解決方案需求

智能家居是物聯(lián)網(wǎng)的朝陽產(chǎn)業(yè)，它通過物聯(lián)網(wǎng)技術將家中的各種設備(如音視頻設 備、照明系統(tǒng)、窗簾控制、空調(diào)控制、安防系統(tǒng)、網(wǎng)絡家電等)連接到一起，提供家 電控制、照明控制、電話遠程控制、室內(nèi)外遙控、防盜報警、環(huán)境監(jiān)測、暖通控制、 紅外轉(zhuǎn)發(fā)等多種功能和手段。與普通家居相比，智能家居不僅具有傳統(tǒng)的居住功能， 兼?zhèn)浣ㄖ⒕W(wǎng)絡通信、信息家電、設備自動化，提供全方位的信息交互功能。但要做 到“智能”，就需要配備合適的功率半導體解決方案的設備和系統(tǒng)，它們使得智能家 居的各個器件能夠準確的收集實時數(shù)據(jù)并做出及時相應。

根據(jù) ABI 市場數(shù)據(jù)的研究預測，全球智能家居市場規(guī)模將從 2016 年的$300.2 億美 元增長到 2022 年的 1254 億美元，年復合增長率達到 25%。而在中國，智能家居的 滲透率僅僅占據(jù) 0.1%，遠遠落后于美國(5.8%)等發(fā)達國家。但隨著經(jīng)濟的增長以 及國民對生活質(zhì)量要求的不斷提高，智能家居在中國將會獲得迅速發(fā)展。根據(jù)中國產(chǎn) 業(yè)信息網(wǎng)的分析，預計在 2020年，中國的智能家居滲透率將達到 0.5%，且整體的 總市場規(guī)模也將超過千億規(guī)模。

2.4 5G 通訊建設和設備升級促進大量功率半導體需求

通訊行業(yè)也是功率半導體行業(yè)的一大終端市場，常規(guī)應用包括信號基站、交換機、光端機、路由器等。其中信號基站占據(jù)半壁江山。

5G 通信對功率半導體的刺激作用主要在兩個方面，一方面是 5G 是高流量數(shù)據(jù)處理， 5G 基站能耗是 4G 基站的 3 倍，本身 5G 時代的基站建設帶來更多的電源管理需求， 從而刺激功率半導體的需求;另一方面是 5G 時代相應消費電子設備如手機對功率 半導體的需求有顯著增長，PA 單機數(shù)量增加會促進砷化鎵功率器件需求，5G 手機 端大數(shù)據(jù)流也將推動手機電源管理 IC 的需求。5G 的核心技術 Massive MIMO 中， 對由功率 MOSFET 構成的射頻器件的需求量大大提升。據(jù)中國產(chǎn)業(yè)信息研究院的數(shù) 據(jù)，通訊功率半導體市場將從2017年的 57.45 億美元上升到 2021 年的 70.81 億美 元。增速也從 3.38%增長至 7.35%。當前 5G 正處于建設階段并將逐步商用，相較 于 4G，數(shù)據(jù)傳輸速率和延遲均有著更高的要求，這強有力的推動了通訊領域功率半 導體的發(fā)展。

2.5智能電網(wǎng)和光伏發(fā)電進一步推動功率半導體發(fā)展

功率半導體在新能源領域也有較多應用，例如光伏發(fā)電和智能電網(wǎng)。具體而言，在發(fā) 電過程中，光伏電池板產(chǎn)生的電流產(chǎn)生的是直流電，而由于太陽光強弱會改變等特性， 其產(chǎn)生電流也往往不穩(wěn)定，無法直接輸送入電網(wǎng)之中，因此需要有 MOSFET、IGBT 參與的整流器、逆變器。而在電流傳輸過程之中，如采用高壓直流輸電，則需要大功 率晶閘管、大功率 IGBT等功率器件，而采用柔性交流輸電技術也需要大量使用 IGBT 等功率半導體器件。而在進入家庭之前，需要將高壓電降至家用電壓，而功率半導體 更是電力電子變壓的關鍵器件。在風力發(fā)電過程之中，同樣也大量的需要功率半導體。

智能電網(wǎng)具備可靠、自愈、經(jīng)濟、兼容、集成和安全等特點。基于半導體技術與電力 技術的融合，其增強了電網(wǎng)的靈活性和可靠性，是智能電網(wǎng)的先進控制和調(diào)節(jié)手段。 傳統(tǒng)的機械式控制手段，響應速度慢、不能頻繁動作、控制功能離散，而大功率電力 電子器件作為智能電網(wǎng)的核心部件具有更強、更快、更有效的功能特點，最終使得智 能電網(wǎng)實現(xiàn)電力高效節(jié)能的傳輸。

傳統(tǒng)能源消耗對地球造成不可逆的破壞，因而新型能源越來越受重視，近些年新能源 市場發(fā)展快速，從全球范圍來看，風能太陽能發(fā)電增長都十分穩(wěn)定和快速。風力發(fā)電 消費量從 2008 年的 219.12 億萬瓦時增長到了 2017 年的 1122.7 億萬瓦時，年復合 增長率達到 17.7%;光伏發(fā)電從 2008 年的 12.22 億萬瓦時增長到 2017 年的 442.64 億萬瓦時，年復合增長率更是超過了 43%。

3.產(chǎn)業(yè)政策護航，功率半導體是中國“芯”的最好突破口

3.1發(fā)達國家對中國技術封鎖由來已久，中國芯自主可控勢在必行

《瓦森納爾協(xié)定》允許成員國在自愿的基礎上對各自的技術出口實施控制，但實際上 成員國在重要的技術出口決策上受到美國的影響，中國、伊朗、利比亞等均在這個被 限制的國家名單之中。在中美高技術合作方面，美國總是從其全球安全戰(zhàn)略考慮，并 以出口限制政策為借口，嚴格限制高技術向中國出口。美日歐等國家在高端技術領 域?qū)χ袊M行了嚴密的封鎖，其中包括部分高技術功率半導體器件，例如抗輻照 MOSFET、寬帶大功率高頻氮化鎵功率管。

2019年，特朗普宣布將華為納入出口管制“實體名單”，美國將全方位對華為進行技 術禁運，根據(jù) 2018年底華為公布的 92 家核心供應商名單，美國有 33 家，主要為半 導體和軟件公司;而隨著中美貿(mào)易戰(zhàn)的不斷升級，除去美國公司外，部分歐美公司受25%材料或技術來源于美國影響也被迫中止合作。核心芯片的缺失導致大陸半導體 產(chǎn)業(yè)鏈面臨“卡脖子”風險，關乎國家戰(zhàn)略安全，我國半導體國產(chǎn)化之路勢在必行， 對應的國內(nèi)半導體企業(yè)也將迎來發(fā)展良機。

3.1.1應對技術封鎖，大陸積極出臺政策支持產(chǎn)業(yè)技術突破

為了打破西方國家的技術封鎖，中國陸續(xù)出臺了多項政策以支持半導體行業(yè)的發(fā)展。 早在 1988年，國家科技部組織實施了“火炬計劃”以充分發(fā)揮中國科技力量的優(yōu)勢 與潛力來促進中國高新技術的發(fā)展，扶持了諸如“臺基股份”、“泰科天潤”等功率半 導體公司的發(fā)展壯大。2006 年國務院在《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要(2006- 2020 年)》中提出《極大規(guī)模集成電路制造技術及成套工藝》項目，因次序排在國家 重大裝箱所列16個重大專項第二位，在行業(yè)內(nèi)被稱為“02 專項”，其目標為在集成 電路相關技術上縮小與世界先進水平的差距。02 專項提出至今已經(jīng)有十多年，項目 支持了許多企業(yè)功率半導體技術的發(fā)展

3.1.2集成電路大基金為產(chǎn)業(yè)公司注入新鮮血液，助力企業(yè)長期發(fā)展

2014年 6 月，國務院頒布了《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進綱要》，提出設立國家集成電路產(chǎn)業(yè)基金(簡稱“大基金”)，將半導體產(chǎn)業(yè)新技術研發(fā)提升至國家戰(zhàn)略高度。

大基金一期(2014.09 – 2018.05)已經(jīng)投資完畢，總投資額達到 1387 億元，累計決 策投資項目達到 70 個左右，涉及公司 52 家，投資范圍涵蓋集成電路產(chǎn)業(yè)上、下游 各個環(huán)節(jié)。其中，集成電路制造占 67%，設計占 17%，封測占 10%，裝備材料占 6%。受政策扶持影響，集成電路制造業(yè)進入高速增長階段。

大基金二期也已進入募資階段，據(jù)主流媒體報道二期規(guī)模會超過一期，達到1500億 元以上，中國證券報稱二期募資將超過 1500 億人民幣;經(jīng)濟參考報預計二期目標是 募集 1500億-2000 億元;華爾街日報則預計二期募集將達474億美元，合計人民幣 約 3000 億。產(chǎn)業(yè)大基金政策的扶持將繼續(xù)為集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展注入強大的動力。

在功率半導體領域，大基金也進行布局支持產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2016 年 2 月 3 日，杭州士蘭 微發(fā)布公告，公司將與國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金股份有限公司共同投資建設8英 寸芯片生產(chǎn)線，共增資 8 億元，公司增資 2 億，大基金增資 6 億。此外三安光電控 股股東三安集團與大基金簽訂了股份轉(zhuǎn)讓協(xié)議，截至 2019 年一季度，大基金持有三 安光電股份比例 11.3%，為公司第二大股東。大基金投資范圍涵蓋產(chǎn)業(yè)鏈上下游，功 率半導體作為其中一個重要分支也獲得產(chǎn)業(yè)基金的支持。

除國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金外，多個省市也相繼成立或準備成立集成電路產(chǎn)業(yè)投 資基金，目前包括北京、上海、廣東等在內(nèi)的十幾個省市已成立專門扶持半導體產(chǎn)業(yè) 發(fā)展的地方政府性基金。截止 2019 年 5 月，由大基金撬動的地方集成電路產(chǎn)業(yè)投資 基金已達 5836 億元。

3.2功率半導體是國產(chǎn)芯片最好的突破口

3.2.1功率半導體潛在市場期待本土化

中國是全球最大的半導體消費國，但各類半導體器件和芯片的自給率低。大陸地區(qū)雖 然已誕生數(shù)家功率半導體企業(yè)，但產(chǎn)品主要集中在中低端領域，各類功率半導體器件 和功率 IC的國產(chǎn)化率不足 50%。

盡管大陸功率半導體市場需求占全球市場約 40%，但國際巨頭占據(jù)國內(nèi)市場絕大部 分份額，全球市占率靠前的企業(yè)中并沒有來自本土。2017 年全球營收規(guī)模最大的功 率半導體廠商英飛凌在中國實現(xiàn)的營收是國內(nèi)半導體廠商華微電子的8倍。Yole 數(shù) 據(jù)顯示 2017 年大陸功率半導體產(chǎn)品國產(chǎn)化率均低于 50%，進口可替代空間巨大。隨 著中興華為事件的持續(xù)，下游國產(chǎn)廠商對功率半導體國產(chǎn)替代意愿明顯，這將有利于 國產(chǎn)功率半導體廠商更容易進入下游客戶的產(chǎn)品驗證。

3.2.2新一代半導體材料初步發(fā)展，中國企業(yè)已開始布局

自從 1957 年第一個硅二極管問世以來，硅材料由于其穩(wěn)定的性質(zhì)、制取方法簡單、 低廉的成本等因素，迅速成為功率半導體核心材料，但硅器件性能已經(jīng)逐漸接近其物 理極限。但隨著科技的發(fā)展，軌道交通、智能電網(wǎng)對功率半導體提出了更高耐壓的需 求，工業(yè)控制、5G 設備則需要更高的響應頻率。

第三代半導體材料可以滿足現(xiàn)代社會對高溫、高功率、高壓、高頻以及抗輻射等新要 求，且其擁有體積小、污染少、運行損耗低等經(jīng)濟和環(huán)保效益，因此第三代半導體材 料正逐步成為發(fā)展的重心。當前主流的第三代半導體材料為碳化硅與氮化硅，前者多 用于高壓場合如智能電網(wǎng)、軌道交通;后者則在高頻領域有更大的應用(5G 等)。功 率半導體市場主體被國外公司主導，在新一代半導體材料上國內(nèi)公司也已取得一定 成就，正在積極追趕。

在碳化硅方面，國內(nèi)公司已經(jīng)逐步形成完整產(chǎn)業(yè)鏈，可以生產(chǎn)新一代的碳化硅功率半 導體;在氮化鎵方面，國內(nèi)目前諸多高等院校、研究機構、公司廠商，已經(jīng)進行了大 量研究，擁有大量的專利技術;在氧化鋅方面，國內(nèi)已經(jīng)成功生長出近兩英寸的單晶 片，處于世界領先水平。

作為第三代半導體的代表材料，碳化硅市場發(fā)展迅速。據(jù) IHS 數(shù)據(jù)，2017 年的碳化 硅市場總量為 3.99 億美元，而在 2023 年將會達到 16.44 億美元，年復合增長率達 到 26.6%。其中，發(fā)展最大的是新能源汽車領域，年復合增長率達到了驚人的 81.4%。

從二十世紀九十年代開始，碳化硅材料開始進入市場化。Cree 上世紀末就開始進行 碳化硅的研發(fā)工作，并在世界各國申請了多項專利，造成技術上的壟斷，制約了其他 公司的發(fā)展;羅姆半導體從 2000 年開始對碳化硅技術的研究，并在 2009 年收購了 SiCrystal;英飛凌擁有雄厚的資本優(yōu)勢，這導致目前碳化硅市場主要由這三家把控。 而碳化硅晶圓市場，則更是幾乎由科瑞、羅姆半導體、II-VI 國際公司壟斷。

在國內(nèi)如揚杰科技、中車、中電 13 所等公司及研究機構也加大對碳化硅器件的研究， 逐步打破國外公司的封鎖，目前也已經(jīng)形成完整的碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈——即上游襯底、中 游外延片、下游器件制造。

與碳化硅相比，氮化鎵適用于超高頻功率器件領域，氮化鎵器件最高頻率超過106 Hz，功率在1000W左右，開關速度是碳化硅的四倍。但氮化鎵目前尚處于起步階段，市場規(guī)模較小。但隨著5G 時代的到來、無線充電技術的興起、電網(wǎng)對輸電性能要求提高將給予氮化鎵功率器件市場爆炸式增長。IHS 預測，在 2018 年，氮化鎵功率器件 市場規(guī)模約為 9000 萬美元，但在 2027 年時，將會突破 10 億美元。

氮化鎵處于剛剛起步狀態(tài)，市場格局尚不明朗。但可以根據(jù)研究機構、公司擁有氮化 鎵的專利情況去預測。根據(jù) Knowmade的數(shù)據(jù)，截止 2018 年底，全球氮化鎵專利 族擁有數(shù)量最多的依舊是科瑞、東芝這些國際廠商，但中國企業(yè)也已占據(jù)一席之地: 中國中車排名第四，西南電子科技大學排名第八，前十五名中共有五家中國機構。而 在納入了專利的技術含量、實用性等性能的考量之后，根據(jù)Yole的數(shù)據(jù)，中國企業(yè) 依舊占據(jù)一席之地。

除在專利技術上緊跟世界前沿外，從單晶襯底、晶圓代工，到外延片技術，在到功率 器件或者射頻器件的生產(chǎn)等環(huán)節(jié)，中國企業(yè)也已開始了全產(chǎn)業(yè)鏈的布局。

在產(chǎn)業(yè)鏈之中，國內(nèi)不少公司也掌握著較為獨到的技術，如納維科技是國際上為數(shù)不 多能批量提供 2英寸氮化鎵單晶產(chǎn)品的單位;士蘭微也即將具備 8 英寸氮化鎵功率 器件制造技術;三安光電更是早早就布局新一代半導體材料技術，目前是國內(nèi)唯一一 家有能力批量制造氮化鎵外延和芯片的企業(yè)。

氮化鋁相較于氮化鎵擁有更高的熱導率，更容易實現(xiàn)半絕緣;而與碳化硅相比，則晶 格失配更小，有效提高器件性能。氧化鋅的激子束縛能比其他材料高很多，使得其在 室溫下更穩(wěn)定，且激發(fā)效率更高，是一種在國防建設與經(jīng)濟上都有重要應用的多功能 晶體。氮化鋁、氧化鋅等第三代半導體材料目前還處于實驗室階段，尚未進入在市場 上形成完整產(chǎn)業(yè)鏈。

整體而言，第三代半導體技術尚處于發(fā)展狀態(tài)，還有許多不足之處。以當前運用程度 最高的碳化硅為例，其技術上尚有幾個缺陷:

• 材料成本過高。目前碳化硅芯片的工藝不如硅成熟，主要為 4 英寸晶圓，材料的 利用率不高，而 Si 芯片的晶圓早已經(jīng)發(fā)展到 12 寸。具體而言，相同規(guī)格的產(chǎn)品， 碳化硅器件的整體價格達到硅器件的 5-6 倍。
• 高溫損耗過大。碳化硅器件雖然能在高溫下運行，但其在高溫條件下產(chǎn)生的高功 率損耗很大程度上限制了其應用，這是與器件開發(fā)之初的目的相違背的。
• 封裝技術滯后。目前碳化硅模塊所使用的封狀技術還是沿用硅模塊的設計，其可 靠性和壽命均無法滿足其工作溫度的要求。

3.2.3平衡產(chǎn)業(yè)鏈上下游，減少進口依賴

據(jù) IBS 預測，人們對于電子化智能化生活要求的提高，未來中國半導體市場將進一 步擴大，預計在2027年可達 5000 億美元,市場前景可期將為國內(nèi)半導體公司帶來發(fā) 展機遇;但也面臨挑戰(zhàn)，半導體公司創(chuàng)新技術不足或?qū)⒚媾R淘汰。目前國內(nèi)半導體市 場規(guī)模占全球 41%，而本土半導體產(chǎn)業(yè)供應僅為 12%，其中包括產(chǎn)業(yè)鏈上游無晶圓 芯片設計銷售占全球 11%與產(chǎn)業(yè)鏈下游純晶圓代工廠的 7%。

我國半導體產(chǎn)業(yè)鏈及不平衡，下游領域我國在應用層面已十分成熟，但在中上游領域 遠遠落后與國際先進水平，這使得本國上游企業(yè)無法滿足下游領域旺盛的需求，只能 大量依賴進口，依賴比例近 90%。突破技術難關，提升產(chǎn)品質(zhì)量，實現(xiàn)進口替代將 一直是我國半導體行業(yè)發(fā)展方向。

3.2.4國產(chǎn)廠商厚積薄發(fā)，逐步獲得階段性成果

2017年中國功率 MOSFET 市場規(guī)模 26.39 億美元，占據(jù)全球 67.12 億元市場規(guī)模 的 39.3%，中國功率 MOSFET 市場需求量與中國企業(yè)供給量存在巨大差距，中國功 率 MOSFET 行業(yè)存在進口替代空間。

MOSFET領域國內(nèi)廠商在中低端領域逐步實現(xiàn)進口替代。大陸企業(yè)憑借較強成本控 制能力在中低端領域逐步打開市場，實現(xiàn)進口替代。MOSFET 領域也有通過外延并 購方式獲得國際領先廠商先進產(chǎn)能和技術的案例，如原恩智浦標準器件部門被中國 資本收購成為獨立公司安世半導體，現(xiàn)被上市公司聞泰科技收購。外延方式獲得先進 廠商是實現(xiàn)大陸功率半導體技術飛躍發(fā)展的捷徑，但在新國際形勢下這種途徑無疑 變得越發(fā)困難，自主創(chuàng)新依舊是中國的必走之路。

IHS數(shù)據(jù)顯示，中國功率 MOSFET 供應商排名依舊是英飛凌、安森美、瑞薩等國際 先進廠商排名靠前，但也可以樂觀的看到國內(nèi)安世半導體、士蘭微等企業(yè)上榜，表明 國內(nèi)企業(yè)產(chǎn)品已得到市場認可，尤其安世半導體作為前 NXP 旗下部門，已掌握高中 低端全系列分立器件和功率器件技術，未來將繼續(xù)引領國內(nèi)企業(yè)向國際廠商占領的 市場發(fā)起挑戰(zhàn)。

隨著國內(nèi)的持續(xù)研發(fā)投入，近幾年國內(nèi) IGBT 技術發(fā)展取得不錯的進步，國外廠商 壟斷狀況有所打破，已取得一定的成果:

• 中車集團的西安永電電氣公司生產(chǎn)的 6500V/600A IGBT 功率模塊已成功下線， 使其成為全球第四個、國內(nèi)第一個能夠封裝 6500V 以上電壓等級 IGBT 的廠家。
• 華潤上華和華虹宏力基于 6 英寸和 8 英寸的平面型和溝槽型1700V、2500V 和 3300V IGBT 芯片已進入量產(chǎn)。
• 士蘭微電子推出了應用于家用電磁爐的1350VRC-IGBT系列產(chǎn)品。士蘭微電子 的 600V 單管 IGBT 產(chǎn)品已經(jīng)在電焊機和 IPM 領域大規(guī)模應用。
• 比亞迪發(fā)布車規(guī)級 IGBT4.0，電流輸出能力較當前市場主流的 IGBT 高 15%; 而在同等工況下，綜合損耗降低了約20%

IGBT領域市場端國內(nèi)廠商尚未形成規(guī)模。由于 IGBT 開發(fā)難度大，產(chǎn)品驗證周期長， 可靠性要求極高，產(chǎn)品替代周期蠻長，作為起步晚的國內(nèi)企業(yè)還面臨技術和市場的雙 重困難。IHS數(shù)據(jù)顯示，中國功率 IGBT 供應商排名前十幾位均為傳統(tǒng) IGBT 海外廠 商，尚沒有本土企業(yè)身影。隨著國內(nèi)企業(yè)技術的不斷突破，未來在市場端將逐步出現(xiàn) 本土企業(yè)身影。

3.2.5國際廠商供不應求，國內(nèi)廠商接機攻入市場

受 8 寸硅晶圓缺貨價格上漲和國際廠商產(chǎn)能向汽車等高端產(chǎn)業(yè)切換等因素影響，導 致 2017 年以來 MOSFET、IGBT 等功率器件一直呈現(xiàn)緊缺上漲形勢，交期延長。根 據(jù)富昌電子最新的市場行情分析報告顯示，低壓MOSFET、高壓 MOSFET 在 2019 年一季度仍然表現(xiàn)出交期延長且價格上漲的趨勢。這也為國內(nèi)企業(yè)進入市場創(chuàng)造良 好的機會，我們也看到士蘭微等企業(yè)2018年器件收入實現(xiàn) 28.5%的同比增長。

3.3海外龍頭深耕細作長期占據(jù)行業(yè)頂尖位置

目前在功率半導體市場方面，由于國際廠商起步更早，并且通過行業(yè)間的相互整合， 已發(fā)展成規(guī)模體量巨大的國際巨頭，國際廠商制造水平遙遙領先，占據(jù)市場主要份 額。在功率分立器件以及功率模組方面，英飛凌連續(xù)十五年獨占鰲頭，占據(jù)著全球最 大市場份額，而在模擬和功率IC方面，德州儀器已連續(xù)三年排名該領域世界第一。

根據(jù) IHS 統(tǒng)計的調(diào)查顯示，在當下市場前景較好的 IGBT 器件和 IGBT 模塊方面、市 占率前十均為國際廠商，英飛凌在該領域占據(jù) IGBT 領域統(tǒng)治地位，分別以 38.5% 和 32.6%的市場份額遙遙領先其他企業(yè)，是第二名富士電機的三倍以上。英飛凌憑 借優(yōu)秀的產(chǎn)品品質(zhì)充分享受中國軌道交通的發(fā)展紅利，中國的動車組和高鐵就大量 使用的是英飛凌的 IGBT產(chǎn)品。一輛 8 節(jié)編組動車包含 128 個英飛凌 IGBT 模塊為 整個列車提供了 10 兆瓦的功率，每輛列車共裝有 4 臺變流器，每臺搭載了 32 個英 飛凌 IGBT 模塊。每個模塊含 24 個 IGBT 芯片和 12 個二極管芯片，每個模塊標稱電 流 600 安，可承受 6500 伏高的電壓。

在 MOSFET 領域，英飛凌同樣占據(jù)世界領先位置，2017 年市場份額 26.3%，超過 第二名的 2 倍。公司還是全球汽車級 MOSFET 的領導者，在 2015-2016 財年，公 司售出超過 15 億顆汽車級 MOSFET 器件，全球每款新車平均配備了 18 顆英飛凌 MOSFET 器件，而在高端電動汽車中數(shù)量則高達 250 顆。IPM 內(nèi)置的驅(qū)動和保護電 路使系統(tǒng)硬件電路簡單和可靠，IPM 模塊廣泛用于驅(qū)動電機，在 IPM 模塊方面，三 菱電機領先全球，該領域同樣沒有國內(nèi)企業(yè)身影。

3.3.1英飛凌(Infineon)-全球功率半導體分立器件航母：略

3.3.2德州儀器(TI)-全球模擬 IC 和功率 IC 的巨頭：略

……

3.3.3他山之石可以攻玉，國際大廠發(fā)展路徑值得借鑒

公司逐漸崛起成為龍頭企業(yè)或許有著其不可復制的偶然性與巧合，但在這些背后所透露出來的發(fā)展理念以及共性值得學習。

精簡業(yè)務組合，加強優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)

第一個集成電路就誕生于德州儀器，從此德州儀器一直是集成電路行業(yè)的領跑者，但 隨著集成電路產(chǎn)業(yè)的快速激增，德州儀器的發(fā)展速度無法跟上，于是德州儀器放棄了 在數(shù)字電路上的廣大市場，專心發(fā)展于模擬集成電路這一領域;而由于模擬 IC 的多 元化導致模擬 IC 的種類不斷的增多，因此德州儀器也不停的開展對其他相關公司進 行并購來進入模擬 IC 領域的新賽道，以保障其龍頭地位。

英飛凌的例子也，從其上市開始，便在不停地剝離劣勢產(chǎn)業(yè)，如奇夢達、光纖部門、 通信部門等，將全部精力放在功率半導體器件上，而在其成為功率半導體龍頭之后， 再對本身較為強勢的車用半導體以及智能卡進行加強，其智能卡領域在 16 年超越 NXP 成為龍頭，以及在 2019 年完成對 Cypress 的收購后，預計在 2020 年將成為 車載半導體領域的龍頭。

強調(diào)科研開發(fā)，重視人才招納

德州儀器十分重視科研開發(fā)。在 1952 年，電子行業(yè)尚未興起之時，德州儀器便開始 進行晶體管的制造與銷售，并隨后建立了中央研究室。而第一個商用硅晶體管、第一 個集成電路、第一個邏輯芯片等當下半導體的核心器件都誕生于此。而現(xiàn)在，TI 與

七十幾所大學合作，共設立了近百個實驗室。同時，德州儀器每年投入近百億人民幣 進行科研開發(fā)所用，占其公司總營收的 10%。

相較于一路領跑的德州儀器，英飛凌的發(fā)展則更具說服力。在 1999 年英飛凌剛剛上 市之時，英飛凌在科研投入占據(jù)其總營收的 35%!而后面，隨著企業(yè)規(guī)模的不斷擴 大，雖然其在諸如生產(chǎn)、銷售上的成本不斷提高，導致其科研投入占比不斷下降，但 其凈科研投入規(guī)模卻始終保持增長狀態(tài)，2018 年英飛凌在科研上投入8.36億歐元， 約為人民幣 65 億元，約占營業(yè)收入比例為 11%。

對比海外功率半導體公司，國內(nèi)的功率半導體公司無論是在研發(fā)投入比例上除少數(shù) 公司外均低于海外公司，這也與本土企業(yè)盈利能力不強有關，只有開發(fā)出有競爭力的 高附加值產(chǎn)品，為企業(yè)創(chuàng)造利潤，進而能帶動研發(fā)投入增加，形成良性循環(huán)。

借助資本力量，外延式并購打造強大平臺

無論是英飛凌還是 TI，在公司成長過程中均通過 IPO 上市進行募資，后續(xù)又不斷進 行外延式并購和擴張，深耕公司優(yōu)勢主業(yè)。

半導體產(chǎn)業(yè)技術門檻高，技術積累周期長，外延式并購可以一方面快速獲得更多的核 心技術和優(yōu)秀團隊，圍繞主業(yè)打造專利護城河，提高行業(yè)進入門檻，另一方面半導體 領域技術創(chuàng)新容易快速引發(fā)行業(yè)格局變化，外延式并購也達到消除潛在競爭對手的 目的，并且對于上市公司而已外延式并購可以快速增厚公司業(yè)績，增強投資者信心， 進一步利于公司融資再投資。

4.投資邏輯

4.1投資主線

國內(nèi)功率半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展邏輯:

• 功率半導體全球來看并非寡頭壟斷，功率器件和電路應用十分廣泛，細分領域和 產(chǎn)品多而分散，市場多樣化，研發(fā)投入相對低是最突出的特征，公司運營風險相 對低，因此國內(nèi)企業(yè)具備進入該領域的機會，在特定領域或細分方向國內(nèi)企業(yè)可 以找準賽道打造自身優(yōu)勢，形成細分領域的競爭優(yōu)勢。
• 國內(nèi)企業(yè)規(guī)模和技術普遍大幅弱于國際廠商，國際大廠還具備專利優(yōu)勢，但功率 半導體發(fā)展歷史久遠，很多基礎器件專利已過期，國內(nèi)企業(yè)可以針對相關產(chǎn)品在 前人成果基礎上進行突破和創(chuàng)新將更加高效。另據(jù)華潤微電子測算，全球功率半 導體技術人才 20%為華人，通過人才的流動和引進，國內(nèi)企業(yè)已逐漸掌握相關技 術的 Know-how。
• 功率半導體產(chǎn)品追求高可靠性，制程要求低于數(shù)字電路或存儲領域，并不遵循摩 爾定律，這為制造端國內(nèi)企業(yè)追趕國際廠商留出機會。但客戶端壁壘更高，功率 半導體的驗證周期長，成本敏感度低，但國內(nèi)廠商在服務和交期上可以建立優(yōu)勢， 下游市場在大陸，在產(chǎn)品品質(zhì)做到一致的情況下，服務端做到及時和高效，交期 優(yōu)于國際廠商，國內(nèi)廠商還是會逐步贏得市場認可和客戶訂單。
• 華為、中興事件反應國際廠商對我國先進技術封堵之心昭然若揭，以市場換技術 的路徑將越來越難，半導體自主可控已上升至國家戰(zhàn)略層面，下游廠商擔憂芯片 過度依賴海外廠商，卡脖子風險將會造成公司停擺，因此國內(nèi)半導體廠商迎來黃 金發(fā)展期，客戶端驗證將易于從前。但當前產(chǎn)業(yè)最大瓶頸不在于技術，而是人才 缺乏，當前有國內(nèi)政策支持，人才團隊引進將變得相對容易，并伴隨資本持續(xù)進 入該領域，行業(yè)人才的待遇將得到改善，也將吸引更多的人才進入該領域。

現(xiàn)今新能源已成為功率半導體最大的市場，尤其是在新能源汽車需求持續(xù)走高的條 件下，市場對于功率半導體的需求量呈現(xiàn)穩(wěn)步上漲。在軌道交通、智能電網(wǎng)以及變頻 家電等領域，功率半導體市場表現(xiàn)也十分活躍。縱觀整個功率器件市場，行業(yè)領先企 業(yè)均為歐美日廠商，如英飛凌、NXP、TI、瑞薩等，國內(nèi)仍處于起步階段。伴隨政策 和資本市場的支持，國內(nèi)半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑將更加清晰，市場的需求和進口替代的 緊迫性將促進國內(nèi)企業(yè)逐步成長壯大。目前國內(nèi)功率半導體發(fā)展已取得一定成績，但 進口依賴程度依舊很高，國內(nèi)企業(yè)有巨大成長空間，我們推薦關注研發(fā)實力較強并有 自主制造能力的國內(nèi)公司，重點關注業(yè)績穩(wěn)定可持續(xù)的企業(yè)。

轉(zhuǎn)載自未來智庫www.vzkoo.com。

（報告來源：國元證券；分析師：劉單于）