行業(yè)周知，功率半導體用于所有電力電子領域，市場成熟穩(wěn)定且增速緩慢。不過，隨著新能源汽車、可再生能源發(fā)電、變頻家電等新興行業(yè)的快速發(fā)展，將會帶來的巨大的市場需求。根據(jù)國元證券測算，2025年國內新能源汽車、充電樁、光伏和風電四個領域的功率半導體市場純增量規(guī)模預計達200億元。

目前，國內功率半導體市場自給率偏低，中高端功率MOSFET和IGBT自給率不足10%，國產(chǎn)替代空間巨大。從在研項目和產(chǎn)品布局看，國內廠商開始向價值量更高的中高端產(chǎn)品轉型，通過提升性能和降低成本推動晶片向集成化、小型化發(fā)展。從技術迭代角度來看，功率半導體不需要追趕摩爾定律，倚重制程工藝、封裝設計和新材料迭代，整體趨向集成化、模塊化。

在市場需求、政策、人才、資金和技術多因素催化下，國內功率半導體行業(yè)未來3-5年有望進入黃金發(fā)展期。無論是從技術追趕難度、產(chǎn)業(yè)化布局進度、外部因素沖擊等多角度分析，功率半導體都是未來可預見的國產(chǎn)替代進度最快的細分領域之一。

為了讓投資者更充分了解目前國內功率半導體的發(fā)展情況以及投資思路，11月26日（周四）13:00，集微網(wǎng)邀請到了國元證券電子首席分析師賀茂飛做客第二十二期“開講”，帶來以《功率半導體賽道分析》為主題的精彩演講，與集微直播間的觀眾分享講解功率半導體的投資邏輯，受到眾多行業(yè)人士和投資者的關注。

千億賽道，成熟市場疊加新興純增量市場

近年來，功率半導體的應用領域已從工業(yè)控制和消費電子拓展至新能源、智能電網(wǎng)、變頻家電等新市場，市場規(guī)模呈現(xiàn)穩(wěn)健增長態(tài)勢。根據(jù)IHS Markit數(shù)據(jù)顯示，2018年全球功率器件市場規(guī)模約為391億美元，預計至 2021年增長至441億美元。

目前，國內功率半導體產(chǎn)業(yè)鏈正在日趨完善，中國作為全球最大的功率半導體消費國，2018年市場需求規(guī)模達到138億美元，占全球需求比例達 35%，2021年市場規(guī)模有望達到159億美元。

根據(jù)Omdia數(shù)據(jù)顯示，功率半導體細分市場中功率IC占比超過50%，預計未來增速為6.6%；分立器件占比約35%，增速為2.2%；模組占比15%，增速為5.4%。

在功率器件及模組市場中，MOSFET、IGBT和雙極晶體管是最主要的三個細分市場，合計占比超過90%。其中隨著新應用的推動，MOSFET和IGBT發(fā)展迅速。我國MOSFET和IGBT行業(yè)增速遠高于世界水平。全球功率MOSFET市場增速為7.6%，中國增速為15%；全球IGBT市場增速為8.9%，中國增速為 14%。

國元證券首席分析師賀茂飛表示，功率半導體用于所有電力電子領域，市場成熟穩(wěn)定且增速緩慢。而隨著新興領域如新能源汽車、可再生能源發(fā)電、變頻家電等的快速發(fā)展，將會帶來的巨大需求需求。

根據(jù)Yole預測，目前使用功率半導體最主要的兩個領域是新能源車和工業(yè)，2023年新能源車領域IGBT和MOSFET市場空間有望達到37億美元，工業(yè)領域為25億美元。

賀茂飛認為，得益于工業(yè)自動化中伺服電機變頻器，可再生能源光伏逆變器和風電變流器，以及電動汽車電動機用逆變器及充電樁相關設施的蓬勃發(fā)展，汽車和工業(yè)市場將成為功率半導體行業(yè)增速最快的兩個領域，年復合增長率將達到8.2%和3.8%。

從純增量市場規(guī)模來看，國元證券主要測算了國內新能源汽車、充電樁、光伏和風電四個領域中應用功率半導體市場空間。其一是新能源汽車領域市場需求到2025年約160億元，2030年約275億元。其二是公共直流充電樁領域2020-2025年累計市場需求約140億元，2025-2030年累計需求約400億元。其三是光伏領域2020-2025年累計市場需求約50億元，隨政策調整有望進一步增長。其四是風電領域2020-2024年累計市場需求約30億元。整體看，國內功率半導體市場2025年四個領域提供純增量規(guī)模預計達200億元。

功率半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展三大趨勢

從產(chǎn)業(yè)發(fā)展來看，賀茂飛認為功率半導體產(chǎn)業(yè)主要有三大發(fā)展趨勢。首先，功率半導體不需要追趕摩爾定律，倚重制程工藝、封裝設計和新材料迭代，整體趨向集成化、模塊化。

功率半導體的核心環(huán)節(jié)不在于設計，而是在于材料選擇、晶圓制造、封裝和模組集成。鑒于功率半導體的長壽命、高穩(wěn)定性特點，設計環(huán)節(jié)難點更多的是需要結合材料的物理化學性質對單個器件進行參數(shù)設計、調整和性能改良。功率器件設計環(huán)節(jié)的核心技術壁壘在基于系統(tǒng)know-how能力為客戶開發(fā)定制化產(chǎn)品。

在制造環(huán)節(jié)，功率分立器件前道加工價值占比40%以上，制造難點在于晶圓減薄、溝槽工藝、應力控制、高劑量離子注入和激光退火等。而封裝環(huán)節(jié)可分為分立器件封裝和模塊封裝，由于功率器件對可靠性要求非常高，需采用特殊設計和材料，后道加工價值量占比達35%以上，遠高于普通數(shù)字邏輯芯片的10%。

賀茂飛表示，提升性能和降低成本推動晶片向集成化、小型化發(fā)展。根據(jù)Omdia預測，2020-2024年分立器件市場增速為2.2%，而功率模塊市場增速為5.4%。新興市場使中高端產(chǎn)品如IGBT和功率MOSFET 需求變大。根據(jù)WSTS數(shù)據(jù)統(tǒng)計，全球功率MOSFET增速為7.6%，IGBT為8.9%。目前，根據(jù)在研項目和產(chǎn)品布局看，國內企業(yè)開始向價值量更高的中高端產(chǎn)品轉型。

其次，新能源、5G等新興應用加速第三代半導體材料產(chǎn)業(yè)化需求，我國市場空間巨大且有望在該領域快速縮短和海外龍頭差距。

隨著以SiC和GaN為代表的寬禁帶半導體材料制備、制造工藝與器件物理的迅速發(fā)展，SiC和Si on-GaN電力電子器件逐漸成為功率半導體器件的重要發(fā)展領域。當前，硅基半導體材料在其材料特性下已接近物理極限，第三代化合物半導體材料已快速進入產(chǎn)業(yè)化進程。

目前，在SiC器件領域，海外公司實力領先，國內自給率較低。Cree、英飛凌和Rohm三家公司占據(jù)了近全球碳化硅市場約70%的份額，而全球碳化硅晶圓市場幾乎由Cree一家主導整個SiC產(chǎn)業(yè)。我國碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈已初具規(guī)模，是國際上為數(shù)不多可在各環(huán)節(jié)均緊隨國際先進水平的國家，具備碳化硅產(chǎn)業(yè)化基礎。比較難做的SiC晶片，國內企業(yè)有天科合達、山東天岳，器件企業(yè)有士蘭微、三安集成等。

而在GaN領域，國內企業(yè)在襯底外延和設計制造領域都逐漸開始涉足，如GaN襯底制造廠蘇州納維、東莞中鎵；GaN外延制備商蘇州晶湛；GaN-on-Si制造企業(yè)英諾賽科、賽微電子；GaN 晶圓代工企業(yè)海特高新； IDM企業(yè)三安集成、安世半導體。

同時，受下游新能源車、5G、快充等新興市場需求以及潛在的硅材替換市場驅動，目前深入研究和產(chǎn)業(yè)化方向以SiC和GaN為主，國內市場空間巨大。另外，第三代半導體核心難點在材料制備，其他環(huán)節(jié)可實現(xiàn)國產(chǎn)化程度非常高，加之國家在政策和資金方面大力支持。

賀茂飛認為該行業(yè)技術追趕速度更快、門檻準入較低、國產(chǎn)化程度更高，中長期給國內功率半導體企業(yè)、襯底材料供應商帶來更多發(fā)展空間確定性更強。

其三是，IDM模式更適合功率半導體行業(yè)，代工可以提供產(chǎn)能、工藝技術補充海外功率半導體龍頭企業(yè)都采用IDM模式，國內功率半導體行業(yè)商業(yè)模式以IDM為主，設計+代工為輔。

目前，國內IDM企業(yè)（如士蘭微）和代工企業(yè)（如中芯紹興）都在積極擴充產(chǎn)能和升級產(chǎn)線，從4/6寸升級到6/8寸甚至更高，整體追趕國際主流水平。產(chǎn)能擴充可以認為公司技術儲備和產(chǎn)品性能已經(jīng)達到國際同類產(chǎn)品水平，后續(xù)通過開拓客戶和搶占市場份額實現(xiàn)營收增長。

IDM與代工并行符合國內行業(yè)格局現(xiàn)狀，雙模式運行并不沖突，有效利用我國產(chǎn)能資源，實現(xiàn)優(yōu)勢互補。IDM模式可以提高產(chǎn)品毛利并建立技術壁壘。我國特色工藝和封裝技術處于國際先進水平，工藝技術和產(chǎn)能部署完善。功率半導體企業(yè)與代工企業(yè)長期合作，可以實現(xiàn)產(chǎn)能補充和獲得工藝技術支持。

國內功率半導體產(chǎn)業(yè)競爭格局

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，占據(jù)功率半導體市場主要份額。

在功率分立器件及模塊方面，英飛凌連續(xù)15年獨占鰲頭，占據(jù)全球近20%的市場份額。功率MOSFET方面，國內僅聞泰科技通過收購前恩智浦的標準產(chǎn)品事業(yè)部安世半導體而入圍前十，占比3.8%。

在IGBT分立器件及模組領域，仍以英飛凌等海外龍頭為首，國內斯達半導在IGBT模塊領域排第八，市場占比2.2%。智能功率模塊IPM廣泛用于驅動電機，三菱電機領先全球，國內公司吉林華微電子處在第十的位置，市場占比0.5%。

根據(jù)Omdia數(shù)據(jù)顯示，2018年全球排名前十功率半導體企業(yè)來自于美國、歐洲和日本，合計市占率達60%。國內功率半導體市場自給率偏低，中高端功率MOSFET和IGBT自給率不足10%，國產(chǎn)替代空間巨大。

盡管我國在功率半導體領域起步較晚，但經(jīng)過多年的布局，已經(jīng)形成較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈。在晶圓制造方面有華虹半導體、中芯國際等公司、在設計方面有無錫新潔能、斯達半導體等，在封測方面有長電科技、通富微電、華天科技等，在IDM方面有士蘭微、華微電子、比亞迪、華潤微等公司。

賀茂飛表示，在市場需求、政策、人才、資金和技術多因素催化下，國內功率半導體行業(yè)未來3-5年有望進入黃金發(fā)展期。無論是從技術追趕難度、產(chǎn)業(yè)化布局進度、外部因素沖擊等多角度分析，功率半導體都是未來可預見的國產(chǎn)替代進度最快的細分領域之一。

在外部環(huán)境沖擊相對較小的情況下，技術差距縮短+產(chǎn)能擴張為進口替代趨勢保駕護航。目前國產(chǎn)功率器件在中低端產(chǎn)品上替代進度很快，未來將會持續(xù)向中、高端領域延伸。

互動問答：

1、請問電動車的市場空間怎么看，單車價值量是多少？

答：2019年全球電動車為300多萬輛，國內160多萬輛，市場滲透率為3%左右。 到2030年，滲透率預計達到40%。 根據(jù)之前的數(shù)據(jù)，一輛電動車用到IGBT價值為450美金左右。

2、第三代半導體產(chǎn)業(yè)鏈的技術壁壘有哪些？國內在哪些環(huán)節(jié)能率先取得突破與國外龍頭企業(yè)競爭？

答：技術壁壘主要在于襯底和外延，第三代半導體材料的襯底和外延與硅材料完全不一樣技術路線，未來，know-how有很大的技術提升空間。在晶圓制造及設計環(huán)節(jié)方面重疊度較高，目前較強的公司將會率先脫離而出。

3、功率半導體中MOSFET、IGBT、二極管三個細分領域，哪個賽道更為優(yōu)質？哪些公司有望脫穎而出？

答：在三個細分領域，IGBT相對最優(yōu)質，其一是技術壁壘高；其二是市場空間大，電動汽車應用中IGBT占比高達70-80%，而電動車也是未來市場主要增長驅動力。目前、聞泰科技、斯達半導體、華潤微、揚杰科技等均有布局。

4、這波晶圓產(chǎn)能緊缺，對功率器件供求有什么影響嗎？功率器件漲價會有受益哪些標的？

答：從MOSFET、IGBT、二極管來看，都有收益。從調研數(shù)據(jù)來看，MOSFET漲價幅度是最大的，短期市場表現(xiàn)不錯。目前國內MOSFET廠商中，聞泰科技、富滿電子、華潤微、新潔能四家公司銷售金額相對較大。

5、中車和比亞迪拆分IGBT業(yè)務對國內公司有何影響？

答：這兩家公司拆分IGBT業(yè)務，主要是看到該領域良好市場前景。該業(yè)務拆分不會造成行業(yè)同質化的競爭，目前，國內廠商市場占有率較低，國產(chǎn)替代空間較大，整體上，國內廠商還是處于競爭合作的狀態(tài)，這種競爭反而會加快國產(chǎn)廠商的技術水平，加快國產(chǎn)化替代的進程。
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