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功率半導(dǎo)體行業(yè)研究:景氣向上,國(guó)產(chǎn)化替代正當(dāng)時(shí)
發(fā)布時(shí)間:2021-01-28 來(lái)源:鄂州市科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)

報(bào)告摘要:

1.1 功率半導(dǎo)體簡(jiǎn)介

半導(dǎo)體分立器件是電力電子產(chǎn)品的基礎(chǔ)之一,也是構(gòu)成電力電子變化裝置的核心器件之一,主要用于電力電子設(shè)備 的整流、穩(wěn)壓、開(kāi)關(guān)、混頻等,具有應(yīng)用范圍廣、用量大等特點(diǎn),在消費(fèi)電子、汽車電子、電子儀器儀表、工業(yè)及 自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)及周邊設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)通訊等眾多國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域均有廣泛的應(yīng)用。

功率半導(dǎo)體是電子裝置中電能轉(zhuǎn)換與電路控制的核心,主要用于改變電子裝置中電壓和頻率、直流交流轉(zhuǎn)換等。

功率半導(dǎo)體的應(yīng)用領(lǐng)域已從工業(yè)控制和消費(fèi)電子拓展至新能源、軌道交通、 智能電網(wǎng)、變頻家電等諸多市場(chǎng),市場(chǎng)規(guī)模呈現(xiàn)穩(wěn)健增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。

1.2 功率半導(dǎo)體發(fā)展趨勢(shì)

材料:新型半導(dǎo)體材料,如寬帶材料SIC、GAN等;

芯片技術(shù):提升可靠工作溫度、電流密度(減少面積);更精細(xì)結(jié)構(gòu);新型結(jié)構(gòu);芯片集成性能(柵 極電阻、溫度測(cè)量、單片系統(tǒng)集成等);組合旗艦(RC-IGBT);

AVT(組合裝配和連線技術(shù)):提升抗溫和負(fù)載變化可靠性;改善散熱效果;優(yōu)化布線;

集成化程度:提升功率模塊集成規(guī)模來(lái)降低系統(tǒng)成本;提高控制、監(jiān)測(cè)和保護(hù)功能的集成;提高整個(gè)系統(tǒng)的集成。

1.2 功率半導(dǎo)體發(fā)展趨勢(shì):新材料

SIC及GaN等寬帶系材料是新的替代材料的重點(diǎn);具有更低的控制和開(kāi)關(guān)損耗、更高阻斷電壓、更高功率密度、更高可靠工作溫度、更短響應(yīng)時(shí)間和更高開(kāi)關(guān)頻率;

SIC推廣關(guān)鍵因素:生產(chǎn)成本、單鏡片質(zhì)量和穩(wěn)定性、生產(chǎn)所要求的最佳硅片尺寸;4’SIC鏡片存在很高質(zhì)量缺陷,價(jià)格是硅片數(shù)倍;目前SIC在肖基二極管中廣泛應(yīng)用;

晶圓價(jià)格的持續(xù)下降將會(huì)是SIC成本下降的主要推動(dòng)力;

Yole預(yù)計(jì)SIC功率器件市場(chǎng)規(guī)模將由2018年的4.24億美元增長(zhǎng)至2024年的20.20億美元,年復(fù)合增長(zhǎng)率30%。

2.1 細(xì)分賽道 

從2019年全球功率半導(dǎo)體單個(gè)產(chǎn)品市場(chǎng)規(guī)模占比數(shù)據(jù)來(lái)看,功率IC與功率器件的總體市場(chǎng)規(guī)模占比基本持平,分別占比54%和46%,功率IC市場(chǎng)規(guī)模稍高于功率器件。

在功率器件組別中,MOSFET占據(jù)主導(dǎo)地位,市場(chǎng)規(guī)模占比38.6%,IGBT市場(chǎng)規(guī)模占比30.3%,其中IGBT模塊市場(chǎng)份額最高,達(dá)到15.8%。

2.2 下游應(yīng)用

根據(jù)Yole數(shù)據(jù),以下游來(lái)看,2019年,汽車(不含EV/HEV)、無(wú)線通信、計(jì)算機(jī)、工業(yè)EV/HEV、電動(dòng)機(jī)占比分別為21%、18%、17%、16%、8%和20%;

至2025年,EV/HEV是功率器件增長(zhǎng)最快的領(lǐng)域,將由6億美元增長(zhǎng)至18億美元。

汽車(不含EV/HEV)、工業(yè)、電動(dòng)機(jī)也都會(huì)有一定增長(zhǎng),而無(wú)線通信、計(jì)算機(jī)市場(chǎng)可能出現(xiàn)下滑。

2.3 全球市場(chǎng)空間——總體市場(chǎng)規(guī)模逐步上升 

從2014年至2019年全球功率半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模增速數(shù)據(jù)可以看出,全球功率半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模呈現(xiàn)穩(wěn)步上升的趨勢(shì),全球市場(chǎng)空間由2014年的345億美元增長(zhǎng)至2019年的454億美元,年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到了5.6%。

2.3 全球市場(chǎng)空間——細(xì)分市場(chǎng)IGBT和MOSFET 

全球IGBT市場(chǎng)空間:IGBT市場(chǎng)規(guī)模繼續(xù)上升,2018年市場(chǎng)規(guī)模突破60億美元,2019年進(jìn)一步提升至63.4億美元;

全球MOSFET市場(chǎng)空間:MOSFET市場(chǎng)在2017年之后逐年上漲,2018年達(dá)到75.8億美元,2019年進(jìn)一步上升至81億美元。 2014-2019年,年復(fù)合增速約8.6%。

2.4 國(guó)內(nèi)市場(chǎng)空間——增速快于全球市場(chǎng)

從2014年至2018年,國(guó)內(nèi)功率半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模逐步上升,在2018年市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到138億美元。

中國(guó)市場(chǎng)增速整體上超過(guò)全球市場(chǎng)規(guī)模增速, 2017、2018年分別實(shí)現(xiàn)12.5%和9.5%增長(zhǎng)。

3.1 全球競(jìng)爭(zhēng)格局——英飛凌、安森美及意法半導(dǎo)體競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)明顯 

全球功率器件:從2019年全球功率器件市場(chǎng)排名得到,英飛凌占據(jù)絕對(duì)主導(dǎo)地位,市場(chǎng)份額接近20% ,安森美緊隨其后, 占據(jù)8.4%的市場(chǎng)份額。

全球MOSFET:英飛凌同樣占據(jù)主導(dǎo)地位,市場(chǎng)份額接近25%,安森美和意法半導(dǎo)體各占12.8%和9.5%。

全球功率IC:在功率IC的全球市場(chǎng)份額中,德州儀器排名第一,占據(jù)16%的市場(chǎng)份額,英飛凌和ADI公司排名第二和第三, 分別占據(jù)7.7%和7.2%的市場(chǎng)份額。

英飛凌在全球功率半導(dǎo)體市場(chǎng)占據(jù)較高的市場(chǎng)份額,其全球功率器件和MOSFET市場(chǎng)份額都排名第一,安森美和意法半 導(dǎo)體公司在功率器件方面也有較大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。在功率IC市場(chǎng),德州儀器具有較大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),ADI和高通也占有一定比 例的份額。

報(bào)告節(jié)選:

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