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本土功率半导体:行业下行,机会来了

2023/04/27
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行业上下游“哀鸿遍野”。

原厂端,包括韦尔股份、江波龙、上海贝岭与景嘉微等在内的厂商,2023Q1财务表现均出现断崖式下滑;上游设备端,SEMI预测今年该市场将同比下滑22%,连ASML的光刻工具都被推迟下单;晶圆制造端,台积电Q1净利润预计同比降5%,明年资本支出或同比呈双位数下滑;需求端,Canalys调研称Q1全球智能手机市场同比跌12%,连续第五个季度下滑。

不过,黑暗中总会出现零星光点。功率半导体领域,便是本轮寒冬中的例外之一,仍然活着且活得还不赖。

在寒冬中坚挺

据日本调研机构富士经济(Fuji Keizai),因汽车电动化与太阳能发电等需求拉动,全球功率半导体市场规模在今年预计可年增12.5%达226亿美元,至2035年可破千亿美元大关。另据德勤中国,本土功率半导体市场规模至2027年有望达到238亿美元。

功率半导体是电子装置中电能转换与电路控制的核心,可以分为功率IC和功率分立器件两大类。功率IC则是将分立器件与各种功能的外围电路集成而得来。分立器件可以进一步划分为功率二极管功率晶体管和功率晶闸管三大类,其中BIT、GTR、MOSFETIGBT均属于功率晶体管的范畴,SCR、GTO和IGCT则属于功率晶闸管。按照材料区分,可分为硅基半导体和第三代功率半导体。

产业链参与者维度,专注功率半导体制造设备的日本厂商DISCO,2022财年(截至2023年3月)的综合营业利润有望首破1000亿日元(约51.79亿元人民币),同比增长近20%,连续3年刷新历史最高利润。

国际巨头英飞凌安森美,前者上调2023年财务展望,年营收有望超150亿欧元,后者2022财年营收83.26亿美元,同比增长24%,创纪录新高。对于士兰微、华润微与斯达半导体等本土头部厂商,金融分析平台同花顺给出2023年净利润预测分别为13.06亿元(年增24.11%)、25.97亿元(年增14.51%)与11.35亿元(年增38.87%)。


MOSFET需求指数(APAC地区)
信源 | 四方维商品动态商情报告

据四方维商品动态商情报告数据预测,APAC亚太地区市场对MOSFET需求在4月会有小幅下跌,但考虑到新能源汽车厂商为了应对下半年到来的需求高峰,积极采购电子元器件,对MOSFET的需求会随之将回暖,并在6月份达到峰值(如上图)。

具体到功率半导体逆势而起的驱动因素。首先是新能源汽车市场的爆发式增长。据Strategy Analytics数据,传统燃油车中功率半导体的价值量仅为71美元,混合动力汽车中的价值量提升至425美元,而纯电动汽车中的价值量提升至387美元,是传统燃油车的5.5倍。据调研机构Goldman Sachs数据显示,全球电动汽车产量将从2020年的200万台,升至2024年的7300万台。

此外,汽车车灯转为LED大灯以后,MOSFET的需求量从原来每个车灯需要1颗增加至18颗,很多造车新势力热衷的车顶和侧边渐变玻璃对于MOSFET的需求也在增长。

本土厂商加快追赶

整体来看,功率半导体厂商可以分为三个梯队,第一梯队是英飞凌、安森美等欧美厂商为主,第二梯队以三菱电机、富士电机等日本厂商为主,第三梯队以华润微、斯达半导、捷捷微电、新洁能、闻泰科技(安世半导体)等中国厂商为主。

MOSFET

数据显示,全球MOSFET营收前十的厂商仍然以欧、美、日厂商为主,其中英飞凌以29.7%的市场份额遥遥领先,位居全球功率MOSFET市场第一,前2大厂商英飞凌和安森美营收共占比为40.9%(2020年数据),前10大公司营收之和占比高达80.8%。本土厂商方面,安世半导体和华润微分别以4.1%和3%的市占率位列第8和第9。

作为全球最大消费电子生产国,中国市场对中低压MOSFET需求较大,而以捷捷微电、新洁能等为代表的国产厂商,有望承接该领域的市场份额,实现国产替代;高压领域,华润微、新洁能等取得突破,高压MOSFET产品相继量产并贡献利润。具体来看,士兰微已完成12英寸高压超结MOS工艺平台开发;华润微2022年Q1高压超结产品收入超亿元;扬杰科技2022年Q1汽车MOS订单实现大幅增长。

IGBT

据Yole数据显示,2022年全球IGBT市场规模约为68亿美元,预计到2026年规模可达到84亿美元。中国是全球最大的IGBT市场,约占全球IGBT市场规模的40%,预计到2025年中国IGBT市场规模将达到522亿元。

IGBT市场中,安森美第三,前两位是英飞凌和三菱电机。英飞凌和安森美在1700V 以下的中低电压IGBT领域处于领导地位,三菱则主宰了2500V以上的高电压IGBT领域。本土企业中,士兰微在全球IGBT单管及IPM市占率达到3.5%、2.2%,均位列全球第八;斯达半导在全球IGBT模块市占率达3.0%,位列全球第六。

据公开信息整理,斯达半导基于第七代微沟槽Trench Field Stop技术研发出的新一代车规级650V/750V IGBT芯片通过客户验证,在2022年下半年开始批量供货;士兰微2022年通过定增融资切入车规级IGBT模块以及SiC MOSFET领域,其推出的车规级IGBT等产品已经通过验证,并已批量交货上车。

第三代功率半导体

来自TrendForce集邦咨询的分析称,作为第三代半导体的代表材料,碳化硅(下称SiC)和氮化镓(下称GaN)已经成为高性能器件厂商的最佳选择,在电动汽车、充电桩基站功放场景中率先得到应用。

使用SiC和GaN材料制备的功率元器件具备高速开关动作和耐热性较高两个特性,开关频率越高,构成电力转换器电感器等部件实现小型化就越容易。

欧美厂商在SiC功率器件市场占据主导,安森美是少数能提供从衬底到系统的端到端SiC方案供应商。与衬底龙头Wolfspeed相比,其模块封测和量产经验略胜一筹;对比器件设计具备优势的英飞凌,安森美又有GTAT SiC材料的加成。国内厂商在 SiC 功率器件领域入局较晚,目前市场份额较小,格局尚未定型,仍呈追赶之势。

近期,基本半导体车规级碳化硅芯片产线通线,产线配备光刻、氧化、激活、注入、薄膜、刻蚀等130台专业设备,主要产品为6英寸碳化硅MOSFET晶圆等。早前,其位于无锡的汽车级碳化硅功率模块制造基地已通线运行。

来自东微半导的消息称,其自主研发的Si2C MOSFET 已通过客户的验证并开始小批量供货,应用领域包括新能源汽车车载充电机、光伏逆变及储能等,实现了对采用传统技术路线的 SiC MOSFET 的替代。

士兰微已完成第一代平面栅SiC MOSFET技术开发,并将其封装到汽车主驱功率模块上,已向客户送样。预计2023年年底将形成月产6000片6英寸SiC芯片的生产能力。此前公告显示,待SiC功率器件生产线项目建成后,将新增年产14.4万片SiC MOSFET/SBD功率半导体器件芯片的生产能力。

写在最后

中国作为新能源应用转型的最前沿,已为本土功率半导体厂商们提供了足够广阔的市场空间。与此同时,从硅基到第三代半导体,也为本土厂商们提供了拉小差距的可能性。虽然目前来看,英飞凌与安森美等头部厂商仍紧握大部分市场份额,但行业下行趋势下,更多的本土厂商正在衬底材料、外延、设计制造等各个环节,尝试对标。

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