《電子技術(shù)應(yīng)用》
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功率半導(dǎo)體 中國企業(yè)競爭力有待提高

2019-07-05
關(guān)鍵詞: 功率半導(dǎo)體 整流器

  功率半導(dǎo)體主要用作電子元件中的開關(guān)及整流器,,同時是矽,、砷化鎵、氮化矽等半導(dǎo)體材料,,是在經(jīng)過電學(xué)屬性調(diào)整等一系列工藝后,,所得到的電學(xué)元件,。

  功率半導(dǎo)體的應(yīng)用十分廣泛,從幾十毫瓦的耳機(jī)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(luò)通訊,,只要是涉及電的領(lǐng)域,都存在它的身影,。

  而在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中(如下圖),,分立器件主要以功率二極體、晶閘管,、MOSFET 和IGBT 模組為比重最大的四大元件,。

  

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  (資料來源: WSTS) 全球功率半導(dǎo)體元件市場結(jié)構(gòu)

  功率半導(dǎo)體的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛,市場規(guī)模高達(dá)數(shù)百億美元,。根據(jù)Yole資料顯示(如下圖),,2018年全球功率半導(dǎo)體分立器件市場規(guī)模為363億美元,預(yù)計到2022年可達(dá)到426億美元,,年復(fù)合增長率為5.43%,。

  

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  (資料來源: Yole)

  至于廠商分布,根據(jù)IHS 統(tǒng)計(如下圖),,英飛凌占據(jù)全球功率半導(dǎo)體市場約18.5% 的比重,,約為第二名安森美的兩倍;此外,,全球排名前五的企業(yè)均為美、歐,、日企業(yè),,合計市占達(dá)50%。

  

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  (資料來源: IHS)

  此外,,全球排名前十的企業(yè)中沒有中國企業(yè),,反映出功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中國廠商還有很大的追趕空間。

  中國對于功率半導(dǎo)體有龐大的需求,,占全球43% 的比重,,遠(yuǎn)超過第二名的美國(14%),且隨著中國環(huán)保意識逐漸增強(qiáng),,對功率半導(dǎo)體元件的需求也不斷擴(kuò)大,。

  但是,中國在功率半導(dǎo)體元件領(lǐng)域幾乎處于被動局面,,包含國際大廠在中國設(shè)廠的產(chǎn)能在內(nèi),,中國自給率只有10%。主要原因是中國在功率半導(dǎo)體領(lǐng)域起步晚,、技術(shù)水準(zhǔn)低,、產(chǎn)品線不齊全、企業(yè)規(guī)模小等因素。

  功率半導(dǎo)體兩大應(yīng)用:汽車及通訊

  功率半導(dǎo)體,,特別是MOSFET 和IGBT,,為汽車電子的核心。無論在汽車引擎中的壓力感測器,,或驅(qū)動系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)向,、變速、制動,,又再者車燈,、儀表板等儀器的運作控制,都離不開半導(dǎo)體功率元件,。

  而相對傳統(tǒng)燃油汽車,,新能源汽車在功率半導(dǎo)體的使用量更大。根據(jù)Strategy Analytics 的分析,,在傳統(tǒng)燃油汽車上,,功率半導(dǎo)體占整個車用半導(dǎo)體總值的21%;而在純電動車上,,這個比率提升至55%,。

  另一大應(yīng)用領(lǐng)域- 通訊產(chǎn)業(yè),則是在基站,、交換機(jī),、路由器等等都需要用到功率半導(dǎo)體,其中基地臺需求最大,,比重約50%,。

  此外進(jìn)入5G 世代,5G 的高流量資料處理使得基地臺電源消耗是4G 基地臺的3 倍,,因此5G 基地臺帶來更多的電源管理需求,,有機(jī)會帶動一波功率半導(dǎo)體市場榮景。

  另一方面則是5G 世代相應(yīng)的消費電子裝置如手機(jī),,對功率半導(dǎo)體的需求有顯著增長,。

  以PA 單機(jī)數(shù)量增加來看,就會刺激砷化鎵功率器件需求,,而5G 手機(jī)大資料傳輸也將推動手機(jī)電源管理IC 的需求,。同時,5G 的核心技術(shù)Massive MIMO,,對于由MOSFET 構(gòu)成的射頻元件的需求量也明顯提升,。

  根據(jù)中國產(chǎn)業(yè)資訊研究院的資料(如下圖),通訊功率半導(dǎo)體市場將從2017年的57.45億元上升到2021年的70.81億美元,。

  

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  (資料來源: 中國產(chǎn)業(yè)資訊研究院)

  功率半導(dǎo)體格局及陸廠布局

  功率IC

  市場格局:格局成熟,,美國在該領(lǐng)域具有絕對領(lǐng)先優(yōu)勢,;歐洲在功率IC 和功率分立器件方面也具有不錯實力;日本雖然廠商數(shù)量多,,但整體市占不高,。功率IC 下游核心產(chǎn)品—電源IC,由TI,、Dialog,、Qualcomm 及Maxim 等企業(yè)主導(dǎo)。

  陸廠機(jī)會:短期內(nèi),,陸廠無法取得優(yōu)勢,。

  功率二極管

  市場格局:技術(shù)成熟、市場進(jìn)入門檻低,,注重的是生產(chǎn)流程和成本控制,。目前龍頭大廠為Vishay,市占11.7%,,而排名2~7 名的市占為5%~8%,,與第一差距不是非常明顯。

  陸廠機(jī)會:由于生產(chǎn)工藝技術(shù)門檻相對低,,中國有人力成本優(yōu)勢,,因此陸廠可具一定競爭力。自2014 年起,,中國二極體及相關(guān)元件出口數(shù)量持續(xù)超過進(jìn)口額,。

  MOSFET

  市場格局:陸廠主要集中在低壓MOSFET 領(lǐng)域,中高壓MOSFET 則是國際大廠天下,。英飛凌占中國市場近30% 比重,,至于中國士蘭微和吉林華微則只分占2% 及1.1%。而在低壓MOSFET 領(lǐng)域,,陸廠落后國際大廠0.5~1 代,高壓部份則落后1~2 代,。

  陸廠機(jī)會:陸廠在低壓領(lǐng)域有與國際大廠一爭高下的潛力,,不過高壓領(lǐng)域短期能見度低。

  IGBT

  市場格局:英飛凌,、三菱電機(jī),、富士電視、德國SEMIKRON 占有全球超過70% 的比重,。陸廠則有中國中車,、嘉興斯達(dá)、比亞迪,、士蘭微投入該領(lǐng)域發(fā)展,,但與國際龍頭相比,,實力差距很大。

  陸廠機(jī)會:在工業(yè)控制,、白色家電,、動車等領(lǐng)域,陸廠較具競爭力,。士蘭微有部分產(chǎn)品打入白色家電供應(yīng)鏈,,而中車、比亞迪等企業(yè)在軌道交通和汽車領(lǐng)域則是有所突破,。


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