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华体会登陆网站:全球及我国功率半导体职业商场开展现状与我国商场特色剖析
发布时间:2024-04-28 03:55:15 | 来源:华体会网站登录入口 作者:华体会官方登录

  现在我国的功率半导体商场规划占全球商场规划35%左右,是全球最大的功率半导体商场,约为940.8亿元。

  功率半导体器材(Power Semiconductor Device)也称为电力电子器材,是用于对电流、电压、频率、相位、相数等进行改换和操控,以完结整流(AC/DC)、逆变(DC/AC)、斩波(DC/DC)、开关、扩展等各种功用的半导体电子器材。

  从技能的视点来看,功率半导体与大规划集成电路是半导体技能(更详细说是微电子技能)中彼此独立平行开展又时有穿插的两个不同的专业范畴,别离处理不同的专业技能问题,满意不同的运用需求:大规划集成电路用于对信息进行处理、存贮与转化,而功率半导体器材则是用于电源电路和功率操控电路的主体产品。

  从产品类型来看,功率半导体首要分为功率器材、功率IC。功率半导体和超大规划集成电路(VLSI)一同构成了半导体的两大分支。依照分立和集成的差异,功率半导体器材又可细分为功率分立器材和功率集成电路。

  其间功率器材首要包含二极管、晶体管、晶闸管三大类别,其间晶体管是分立器材中商场份额最大的品种。常见晶体管首要有BJT、IGBT和MOSFET。MOSFET和IGBT逐步成为干流,而多个IGBT可以集成为IPM模块,用于大电流和大电压的环境。功率IC是由功率半导体与驱动电路、电源办理芯片等集成而来的模块,首要运用在小电流和低电压的环境。各类型功率半导体产品特色及其运用范畴如下表所示:

  功率半导体是电子设备电能转化与电路操控的中心,本质上,是经过运用半导体的单向导电性完结电源开关和电力转化的功用,来完结变频、变相、变压、逆变、整流、增幅、开关等。

  毫不夸大地说,当今世界全部触及发电、输电、变电、 配电、用电、储电的环节都离不开功率半导体。因而,功率半导体器材作为不行代替的基础性产品,广泛运用于国民经济建造简直全部部分。尤其是在大功率、大电流、高频高速、低噪声等运用范畴起着无法代替的关键作用,被广泛运用于轿车、通讯、消费电子和工业范畴。

  依据功率半导体开关功率、操作频率的不同,其详细的运用范畴也有较大的不同,详细如下图所示:

  职业的开展首要由需求驱动,一起技能的开展在很大程度上促进了产品的运用范畴的扩张。功率半导体的运用规划从传统的输配电,大功率、高电压工业出产范畴不断向终端的电子产品扩张。

  跟着世界各国对节能减排的需求越来越火急,功率半导体器材已从传统的工业操控和4C(通讯、计算机、消费电子、轿车)范畴迈向新动力、轨道交通、智能电网、变频家电等许多工业。功率半导体的开展使得变频设备广泛的运用与日常的消费,促进了清洁动力、电力终端消费、以及终端消费电子的产品开展。

  近年来,跟着电子制作业的继续开展,电力终端消费添加,电气化,自动化开展敏捷,2014年全球功率半导体商场规划仅为227亿美元,2018年添加至363亿美元。获益于折旧带来的替换商场、电气化程度加深带来的新增商场以及供需格式带来的价格添加,2016年—2018年全球功率器材商场添加敏捷,2019年职业添加快度有较为显着的放缓,首要受中美贸易战,全球经济下行压力添加,我国新动力轿车商场回落等许多要素影响,全年商场规划约为382亿美元。

  从全球的细分产品格式来看,功率IC是最大的商场,且近年来占比有所进步,其次是MOSFET,受IGBT代替影响,添加有所放缓;二极管占比整体安稳,IGBT商场添加安稳,占比继续进步。

  从运用范畴来看,轿车范畴是全球功率半导体最为首要的商场,其次是工业与消费电子范畴。近几年来,因为新动力轿车的开展,轿车的电子化、智能化开展敏捷,轿车范畴的占比继续进步,2019年轿车职业对功率半导体的需求规划占到整体规划的35.4%,消费电子范畴占比也坚持较为安稳的扩张态势,2019年占比达到了13.2%。

  从功率半导体的技能开展进程和趋势来看,产品的功能要求改变根本没有太大的改变,首要体现为更高的功率、更小体积、更低的损耗与更好的性价比四点,别离对应新式功率半导体技能广泛运用和开展的四个阶段。

  近几年来,跟着第三代化合物半导体敏捷开展,SiC与GaN功率器材的运用规划开端继续添加。相对于传统的硅衬底,化合物半导体具有更宽的禁宽,可以适用于更高的功率要求,一起具有更好的导热功能,因而以化合物半导为衬作的功率器材具有更高的功能和功率。

  但因为出产规划还相对较小,出产技能有待老练,产品价格相对较高,性价比较低,运用受到了较大的约束。未来跟着化合物半导体的制作本钱不断下降,出产规划逐步扩展,职业的规划效益愈加老练,凭仗其功能优势,有望代替硅基的功率半导体器材。

  因为功率半导体是下流产品中心零部件,对产品质量、运用年限、设备的安全性都有极为重要的影响,因而职业具有极高的进入壁垒,下流企业的供货商的资质、技能要求严厉,一起严厉的供货商资质确定,以及根据长时刻协作而构成的安稳客户关系,对新进入者构成较强的商场进入壁垒。

  相对于发达国家,我国的功率半导体职业开展起步相对较晚,技能实力、产品安稳性与行内首要企业比较,依然存在较大的距离,不能很好的满意职业下流的商场需求。整体而言,现在我国功率半导体器材职业商场规划开展较快,但总量仍不能满意需求,特别是中高档产品仍必定程度依靠进口。虽然我国现已成为全球功率半导体工业的重要商场,但我国功率半导体器材的规划、制作才能还有待进步,特别是在新式材料半导体器材范畴,与国外抢先企业仍存在较大距离。

  智研咨询发布的《2020-2026年我国功率半导体职业商场运作形式及出资远景展望陈述》指出:现在我国的功率半导体商场规划占全球商场规划35%左右,是全球最大的功率半导体商场,约为940.8亿元。近几年我国功率半导体商场规划的敏捷添加首要是因为两个方面,一方面是下业的继续开展,职业需求添加,中高端产品需求继续上升,另一方面则是因为我国经济增速放缓,2014年之后,人民币对美元的汇率继续走低,推高了进口本钱,国内进口产品价格也坚持相对安稳的添加态势。

  从运用范畴来看,电力工业、消费电子、轿车、工业电源、通讯等范畴是我国功率半导体范畴需求最大的几个范畴。电力工业占比约为15.26%,轿车范畴占比达到了27.41%,相对于全球商场,仍有较大的进步空间。

  整体而言,我国的功率半导体职业呈现出显着的供需不匹配的特色,国内以低端产品为主,国产代替缺口巨大,尤其是中高端MOSFET及IGBT器材中,90%依靠于进口。近几年跟着职业的技能进步,在电力范畴的中高端MOSFET,以及轨道交通范畴的IGBT器材方面现已取得了较为显着的技能进步,国产代替进程加快。但在对本钱要求更为严厉的范畴,仍有较大的缺乏。

  此外值得注意的是,化合物半导体在功率器材中的运用逐步加快,现在化合物半导体在这一范畴的运用首要为SiC和GaN功率半导体器材,国际上呈现该类商业化产品的时刻较短,并受技能老练度和本钱的限制,尚处于商场开辟的初期阶段,未广泛遍及。现在SiC和GaN电力半导体器材的首要供货商有科锐(Cree)、英飞凌、安森美、东芝、富士和三菱等企业。

  我国的在SiC和GaN范畴的技能开展相对较快,现在现已构成了必定的竞赛优势,部分企业也进入了规划化出产阶段,技能实力在全球也处于先进水平。近两年了,SiC和GaN功率器材的出资项目逐步添加,如闻泰科技车载GaN完结量产,三安光电的化合物半导体代工,已完结部分GaN的产线布局,并决定在长沙出资半导体工业化项目,出资建造包含但不限于碳化硅等化合物第三代半导体的研制及工业化项目,包含长晶-衬作-外延成长-芯片制备-封装工业链,出资总额160亿元。估计未来,在国内巨大的商场需求以及国家方针的支持下,在这一范畴有望完结弯道超车,促进我国的功率半导体职业敏捷开展。

  总的来看,跟着下流各职业的开展,我国的制作业在全球的竞赛力继续增强,制作业产能继续向亚太地区搬运,我国的功率半导体职业也有较为显着的开展机会,国产代替有望加快。在光电、轨道交通、电力电子、消费电子范畴有望更高速的进口代替。