2017年中國功率半導體行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢分析（圖）

    在半導體產業(yè)中，功率半導體產值在180-200億美金。功率半導體是我國汽車工業(yè)、高鐵、空調洗衣機、電網輸電等系統(tǒng)應用的上游核心零部件，戰(zhàn)略地位突出。

功率半導體下游主要應用

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    相關報告：智研咨詢發(fā)布的《2017-2022年中國功率半導體行業(yè)現(xiàn)狀分析及未來發(fā)展前景預測報告》

功率半導體產品示意圖

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    國家大基金秉承支持半導體產業(yè)戰(zhàn)略使命，功率半導體領域必將鼎力支持

    集成電路國家大基金承擔著支持半導體產業(yè)發(fā)展的歷史使命。功率半導體是半導體產業(yè)中產值高達200億美金的大板塊，是關系著高鐵動力系統(tǒng)、汽車動力系統(tǒng)、消費及通訊電子系統(tǒng)等領域能否實現(xiàn)自主可控的核心零部件。功率半導體戰(zhàn)略地位突出，國家大基金必將全力支持。

    回顧過去3年國家大基金的投資歷史，集中投資行業(yè)細分龍頭企業(yè)是大基金一貫始終的投資策略。我們認為在資本助力下，我國功率半導體龍頭企業(yè)將加速整合海外優(yōu)質資源，加速向中高端市場邁進的進程。

國家大基金秉承支持半導體產業(yè)戰(zhàn)略使命，功率半導體領域必將鼎力支持

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    行業(yè)格局解析：高端市場歐美日把控，中低端市場大陸廠商站穩(wěn)腳跟

    ①IGBT產業(yè)格局

    全球功率半導體巨頭主要集中美國、歐洲、日本三個地區(qū)。大陸、臺灣地區(qū)廠商主要集中在二極管、晶閘管、低壓MOSFET等低端功率器件領域，IGBT、中高壓MOSFET等高端器件主要由歐美日廠商占據。

全球前十大功率半導體巨頭2016年營業(yè)收入情況

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    全球IGBT器件及模塊2015年銷售額39.44億美金，德國英飛凌及賽米控（semikron），日本三菱及富士電機，美國仙童半導體基本把控了全球IGBT市場，前五大廠商占據了73.2%的市場份額。

    ②MOSFET產業(yè)格局

    2015年功率MOSFET市場產值達到54.84億美金，英飛凌、仙童半導體、日本瑞薩電子、歐洲意法半導體、日本東芝等廠商占據了絕大部分市場份額。

    ③二極管產業(yè)格局

    據世界半導體貿易組織數據，全球功率二極管及整流橋市場容量約為368億元人民幣。IGBT及MOSFET市場相對集中，而功率二極管及整流橋產業(yè)市場格局相對分散，從分散走向集中是大勢所趨。二極管及整流橋的芯片制造環(huán)節(jié)具有明顯的規(guī)模效應，我們認為龍頭企業(yè)規(guī)模擴大后會擠占掉小型廠商的生存空間，實現(xiàn)更高的行業(yè)市占率和集中度。

全球主要功率二極管廠商

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    產業(yè)趨勢一：功率器件供需緊張，產業(yè)進入前所未有的景氣周期

    ①半導體全產業(yè)鏈進入景氣周期

    今年，半導體產業(yè)呈現(xiàn)出全產業(yè)鏈景氣的態(tài)勢，從上游設備材料、中游芯片制造、到終端芯片器件成品，訂單量均出現(xiàn)遠超往年的增長速度。Gartner預測今年全球半導體產值將達到4014億美金，產值首次突破4000億美金大關。

2017年半導體產值成長率

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半導體產業(yè)產值發(fā)展里程碑（億美金）

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    ②MOSFET率先上調價格，吹響功率器件價格周期集結號

    今年9月，國內MOSFET大廠率先上調價格，長電科技對旗下所有MOSFET產品價格全面上調20%，隨后深圳德普微電子上調MOSFET產品價格。

    此輪漲價主要有兩方面原因。

    一是今年半導體上游材料硅片價格上漲使得下游芯片成本上升，器件廠商不得不漲價維持利潤。

    二是應用于汽車的功率器件用量大幅上升，功率器件整體市場需求超預期，造成供需缺口。

    ③二極管及整流橋訂單出貨量比值上升至歷史高峰，交貨期大幅延長

    功率二極管市場供給緊張，行業(yè)龍頭交貨期大幅延長。從今年二季度開始，Visahy的訂單量暴增，訂單出貨量比值達到1.22，三季度Vishay訂單出貨比值進一步攀升至1.44，中高端二極管市場進入前所未有的景氣周期。

    目前行業(yè)龍頭廠商Vishay今年二季度的二極管交貨期已經拉長至5.8個月，遠遠高于2個月左右的正常交貨期。

功率二極管市場供需趨于緊張，Book-to-bill比值拉升至1.4以上

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功率MOSFET供需緊張，book-to-bill比值拉升至1.37

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    ④行業(yè)巨頭芯片產能調整，進一步加大供需缺口

    二極管行業(yè)巨頭達爾科技（Diodes）在今年三季度關閉了美國芯片制造工廠Kfab，所需要的芯片缺口將通過外購方式獲得，巨頭的產能調整進一步加大了供需缺口。

達爾科技（Diodes）全球共有3個芯片生產基地（waferfab），關廠加劇產能緊張

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    產業(yè)趨勢二：電動化趨勢下，汽車功率器件用量翻倍

    ①汽車功率半導體ASP翻倍

    電動化趨勢下，汽車半導體用量翻倍以上的增長。根據數據，傳統(tǒng)燃油車的半導體用量為338美金單輛車，電動汽車的半導體用量達到了704美金，增長幅度達到108%。電動車新增的半導體用量集中在功率器件產品，單輛汽車將新增282美金的功率器件用量。功率器件在單輛車的半導體用量占比從汽油車的21%提升至電動車的55%。

電動汽車功率器件價值量（單車ASP）翻倍

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到2030年，汽車電子成本占比達到50%

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    單輛汽車的功率轉換系統(tǒng)主要有：（1）車載充電機（chargeronboard），（2）DC/AC系統(tǒng)，給汽車空調系統(tǒng)、車燈系統(tǒng)供電，（3）DC/DC轉換器（300v到14v的轉換），給車載小功率電子設備供電，（4）DC/DCconverter（300v轉換為650v），（5）DC/AC逆變器，給汽車馬達電機供電。（6）汽車發(fā)電機
電動汽車將搭載大量新的功率模塊，拉動功率半導體快速發(fā)展。傳統(tǒng)燃油車的電力供應主要由汽車怠速以上運轉帶動發(fā)電機發(fā)電實現(xiàn)電力供應。電動汽車將新增大量與電池能源轉換相關的功率半導體器件，功率半導體應用大幅上升。

電動汽車主要功率模塊圖解

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汽車PCU（功率控制單元）電路圖

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    ②增量一：電機控制系統(tǒng)新增大量功率器件應用

    電動汽車新增大量IGBT功率器件應用。TESLAmodelS車型使用的三相異步電機驅動，其中每一相的驅動控制需要使用28顆塑封的IGBT芯片，三相共需要使用84顆IGBT芯片。Models中的P85D車型采用峰值功率310KW的交流感應電機，峰值電流達到1200安培，性能要求較高，目前僅有幾家國際巨頭廠商具有生產能力。TeslaP85D采用的IGBT芯片來自internationalrectifier。

特斯拉拆解圖：電動汽車新增大量IGBT功率器件用量

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    ③增量二：充電樁、汽車充電器新增大量功率器件需求

    充電樁及汽車充電器（chargeronboard，每輛車一個）是電動化趨勢下完全新增的功率器件，是動力總成以外的功率半導體增長的主要驅動力之一。

    現(xiàn)階段，主流直流充電樁的功率在60kw和120kw，如果采用15kw的功率模塊，則需要4個或8個功率模塊。目前充電樁的功率模塊有兩種解決方案，一是采用MOSFET芯片，另一種是采用IGBT芯片。另外汽車上會配置一顆板上充電器（chargeronboard）用于管理充電過程。

充電樁、汽車充電器是汽車半導體完全新增應用，驅動功率半導體快速成長

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    產業(yè)趨勢三：二極管、晶閘管進口替代率持續(xù)上升，MOSFET、IGBT進口替代剛剛起步

    ①進口替代空間巨大

    目前國內廠商市占率不足1%，國產替代空間巨大。根據數據，全球功率分立器件市場容量2016年為187億美金。目前以揚杰科技、捷捷微電為代表的功率半導體龍頭企業(yè)市場占有率不到1%，進口替代的空間巨大。

全球分立器件市場容量（億美金）

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    ②功率半導體主要市場在中國，國產品牌替代率上升是大勢所趨

    中國是功率半導體最大的市場，國內廠商與下游客戶的距離更近，與本土客戶的溝通交流更加順暢，能夠對客戶的需求做出更加快速的響應。功率二極管國際一線品牌廠商達爾科技58%的收入來自中國，功率器件領導品牌NXP有41%的收入來自中國。目前二極管及中低壓MOSFET等成熟產品線，國外廠商占據著大部分市場份額。相比國外廠商，國內廠商在服務響應客戶需求，降低成本等方面具有競爭優(yōu)勢，功率器件國產品牌替代率逐漸上升是大勢所趨。

達爾科技最大的市場在中國

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英飛凌最大市場在中國

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NXP最大市場在中國

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    ③大陸本土廠商成本領先,盈利能力遠遠高于海外廠商

    在成熟產品線領域，大陸廠商具有成本優(yōu)勢。二極管產品線，大陸龍頭廠商揚杰科技的盈利能力遠遠高于臺系廠商。

揚杰科技與臺系二極管廠商盈利能力對比

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揚杰科技與歐美二極管及整流橋廠商盈利能力對比

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    歐美功率器件廠商的產能分布在全球各地，一般來說前段芯片制造制程產能主要分布在歐美地區(qū)，后段封裝制程則主要分布在菲律賓、馬來西亞、中國大陸等地區(qū)。在二極管等產品線上，前后段制程的區(qū)域分割使得海外廠商對客戶的產品需求響應較慢，而大陸廠商芯片、封裝、銷售集中在某一區(qū)域，能為客戶提供更好的技術服務。

NXP的生產產能區(qū)域分布

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