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国产功率半导体迎来新赛道!

2022-11-30 来源:谱析光晶

作为电子装置电能转换与电路控制的核心,功率半导体几乎进入国民经济各个工业部门和社会生活的各个方面。


随着下游行业高景气传导至上游,功率半导体也迎来了发展的黄金时期,全新赛道下,国产厂商有望实现换道超车。


从三大方面出发,一起聊聊功率半导体的当下和未来:


1、狂飙突进的功率半导体

2、迈向高端价值链,入局者的必由之路

3、新赛道来临,国产厂商迎来换道超车

狂飙突进的功率半导体


近年来,由于功率半导体在数字化时代生产结构中的应用地位日益凸显,且其生态建设的要求及对先进制程的依赖性相对较低,多重因素的综合考量下,功率半导体正成为国产半导体提速突围的关键领域,在政策、应用、资本等诸多方面得到重视。


一方面,在全球“碳达峰”“碳中和”的背景下,功率半导体成为可再生能源和高效负载能源网络的关键驱动力,其下游应用场景不断拓展,从传统的工业、通信和消费电子领域,逐步进入新能源汽车、光伏、变频家电、轨道交通等新兴终端市场。


而应用端庞大的潜力,也拉动了功率半导体市场成长。根据Yole预测,全球功率半导体器件市场将有望从2020年175亿美元增长至2026年的262亿美元,年均复合增长率为6.9%。


另一方面,我国在持续加大政策扶持力度,为国产功率半导体赛道增添发展新动能。



此外,得益于验证周期相对较短,商业模式清晰且收益较快,狂飙突进的功率半导体赛道也获得了资本的广泛青睐。


迈向高端价值链,入局者的必由之路


由于半导体产业“高壁垒”的行业特性,后发者与领先者间存在着难以逾越的“技术鸿沟”,长期以来,我国在多个细分领域都处于劣势地位。面对现实的技术瓶颈与发展的客观规律,我们只能选择从低入手,一步一个脚印向前迈进。


在功率半导体方面,国内厂商从二极管、晶管、低压MOSFET等中低端器件起步发家,经过数十年的追赶,随着技术发展与科研创新,功率二极管、功率三极管、晶闸管等大部分产品已实现国产化,并逐渐迈向IGBT、中高压MOSFET等高端器件领域。


新赛道来临,国产厂商迎来换道超车


与此同时,随着5G、光伏、储能、新能源汽车等新兴应用场景的拓展,功率半导体市场进入井喷时期,迎来了全新的竞争赛道。


一是“工业和汽车”两大原有应用领域的增量市场。随着《中国制造2025》和“工业4.0”的不断推进,以及新能源汽车全球普及加速,这两类原有市场开辟出新的增量空间。



工业和汽车是功率半导体的主要应用领域,合计应用占比高达64%,图源:华安证券


新能源汽车为例,由于动力来源的改变,汽车对电力转换与控制要求提升,促使功率半导体成为车辆的重要部件。根据麦肯锡统计,纯电动汽车的半导体成本为704美元,比传统汽车350美元高出近1倍,其中功率半导体的成本为387美元,占总成本的55%。


具体到细分领域上,增量赛道有硅基IGBT、硅基MOSFET、硅基电池管理系统以及碳化硅MOSFET等等。


其中,碳化硅功率器件凭借材料的优越特性,正逐渐成为主要的进步发展方向。瑞能半导体CEO Markus Mosen就曾指出,碳化硅MOSFET凭借更高的逆变器效率、更小的系统尺寸、更低的系统成本,有望对传统的硅基器件加速替代。


二是光伏、储能、5G等新兴终端市场中所蕴藏的全新机遇。


光伏方面,随着光伏产业链的景气度持续升温,全球光伏装机容量保持高速增长态势,这进一步拉动了光伏逆变器(光伏发电设备的核心组部件)的产量提升。而作为光伏逆变器的核心零部件,光伏IGBT赛道也因此焕发新机。


与光伏逆变器相类似,受益于储能产业带来的二次增长,储能逆变器以及其中的功率半导体也迎来了“春天”。


5G时代下,5G通信基站和数据中心等设备进入大规模建设期,通信设备需求端增长的同时,设备的全天候供电需求、以及Massive MIMO技术所带来的功耗增加,也进一步推动着功率半导体市场。


这些全新的赛道,既是初创芯企追赶壮大的机会,也是成规模芯企加强布局、拓展市场的好时机,更是国产厂商换道超车的新机遇。


市场格局上,与处理器、存储芯片等领域相比,功率半导体市场竞争格局相对分散,暂未存在绝对垄断的情况。这意味着,国产厂商的换道超车,不再是难以实现的口号与幻想。



图源:开源证券


此外,功率半导体不依赖于先进制程,对先进高端设备要求不高,但对特色工艺、产业链配套要求较高。而中国功率半导体行业较全球先进水平差距较小,具备应用场景丰富、产业链配套完善、工程师红利等全球比较优势。这些优势叠加国内庞大的内需市场,我们有望借此冲击海外巨头的垄断地位。


当然,要真正实现这一目标,国内厂商还得不断加强技术研发,积极拓展平台产品、建设丰富多元的产品组合,以满足市场的需求变化。唯有如此,我们才能在新发展格局中抢占先机,引领中国半导体产业补齐技术与市场的差距,实现快速崛起!

 

 

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