功率器件:新能源產(chǎn)業(yè)的“芯”臟
功率半導體器件,也稱(chēng)為電力電子器件,主要用于電力設備的電能變換和控制電路方面大功率的電子器件。逆變(直流轉換成交流)、整流(交流轉換成直流)、斬波(直流升降壓)、變頻(交流之間轉換)是基本的電能轉換方式。MOSFET 和 IGBT 是主流的功率分立器件。
本文引用地址:http://dyxdggzs.com/article/202302/442995.htm一 新能源汽車(chē)是功率器件增量需求主要來(lái)源
01 下游應用領(lǐng)域廣泛,新能源汽車(chē)為主
作為電能轉化和電路控制的核心器件,功率器件下游應用十分廣泛,包括新能源(風(fēng)電、光伏、儲能和電動(dòng)汽車(chē))、消費電子、智能電網(wǎng)、軌道交通等,根據每個(gè)細分領(lǐng)域性能要求的不同(頻率、電壓、損耗),選擇不同的功率器件。按照下游應用劃分,汽車(chē)領(lǐng)域占比達 40%,其次是工業(yè)占比27%,消費電子占13%,其他領(lǐng)域(如通訊、計算機等領(lǐng)域)占 20%,功率器件在汽車(chē)和工業(yè)領(lǐng)域應用較多,需求穩定性也較強,消費領(lǐng)域應用相對較少。
02 IGBT、SiC模塊和MOS是主要增量
根據 Yole 的數據,2021年全球功率半導體器件市場(chǎng)大約175億美元,2026年將增長(cháng)至 262億美元,復合增速達到6.9%。其中,增量較大的主要是IGBT模塊、SiC 模塊、MOSFET 和 GaN 產(chǎn)品。
其中,硅基 MOS 市場(chǎng)規模將從2021年的75億美元增長(cháng)至2026年的94億美元,復合增速為3.8%,IGBT 市場(chǎng)規模將從54億美元增長(cháng)至2026年的84億美元,復合增速為7.5%,SiC 模塊市場(chǎng)規模從2020年的5億美元以下增長(cháng)至2026年的20億美元以上,而硅基 MOS、IGBT 和 SiC 模塊主要增長(cháng)的下游驅動(dòng)均來(lái)自于電動(dòng)車(chē)和工業(yè)(主要是光伏、風(fēng)電和儲能)領(lǐng)域。
功率半導體類(lèi)別及市場(chǎng)規模:
資料來(lái)源:Omdia
低端產(chǎn)品已實(shí)現部分國產(chǎn)替代,高端分立器件國產(chǎn)化空間廣闊。對國內市場(chǎng)而言,功率二極管、功率三極管、晶閘管、中低壓MOSFET 等分立器件產(chǎn)品部分已實(shí)現國產(chǎn)化,而功率MOSFET 特別是高壓超級結MOSFET、IGBT 等高端分立器件產(chǎn)品由于其技術(shù)及工藝的復雜度,還較大程度上依賴(lài)進(jìn)口,國產(chǎn)化率低,未來(lái)進(jìn)口替代空間巨大。
全球功率分立器件市場(chǎng)規模(左);全球功率器件各細分領(lǐng)域市場(chǎng)規模(右):
資料來(lái)源:Omdia
03 受益電動(dòng)化、高壓化,車(chē)用功率器件價(jià)值量數倍提升
車(chē)用功率器件快速增長(cháng)主要來(lái)自于電動(dòng)化。所有汽車(chē)都會(huì )配備12V平臺,2011年,歐洲車(chē)企聯(lián)合推出48V輕混系統,以滿(mǎn)足日益增長(cháng)的車(chē)載負載需求以及排放法規。在新能源汽車(chē)中,為滿(mǎn)足動(dòng)力高功率需求,400V(或更高電壓)電氣平臺被引入,伴隨著(zhù)需要使用大量的功率器件。
新能源汽車(chē)中,新增功率器件主要用于主驅逆變器、車(chē)載充電機(OBC)、直流-直流變換器(DC-DC)等動(dòng)力系統零部件。除動(dòng)力系統之外,熱管理系統中的PTC加熱器、壓縮機,水泵和油泵等需要功率器件進(jìn)行驅動(dòng),另外,配套的充電樁也需要使用大量功率器件。功率等級的不同也對應不同功率器件的選擇。
燃油車(chē)功率器件價(jià)值量大約70美元,插電混動(dòng)和純電汽車(chē)由于新增功率器件具有高壓、大功率的特點(diǎn),價(jià)值量提升較大,根據英飛凌測算,純電和插電混動(dòng)汽車(chē)半導體價(jià)值量834美元,增量438美元中330美元來(lái)自于功率器件。在全球市場(chǎng),特別歐洲地區,48V混動(dòng)系統仍有一席之地,其176美元的增量中有90美元來(lái)自于功率器件。
高壓化也是汽車(chē)電動(dòng)化之后一個(gè)新的趨勢,高壓化指的是將目前電動(dòng)車(chē)的400V電氣平臺升級為800V電氣平臺。高壓化能在降低充電時(shí)間、提升電氣平臺效率同時(shí)降低整車(chē)重量。其中加快充電速度,以減少里程焦慮是下游客戶(hù)選擇高壓平臺的主要驅動(dòng)之一。根據保時(shí)捷測算,在400公里續航里程的條件下,續航充電800V平臺可以將充電時(shí)間從29分鐘降低至19分鐘,從而大幅減少用戶(hù)在充電站的等待時(shí)間。
目前國內新勢力,傳統整車(chē)廠(chǎng)和海外平臺相繼跟進(jìn)高壓化。高壓電氣平臺也對使用的電力電子設備提出了更高的要求,因此其中的功率器件也需要全面的升級。除了動(dòng)力電池及 BMS 需要提升外,高壓電路中的主驅逆變器,OBC,DC-DC,電空調中的功率器件都需要向更高耐壓的型號升級,因此單車(chē)價(jià)值也會(huì )有所提升。
04 風(fēng)、光發(fā)電配套儲能設備拉動(dòng)功率器件需求增長(cháng)
在新能源發(fā)電領(lǐng)域中,風(fēng)能發(fā)電、光伏發(fā)電市場(chǎng)快速發(fā)展,因為直接產(chǎn)生的電能不能直接并入電網(wǎng),因此需要通過(guò)變流器、逆變器等進(jìn)行電能轉化,進(jìn)行儲存或者并入電網(wǎng),儲能領(lǐng)域也是如此,儲能變流器需要控制儲能電池組的充放電,進(jìn)行交直流變換,功率器件作為其核心電能變換器件,需求迎來(lái)大幅增長(cháng)。在光伏發(fā)電領(lǐng)域中,光伏逆變器主要分為集中式逆變器、組串式逆變器和微型逆變器,對于不同的應用環(huán)境和功率要求,選擇不同類(lèi)型逆變器。光伏逆變器中包含升壓模塊和逆變模塊。一般光伏逆變器采用3相全橋形式,逆變模塊需要6組IGBT。以陽(yáng)光電源的逆變器 SG125HV 為例,使用了3個(gè)英飛凌的IGBT模塊,每個(gè)模塊中封裝了2組 IGBT。升壓模塊中用到 Boost 電路,會(huì )根據功率需求配置幾組 MOSFET 器件。因為碳化硅器件轉換效率高,逐漸在新能源發(fā)電中被采用。
國產(chǎn)光伏逆變器廠(chǎng)商市占率全球領(lǐng)先,2019年在全球逆變器出貨排名前十中,有六家來(lái)自中國的供應商,分別為:華為、陽(yáng)光電源、古瑞瓦特、錦浪科技、上能電氣和固德威。其中華為和陽(yáng)光電源市占率分別達22%和13%,位居全球前二。國產(chǎn)逆變器廠(chǎng)商實(shí)力雄厚,出貨量穩固,也利于國產(chǎn)功率器件進(jìn)入國際市場(chǎng)。
在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域,風(fēng)電變流器根據風(fēng)速大小適應發(fā)電機轉速,使風(fēng)機實(shí)現最佳風(fēng)能捕獲,風(fēng)電變流器是關(guān)鍵部件之一。風(fēng)電變流器分為機側和網(wǎng)側兩部分,采用IGBT 模塊。機側和網(wǎng)側的變流器各有6組 IGBT,共計12 組。單個(gè)功率模塊功率有限,每組 IGBT 會(huì )用多個(gè) IGBT 模塊進(jìn)行并聯(lián),以達到需要的電壓和功率。
在碳中和、碳達峰趨勢下,全球風(fēng)電、光伏新增裝機量持續快速增長(cháng),2021年全球光伏新增裝機達175GW,同比增長(cháng)超過(guò) 21%,風(fēng)電新增裝機量約94GW,同比基本持平。隨著(zhù)風(fēng)力和光伏發(fā)電設備裝機量的增加,電網(wǎng)在輸配、波動(dòng)性調控方面難度加大,儲能市場(chǎng)迎來(lái)爆發(fā)式增長(cháng),預計2025年風(fēng)電,光伏,儲能總計總新增裝機量將增長(cháng)至 687GW。結合功率器件每 GW 的價(jià)值,根據測算,2021年全球光伏逆變器、風(fēng)電變流器、儲能變流器需要的功率器件市場(chǎng)大約114億元,2025年有望增長(cháng)至255億元(按照 6.7 的匯率折算為38 億美元),復合增速達到22%。
05.超結MOSFET驅動(dòng)力:直流充電樁/5G/新能源車(chē)帶來(lái)發(fā)展新機遇
充電樁:高壓超級結MOSFET 順應國內直流充電樁“快充”發(fā)展潮流日益提升的快充需求下直流充電樁滲透率提升至四成,功率不斷提升。充電樁可分為公共直流/公共交流/私人樁,高充電功率的直流樁充電速度最快,而私人樁、公共交流樁充電功率低、充電時(shí)間長(cháng)。隨著(zhù)下游新能源汽車(chē)市場(chǎng)的爆發(fā),國內對配套設施充電樁的需求也日益增加。據Wind數據顯示,2021年國內公共充電樁保有量114.70萬(wàn)個(gè),2016-2021 年CAGR 高達 52.02%。其中17 年至19年,直流充電樁的占比從28.7%上升至41.6%,占比提升較快,21 年直流充電樁占比保持約四成左右。直流充電方式相較家用標準交流電充電方式速度大幅提高,一個(gè)150kW的直流充電器可以在大約15 分鐘內為電動(dòng)汽車(chē)增加200公里續航,隨著(zhù)新能源汽車(chē)滲透率進(jìn)一步提高,直流電充電方案需求將同步提升,2020 年國內新增直流樁功率達到131KW,未來(lái)直流樁新增裝機功率有望進(jìn)一步提升。此外,Yole預計2020-2025年,全球100kW及以上的大功率直流充電樁數量將以高達36.85%的CAGR 增長(cháng),大功率直流快充呈現高速增長(cháng)態(tài)勢。
國內充電樁保有量結構(左);國內公共充電樁保有量及同比增速(右):
資料來(lái)源:Wind
超級結MOSFET 成快充主流選擇,2025年全球直流樁SJ MOS 市場(chǎng)規模有望超20億元。直流充電樁則通過(guò)自帶的AC/DC充電模塊將輸入的交流電轉為直流電,不通過(guò)OBC直接完成變壓整流。超級結 MOSFET 因其更低的導通損耗、開(kāi)關(guān)損耗、高可靠性、高功率密度,已成為主流的大功率充電樁功率器件應用產(chǎn)品。根據充電樁功率模塊電路結構,隨著(zhù)平均單樁功率提升,我們預測2025年直流樁單樁 SJ MOS 用量 168 顆,結合IEA 預測2025年全球直流樁新增保有量達84.6萬(wàn)個(gè),在SJ MOS 單顆售價(jià)15.8 元,市場(chǎng)滲透率達90%的假設下,我們預計 2025 年全球直流樁 SJ MOS 市場(chǎng)規模為20.3億元,對應21-25年CAGR為34.9%,其中22-24 年的CAGR為42.8%;2025年國內市場(chǎng)規模為12.7億元,對應21-25 年CAGR 為60.4%,其中22-24 年的CAGR為56.7%。
全球直流充電樁保有量預測(左);全球直流充電樁超結MOSFET市場(chǎng)規模預測(右):
資料來(lái)源:Yole
我國新能源汽車(chē)銷(xiāo)量增速有望持續高企,單車(chē)功率半導體用量是傳統燃油車(chē)的5倍。據中國汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì )統計,2021年國內新能源汽車(chē)銷(xiāo)量實(shí)現爆發(fā)性增長(cháng),全年銷(xiāo)售共計352萬(wàn)輛,同比增長(cháng)157.48%。在“碳中和”、“碳達峰”目標下,我國新能源汽車(chē)市場(chǎng)高景氣度有望持續。新能源汽車(chē)中的功率半導體含量大大增加,主要增量來(lái)源于逆變器中的IGBT 模塊、DC/DC 中的高壓MOSFET、輔助電器中的IGBT 分立器件、OBC 中的超級結MOSFET。據英飛凌數據顯示,一輛電動(dòng)車(chē)的MOSFET分立器件用量接近200個(gè),部分高端新能源汽車(chē)車(chē)型對MOSFET 的需求可達400個(gè)/輛以上。純電動(dòng)車(chē)功率半導體價(jià)值量為350美元,是傳統燃油車(chē)單車(chē)價(jià)值量71美元的五倍。
新能源車(chē)中OBC、DC/DC 均可采用超級結MOSFET,2025 年全球EV SJ MOS 的市場(chǎng)規模有望成長(cháng)至34.65億元。OBC是由PFC和隔離DC-DC組成的AC-DC轉換器,通過(guò)將來(lái)自地面交流充電樁的交流電進(jìn)行交直流轉換和高低壓變換,給車(chē)載電池充電。此外,DC/DC主要作用是取代傳統汽車(chē)中的12V發(fā)電機,將動(dòng)力電池的高壓電轉換為低壓電,隨后被低壓蓄電池收集,該過(guò)程同樣需要超結MOSFET 的參與。根據Marketline 的預測,2025年全球新能源汽車(chē)銷(xiāo)量2121.7萬(wàn)輛,其中OBC、DC/DC 分別搭載12顆/4顆超結MOSFET,結合17.6 元/顆的單價(jià)及滲透率,我們預計2025 年全球EV SJ MOS 的市場(chǎng)規模有望達到34.7億元,21-25 年CAGR 為30.8%,其中22-24 年CAGR為37.8%;國內市場(chǎng)規模25年有望達到17.7 億元,占全球市場(chǎng)需求超過(guò)50%,21-25 年CAGR 為28.2%,其中22-24年CAGR 為35.1%
全球EV銷(xiāo)量預測(左);全球EV 超結MOSFET市場(chǎng)規模預測(右):
資料來(lái)源:Marketline
二 國產(chǎn)替代需求強烈
01 國際大廠(chǎng)仍居主導地位,IDM與Fabless并
在主要細分領(lǐng)域中,英飛凌市場(chǎng)份額遙遙領(lǐng)先,在功率MOSFET、IGBT單管、IGBT 模塊市場(chǎng)份額分別為24.4%、29.3%、36.5%,接下來(lái)便是安森美、意法、東芝、瑞薩、三菱等歐美日系企業(yè)??上驳氖?,功率 MOSFET 市場(chǎng),華潤微、安世、士蘭微躋身前十,IGBT 單管市場(chǎng)士蘭微、IGBT 模塊市場(chǎng)的斯達也都進(jìn)入全球前十,雖然目前市場(chǎng)占有率還較低,但也說(shuō)明了產(chǎn)品力在持續提升。
全球功率器件競爭格局:
資料來(lái)源:Omidia
IDM、Fabless 并存,MOSFET 仍由歐美日主導 IDM 與 Fabless 模式并存。目前,半導體企業(yè)采用的經(jīng)營(yíng)模式主要可以分為 IDM 模式和Fabless 模式。IDM 模式具有技術(shù)的內部整合優(yōu)勢,有利于積累工藝經(jīng)驗,但資金投入較大,且容易在半導體下行周期中受制于原有產(chǎn)能,陷入被動(dòng)局面。隨著(zhù)全球半導體產(chǎn)業(yè)分工的逐步細化,Fabless 模式已成為芯片設計企業(yè)的主流經(jīng)營(yíng)模式之一,行業(yè)整體呈現 IDM 與Fabless 共存的局面。
功率器件產(chǎn)業(yè)鏈:
資料來(lái)源:各公司公告
02 功率器件壁壘高,國際大廠(chǎng)具先發(fā)優(yōu)勢
功率器件市場(chǎng)長(cháng)期由國際大廠(chǎng)主導,主要在于行業(yè)壁壘高,特別是在制造、封裝工藝上,需要有深厚的積累,同時(shí)又有很高的認證門(mén)檻。功率器件在半導體行業(yè)中屬于特色工藝,并不追求先進(jìn)制程,除了光刻之外,溝槽、減薄、能量注入,背面金屬化等,這些獨有的工藝加深了行業(yè)的壁壘。
功率器件的封裝工藝也十分重要,直接關(guān)系到器件性能。優(yōu)秀的封裝工藝能提高器件的最大功率和耐久性,同時(shí)也需要長(cháng)時(shí)間的技術(shù)積累。未來(lái)在SiC被逐漸應用之后,為最大化挖掘其性能,新的封裝形式和封裝技術(shù)將會(huì )被大量使用,如銀燒結,AMB,轉模封裝等。英飛凌、安森美、意法等國際大廠(chǎng),在制造、封裝工藝上有著(zhù)深厚的技術(shù)沉淀,并且都是 IDM 模式,工藝經(jīng)驗持續積累、提升。以英飛凌為例,IGBT產(chǎn)品歷經(jīng)七代升級,從最初的平面柵到溝槽工藝,再到最新的微溝槽,功率密度持續提升,同時(shí)具備更好地開(kāi)關(guān)性能,損耗也持續降低。
03 功率器件下游認證難度大,鞏固了龍頭的行業(yè)地位
功率器件行業(yè)下游主要為汽車(chē)、工控、光伏等工業(yè)領(lǐng)域,相較于消費電子,器件認證難度更大,對產(chǎn)品可靠性,耐久性要求高。特別是汽車(chē)行業(yè),除了標準AECQ 等測試,Tier1 和整車(chē)廠(chǎng)都有測試標準。測試要求復雜,難度高,也需要較大資金投入。新廠(chǎng)商的進(jìn)入門(mén)檻較高,也鞏固了龍頭企業(yè)的領(lǐng)先地位。
04 國產(chǎn)廠(chǎng)商實(shí)現技術(shù)突破
近年來(lái)國內功率半導體公司成長(cháng)迅速,有以士蘭微、華潤微、時(shí)代電氣、安世為代表的 IDM廠(chǎng)商,也有以斯達半導、新潔能、東微半導為代表的Fabless公司,以及IDM和Fabless 并舉的揚杰科技。產(chǎn)品方面,士蘭微、安世、揚杰科技品類(lèi)較為齊全,斯達半導、時(shí)代電氣聚焦 IGBT,華潤微、新潔能和東微半導聚焦MOSFET,并都有所突破,士蘭微做到了全球前十,斯達半導 IGBT 模塊市場(chǎng)前十,安世MOSFET 市場(chǎng)前十,華潤微MOSFET 市場(chǎng)前十。
在技術(shù)方面,國產(chǎn)廠(chǎng)商也在各自?xún)?yōu)勢領(lǐng)域,各有突破。士蘭微完成12 寸功率產(chǎn)線(xiàn)建設并成功量產(chǎn);斯達半導完成第七代 IGBT 研發(fā),并進(jìn)入量產(chǎn)階段,對標英飛凌最新產(chǎn)品;東微半導體推出高功率超級結產(chǎn)品,打破國外廠(chǎng)商壟斷;新潔能的新一代SGT產(chǎn)品,提高轉換效率,步入車(chē)規市場(chǎng)。隨著(zhù)越來(lái)越多國產(chǎn)廠(chǎng)商產(chǎn)品取得突破,進(jìn)入車(chē)規和風(fēng)光儲市場(chǎng),國產(chǎn)替代進(jìn)入加速期。
在IGBT模塊產(chǎn)品中,選取英飛凌和斯達兩款產(chǎn)品進(jìn)行對比,分別采用GD1200和 FF1200 系列中高壓、高電流產(chǎn)品,IGBT 芯片也處于同一代工藝技術(shù)。這類(lèi)產(chǎn)品主要應用在UPS系統,風(fēng)電換流器,電機傳動(dòng)系統中。這兩個(gè)模塊性能耐壓和最大電流分為為 1200V 和 1200A。產(chǎn)品主要性能上,斯達產(chǎn)品的柵極-發(fā)射極峰值電壓(VGES),在各個(gè)條件下導通壓降(VCE(SAT))性能和英飛凌相當。而在一些開(kāi)關(guān)控制特性上如柵極閾值電(VGEth),導通和關(guān)斷損耗(Eon,Eoff)這些特性與英飛凌的產(chǎn)品有一些差距。公司的產(chǎn)品與同代的國際龍頭在產(chǎn)品特性上基本達到同一水平。
三 功率半導體供需分析
2022年國內IGBT產(chǎn)業(yè)進(jìn)入爆發(fā)期,國產(chǎn)IGBT廠(chǎng)商在車(chē)載IGBT領(lǐng)域的替代進(jìn)程會(huì )加速。一方面國內新能源汽車(chē)2022年銷(xiāo)量預期都比較樂(lè )觀(guān),市場(chǎng)預期平均增速在50%以上,但是國外IGBT芯片廠(chǎng)商如英飛凌和安森美等大廠(chǎng)的交期平均都在一年以上,同時(shí)海外如歐洲和美國的電動(dòng)車(chē)市場(chǎng)也開(kāi)始進(jìn)入高速增長(cháng)期,這些國際大廠(chǎng)會(huì )優(yōu)先保障本土供應。在供需偏緊的情況下,國產(chǎn)IGBT廠(chǎng)商對于國內電動(dòng)車(chē)主機廠(chǎng)而言成為了最重要的芯片供應保障,而且時(shí)代電氣、士蘭微和華虹半導體等廠(chǎng)商的IGBT產(chǎn)能已經(jīng)在2021年底相繼投產(chǎn),有望成為IGBT芯片國產(chǎn)化最受益的廠(chǎng)商。對于國內的IGBT廠(chǎng)商而言,最受益的廠(chǎng)商還是以IDM模式為主的廠(chǎng)商,如比亞迪半導體,時(shí)代電氣和士蘭微。
我們認為市場(chǎng)對于IGBT芯片供給大幅開(kāi)出以后導致IGBT芯片市場(chǎng)競爭加劇的擔憂(yōu)大可不必,我們梳理了國內明年新增的IGBT產(chǎn)能,如果拉平2022年全年的IGBT供應增量,預計為5.04萬(wàn)片/月,如果考慮良率等問(wèn)題,預計實(shí)際產(chǎn)能不足4萬(wàn)片/月,對于明年200萬(wàn)輛電動(dòng)車(chē)的IGBT芯片消耗量就達到2-3萬(wàn)片/月,如果再考慮光伏和風(fēng)電等領(lǐng)域用到的IGBT芯片,預計產(chǎn)能供應相對偏緊張。
假設2030年全球汽車(chē)銷(xiāo)量達到1億輛,如果50%的燃油車(chē)替換為電動(dòng)車(chē),對應約5000萬(wàn)輛電動(dòng)車(chē),按照單車(chē)功率半導體價(jià)值量為400美元計算,預計全球車(chē)規功率半導體市場(chǎng)規模達到200億美元,如果國內電動(dòng)車(chē)市場(chǎng)占全球的50%,那么2030年國內車(chē)規功率半導體市場(chǎng)空間將達到100億美元。存量市場(chǎng)2021年全球功率半導體市場(chǎng)規模將增長(cháng)至441億美元,國內需求占全球市場(chǎng)份額的36%,2021年市場(chǎng)規模有望達到159億美元,未來(lái)十年按照5%的復合增速測算,存量市場(chǎng)如工控和家電領(lǐng)域的需求在2030年將達到239億美元。光伏領(lǐng)域對于功率半導體市場(chǎng)需求為30億美元,加總以后預計到2030年國內功率半導體市場(chǎng)空間達到369億美元,對應2500億人民幣左右的市場(chǎng)空間。
1臺新能源汽車(chē)平均消耗一片8英寸硅片,其中分立器件、IGBT消耗0.4片,DMOS占0.1片,IC占了0.5片,主要是MCU和電源管理芯片,2021年新能源汽車(chē)銷(xiāo)量為340萬(wàn)臺,同比增長(cháng)1.5倍,預計2022年國內新能源汽車(chē)銷(xiāo)量達到500萬(wàn)輛,對應的增量需求為160萬(wàn)片8寸晶圓,折合13~14萬(wàn)片月產(chǎn)能,如果2025年國內電動(dòng)車(chē)銷(xiāo)量達到1000萬(wàn)輛,對應增量需求為54-55萬(wàn)片月產(chǎn)能。
截止2020年12年全球晶圓產(chǎn)能約為2082萬(wàn)片/月(等效8寸),中國大陸晶圓產(chǎn)能占比為15.3%,預計為318.4萬(wàn)片/月(等效8寸),國內主要晶圓廠(chǎng)12寸產(chǎn)能約100萬(wàn)片/月,8寸產(chǎn)線(xiàn)約為115萬(wàn)片/月。其中我們統計國內所有功率半導體廠(chǎng)商新增產(chǎn)線(xiàn)的產(chǎn)能增量,預計2022年全年新增功率半導體產(chǎn)能為18萬(wàn)片/月(等效8寸),如果假設2022年國內新增電動(dòng)車(chē)銷(xiāo)量為200萬(wàn)臺,全球新增500萬(wàn)臺電動(dòng)車(chē),所需要對應約250萬(wàn)片8寸的年產(chǎn)能,對應需要新增20.8萬(wàn)片月產(chǎn)能,而全球功率半導體的新增產(chǎn)能幾乎都在中國,僅僅滿(mǎn)足全球的電動(dòng)車(chē)的需求新增供給尚且不夠,如果考慮光伏需要的產(chǎn)能則供應缺口進(jìn)一步增加。
結語(yǔ):
功率器件國產(chǎn)化率僅為 22%,高端產(chǎn)品國產(chǎn)化率更低。據我們統計 2021 年國內主要功率器件上市公司相關(guān)收入占國內功率器件總市場(chǎng)比重僅 22%,且當前國內功率器件仍以二極管、晶閘管等低端產(chǎn)品居多,高端產(chǎn)品如 IGBT、SiC 等國產(chǎn)化率更低。當前國內廠(chǎng)商在高性能功率器件持續發(fā)力,產(chǎn)品性能、可靠性和穩定性等已具備對標海外一線(xiàn)龍頭的能力,隨著(zhù)未來(lái)下游需求的持續增長(cháng),功率器件國產(chǎn)化率有望進(jìn)一步提升。
重視國內廠(chǎng)商的產(chǎn)品品類(lèi)從低端向高端切換,產(chǎn)品下游應用領(lǐng)域優(yōu)化以及晶圓產(chǎn)線(xiàn)的升級節奏。當前國內廠(chǎng)商正在經(jīng)歷幾大重要變化:1)產(chǎn)品品類(lèi)從過(guò)去以二極管、晶閘管、平面型 MOS向性能更加優(yōu)越的超結、屏蔽柵 MOS 升級,同時(shí)在 IGBT、SiC 器件加快布局;2)下游需求結構中,新能源行業(yè)的占比快速提升,帶動(dòng)廠(chǎng)商營(yíng)收增速和毛利率的進(jìn)一步上升;3)從6寸到8寸,再到 12 寸晶圓升級,主推產(chǎn)品性能、成本優(yōu)勢進(jìn)一步提升。
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