1、2022年功率半導(dǎo)體行業(yè)市場(chǎng)現(xiàn)狀及未來(lái)前景分析1、 電力電子行業(yè)的核心器件，功率半導(dǎo)體大有可為1.1 功率半導(dǎo)體是半導(dǎo)體行業(yè)的重要分支，應(yīng)用領(lǐng)域廣闊功率半導(dǎo)體又被稱為電力電子器件，是電子裝置電能轉(zhuǎn)換與電路控制的核心，其本質(zhì)是利用半導(dǎo)體的單向?qū)щ娦詫?shí)現(xiàn)電源開(kāi) 關(guān)和電力轉(zhuǎn)換的功能，從發(fā)電、輸電、變電、配電到用電，電力電子技術(shù)通過(guò)對(duì)電能的變壓、逆變、整流、斬波、變頻、變 相、開(kāi)關(guān)等，將發(fā)電端的“粗電”變成用電端的“精電”以供使用，可以提高能量轉(zhuǎn)換效率，減少功率損失。根據(jù) WSTS 的分類，半導(dǎo)體可劃分為四大類：集成電路、分立器件、光電器件和傳感器。功率半導(dǎo)體主要分為功率分立器 件和功率 IC 兩大類

2、，其中功率 IC 是由功率分立器件加上保護(hù)電路和驅(qū)動(dòng)電路組成的，屬于集成電路中的模擬 IC，而功率 分立器件是分立器件的重要組成部分。據(jù)中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，半導(dǎo)體功率器件是帶動(dòng)中國(guó)半導(dǎo)體分立器件市場(chǎng)增長(zhǎng)的 主要?jiǎng)恿?。功率分立器件主要包括二極管、晶閘管、BJT、MOSFET、IGBT等產(chǎn)品；功率 IC可分為 DC/DC、AC/DC、PMIC、 驅(qū)動(dòng) IC等。根據(jù)智研咨詢的數(shù)據(jù)顯示，功率 IC在 2019年功率半導(dǎo)體市場(chǎng)中份額占比過(guò)半；MOSFET和 IGBT份額占比分 別為 16.4%和 12.4%，技術(shù)門檻相對(duì)較高，是目前市面上主流且未來(lái)增長(zhǎng)最強(qiáng)勁的功率器件。功率半導(dǎo)體器件下游應(yīng)用領(lǐng)域覆蓋

3、面廣,為了滿足更廣泛和復(fù)雜的應(yīng)用場(chǎng)景和環(huán)境，種類從二極管逐漸拓展到 BJT、GTO， 再到 MOSFET、IGBT，從不可控型向全控型方向演進(jìn)，發(fā)展路徑清晰，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)層次豐富，每種產(chǎn)品也在應(yīng)用中不斷突破 原有技術(shù)瓶頸，衍生出眾多規(guī)格和型號(hào)。以功率 MOSFET 為例，自 20世紀(jì) 70年代問(wèn)世以來(lái)，功率 MOSFET得到快速發(fā)展，已成為主流的功率器件，在產(chǎn)品種類、 材料、工藝技術(shù)等方面不斷尋求新的解決方案,主要沿著工藝進(jìn)步、器件結(jié)構(gòu)改進(jìn)和使用寬禁帶半導(dǎo)體材料等技術(shù)方向演進(jìn)， 器件的功率密度、開(kāi)關(guān)頻率、工作結(jié)溫、導(dǎo)通和開(kāi)關(guān)損耗、集成度、可靠性也在不斷優(yōu)化，相應(yīng)的器件設(shè)計(jì)及制造難度也隨 之提高。具

4、體來(lái)看功率 MOSFET 的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新與優(yōu)化，功率密度的提升成為功率器件發(fā)展的核心方向，比導(dǎo)通電阻 Rsp（導(dǎo)通電阻與 有效管芯面積的乘積），綜合考慮了導(dǎo)通損耗與開(kāi)關(guān)面積的制約關(guān)系，是評(píng)價(jià) MOSFET功率器件功率密度的核心指標(biāo)。Rsp 越小，意味著相同芯片面積下導(dǎo)通電阻越小，器件功率密度越大，或相同功率密度下功率器件面積越小。平面型 MOSFET 成為功率 MOSFET 的主流結(jié)構(gòu)之后，在高壓和中低壓領(lǐng)域分別出現(xiàn)了不同的創(chuàng)新 MOSFET結(jié)構(gòu)。高壓功 率 MOSFET通常工作電壓在 400V 以上，包括平面型和超結(jié)型。在高壓領(lǐng)域，超結(jié)結(jié)構(gòu)成為功率 MOSFET 的里程碑，是未 來(lái)主要的研發(fā)迭代

5、方向。 隨著下游應(yīng)用領(lǐng)域終端產(chǎn)品對(duì)器件耐壓要求的不斷提高，常規(guī)功率 MOSFET 擊穿電壓與比導(dǎo)通電阻之間的“硅極限”關(guān)系 矛盾日益凸顯，即一般而言，器件承受的電壓越高，器件的導(dǎo)通損耗會(huì)急劇增大，功率密度也相應(yīng)顯著降低。針對(duì)于此，英 飛凌在 1998年專門推出了超結(jié)結(jié)構(gòu)的新型功率 MOSFET，打破了“硅極限”關(guān)系，因而被迅速采用并被市場(chǎng)快速接受。其 2013 年推出的 CoolMOS C7系列 600V 產(chǎn)品比導(dǎo)通電阻極低，代表了行業(yè)最先進(jìn)水平。超結(jié) MOSFET 功率器件通常需要 更高的設(shè)計(jì)及工藝技術(shù)水平，能夠突破平面型的性能瓶頸，可用于更大功率環(huán)境。中低壓 MOSFET 功率器件通常指工

6、作電壓在 10V-300V 之間的 MOSFET 功率器件，包括溝槽柵和屏蔽柵 MOSFET，應(yīng)用 于電動(dòng)工具、機(jī)器人、無(wú)人機(jī)、新能源汽車電機(jī)控制、移動(dòng)電源、適配器、鋰電池保護(hù)等產(chǎn)品中。溝槽型 MOSFET 將平面 型的水平導(dǎo)電溝道改進(jìn)為垂直導(dǎo)電溝道，元胞尺寸縮小，元胞密度得以提高，從而降低了單位面積導(dǎo)通電阻。 隨后出現(xiàn)的屏蔽柵溝槽 MOSFET 逐漸成為中低壓領(lǐng)域未來(lái)研發(fā)迭代的主要方向。屏蔽柵溝槽 MOSFET 是一種改進(jìn)型溝槽 式功率 MOSFET，與超結(jié)結(jié)構(gòu)類似，亦突破了“硅極限”關(guān)系，顯著降低了器件的單位面積導(dǎo)通電阻，還大幅降低了品質(zhì) 因子。屏蔽柵器件結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，需要更高的技術(shù)設(shè)計(jì)能力

7、及制造工藝水平，能夠突破普通溝槽柵的性能瓶頸，具備更好的導(dǎo) 通特性，開(kāi)關(guān)損耗更小且功率密度更高。英飛凌最初以溝槽型 MOSFET 為主要產(chǎn)品，隨后于 2016 年推出的 100V 屏蔽柵 溝槽 MOSFET，代表了行業(yè)最先進(jìn)水平。不同的功率半導(dǎo)體根據(jù)其器件特性分別適用于不同的功率、頻率范圍及應(yīng)用領(lǐng)域，MOSFET 和 IGBT 門檻較高，也是目前 市面上主流的功率半導(dǎo)體器件。MOSFET是一種可以廣泛使用在模擬電路與數(shù)字電路的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，包括小信號(hào) MOSFET 和功率 MOSFET 兩類。功率 MOSFET具有導(dǎo)通電阻低、開(kāi)關(guān)損耗小、工作頻率快、驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單、熱阻特性好等優(yōu)點(diǎn)， 適合于消費(fèi)

8、電子、5G通信、汽車電子、計(jì)算機(jī)及外設(shè)設(shè)備、工業(yè)電源等領(lǐng)域，是中小功率應(yīng)用領(lǐng)域的主流開(kāi)關(guān)器件。IGBT 驅(qū)動(dòng)功率小而飽和壓降低，工作頻率相較于 MOSFET 低，但能承受更高的電壓和電流，成為高壓、大功率應(yīng)用領(lǐng)域的主流 開(kāi)關(guān)器件，適合用于直流電壓為 600V 及以上的變流系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、電動(dòng)汽車、軌道交通、新能源發(fā)電、智能電網(wǎng)、 航空航天等領(lǐng)域。1.2 應(yīng)用和系統(tǒng) know-how 價(jià)值量高，可靠性和穩(wěn)定性要求高功率半導(dǎo)體的價(jià)值鏈相比于標(biāo)準(zhǔn) CMOS 少了 IP 核、設(shè)計(jì)流、軟件三個(gè)要素，以前端制造、后端封裝以及應(yīng)用和系統(tǒng) know-how 為主要價(jià)值要素。即功率半導(dǎo)體的產(chǎn)品差異主要來(lái)源

9、于基于行業(yè) know-how的設(shè)計(jì)能力、前端晶圓制造的工藝水平以及后端 芯片封裝工藝水平，三者共同決定了產(chǎn)品和技術(shù)能力。在設(shè)計(jì)方面，不同于數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)的提升主要依靠 EDA 工具的不斷革新與優(yōu)化，功率半導(dǎo)體設(shè)計(jì)更加關(guān)注功率密 度、功耗等性能和可靠性和穩(wěn)定性，以及下游具體應(yīng)用環(huán)境對(duì)器件特性的差異性要求，研發(fā)設(shè)計(jì)人員不僅需要具備豐富的芯 片設(shè)計(jì)方法，還需要深入理解晶圓制造工藝和功率器件的具體應(yīng)用環(huán)境。核心技術(shù)主要來(lái)源于各類功率器件產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程中 的設(shè)計(jì)和工藝經(jīng)驗(yàn)積累，受應(yīng)用推動(dòng)，對(duì)于工程師的依賴程度更高，需要其具備扎實(shí)的多學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)和豐富的經(jīng)驗(yàn)。在產(chǎn)品方面，由于功率半導(dǎo)體的下游應(yīng)用領(lǐng)域十

10、分廣泛，且功率半導(dǎo)體設(shè)計(jì)與應(yīng)用領(lǐng)域緊密貼合，應(yīng)用場(chǎng)景要求及應(yīng)用端產(chǎn) 品需求的不斷變化推動(dòng)了行業(yè)內(nèi)企業(yè)持續(xù)創(chuàng)新升級(jí),因此功率半導(dǎo)體的工藝平臺(tái)繁多、產(chǎn)品種類豐富。領(lǐng)先的功率半導(dǎo)體企業(yè)依靠長(zhǎng)期的技術(shù)積累形成豐富的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，涵蓋各大應(yīng)用領(lǐng)域，且能夠?yàn)榫唧w應(yīng)用領(lǐng)域提供綜合解決方案，因而占據(jù)了較 高的市場(chǎng)份額。以龍頭英飛凌為例，其功率半導(dǎo)體產(chǎn)品劃分了 15 個(gè)大類，僅功率MOSFET 就有超過(guò) 2500 種細(xì)分型號(hào)。 由于功率半導(dǎo)體多用在大功率工作環(huán)境，客戶對(duì)產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性要求較高。一方面，公司導(dǎo)入客戶一般需要通過(guò)功能 測(cè)試、可靠性測(cè)試等客戶認(rèn)證階段，認(rèn)證周期較長(zhǎng);另一方面，公司產(chǎn)品在通過(guò)客戶認(rèn)證并

11、開(kāi)始批量銷售后，需要保持產(chǎn)品 質(zhì)量穩(wěn)定性和供應(yīng)穩(wěn)定性，從而維持與客戶長(zhǎng)期穩(wěn)定合作，若出現(xiàn)公司產(chǎn)品供應(yīng)不穩(wěn)定，客戶會(huì)提高其他供應(yīng)商的供應(yīng)比例 或?qū)胄鹿?yīng)商，影響公司產(chǎn)品在下游應(yīng)用領(lǐng)域的持續(xù)拓展。2、 功率半導(dǎo)體市場(chǎng)空間廣闊，長(zhǎng)期處于國(guó)外壟斷2.1 功率分立器件和模塊據(jù) Omdia數(shù)據(jù)顯示，2019年全球功率半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模約為 464億美元，2021年全球功率半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 459億美 元，相比 2020年將增長(zhǎng) 6.5%。預(yù)計(jì)至 2024年市場(chǎng)規(guī)模將增長(zhǎng)至 522億美元，2019-2024年的 CAGR 為 2.4%。而中國(guó)作 為全球最大的功率半導(dǎo)體消費(fèi)國(guó)，2019年市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到 177

12、億美元，占全球市場(chǎng)比例高達(dá) 38.1%。預(yù)計(jì)未來(lái)中國(guó)功率半導(dǎo) 體將繼續(xù)保持平穩(wěn)增長(zhǎng)，2024 年市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到 206 億美元，2019-2024 年的 CAGR 為 3.1%。從整個(gè)功率半導(dǎo)體市場(chǎng)來(lái)看，根據(jù)英飛凌的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020年功率半導(dǎo)體器件與模塊全球市場(chǎng)規(guī)模為 209 億美元，英飛凌 以 19.7%的市場(chǎng)占有率占據(jù)領(lǐng)先地位，其次是安森美和意法半導(dǎo)體，市占率分別為 8.3%和 5.5%，CR10接近 60%，全球前 十大功率半導(dǎo)體廠商均為國(guó)外公司。 從整個(gè)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)來(lái)看，目前國(guó)內(nèi)廠商主要以二極管、晶閘管、低壓 MOSFET 等低附加值產(chǎn)品為主，毛利率相對(duì)較低，國(guó)內(nèi) 廠商現(xiàn)已有較為成熟和

13、低成本的產(chǎn)品，占據(jù)了一定市場(chǎng)份額。以二極管為例，由于結(jié)構(gòu)和工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，技術(shù)門檻較低，國(guó) 內(nèi)市場(chǎng)參與者眾多，在 2014 年就已率先實(shí)現(xiàn)了貿(mào)易順差。而在新能源汽車、電力、軌道交通等領(lǐng)域應(yīng)用較多的中高壓 MOSFET、IGBT等中高端產(chǎn)品技術(shù)門檻較高，工藝更復(fù)雜，且客戶認(rèn)證壁壘較高，目前仍主要依賴于進(jìn)口，處于被國(guó)外巨 頭壟斷的現(xiàn)狀，以英飛凌、安森美、意法半導(dǎo)體為主導(dǎo)的國(guó)外企業(yè)占據(jù)了我國(guó)高端功率器件 80%以上的市場(chǎng)份額，國(guó)內(nèi)自 給率嚴(yán)重不足，國(guó)產(chǎn)替代空間巨大。2.2 MOSFET目前 MOSFET 在各領(lǐng)域皆有其身影，工業(yè)、汽車、消費(fèi)電子、通訊、計(jì)算機(jī)等各應(yīng)用對(duì)各種電壓范圍的 MOSFET 都有

14、大 量需求。按照電壓范圍，MOSFET可分為低、中、高壓 MOSFET，低壓 MOSFET 市場(chǎng)規(guī)模最大，消費(fèi)電子中應(yīng)用最廣泛； 中、高壓 MOSFET 則用于工業(yè)、通訊、電動(dòng)車等產(chǎn)業(yè)，對(duì)于產(chǎn)品的要求也在不斷提高。 根據(jù)拓墣產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)測(cè)，2021年 MOSFET市場(chǎng)規(guī)模將達(dá) 97億美元，同比增長(zhǎng) 22.8%，消費(fèi)電子和汽車電子應(yīng)用占比最 高。在汽車電子領(lǐng)域，MOSFET 器件在電動(dòng)馬達(dá)輔助驅(qū)動(dòng)、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向、電機(jī)驅(qū)動(dòng)等動(dòng)力控制系統(tǒng)以及電池管理系統(tǒng)等 功率變換領(lǐng)域都有重要的應(yīng)用場(chǎng)景，尤其是新能源車市場(chǎng)將大幅推升 MOSFET需求，2022年整體 MOSFET市場(chǎng)規(guī)模將首 次達(dá)到 100 億美元

15、。在競(jìng)爭(zhēng)格局方面，2020 年，英飛凌仍以 24.4%的市占率位居全球功率 MOSFET 分立器件市場(chǎng)第一，CR5 約 58.4%，華潤(rùn) 微、安世半導(dǎo)體和士蘭微分別以 3.9%、3.8%和 2.2%的市占率位列第八、第九和第十。2.3 IGBTIGBT是由 BJT和 MOSFET組成的復(fù)合型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件，兼具 MOSFET 的輸入阻抗高、驅(qū)動(dòng)功率小、開(kāi)關(guān)速 度快和 BJT的導(dǎo)通壓降低、載流能力大、耐壓高雙方面的優(yōu)點(diǎn)，被稱為電力電子行業(yè)的“CPU”，在中低頻率、大功率電源 中主要的功率半導(dǎo)體器件，廣泛應(yīng)用于逆變器、變頻器、開(kāi)關(guān)電源、牽引傳動(dòng)中。按照電壓范圍，IGBT又可分為低壓中壓高

16、壓幾類，適用的應(yīng)用領(lǐng)域有所不同。其中消費(fèi)電子使用的 IGBT主要在 600V 以 下的低壓范圍，新能源汽車、工業(yè)控制、家用電器等使用的 IGBT主要在 600V-1200V 的中壓范圍，軌道交通、新能源發(fā)電 和智能電網(wǎng)等使用的 IGBT主要在 1700V-6500V 的高壓范圍。IGBT可按照產(chǎn)品類型分為單管（分立器件）、IGBT模塊和智 能功率模塊 IPM 三類，區(qū)別之處主要在于生產(chǎn)制造技術(shù)和下游應(yīng)用場(chǎng)景均有所差異，IGBT單管、IGBT模塊和 IPM 采用了 不同的電路設(shè)計(jì)和封裝技術(shù)。由于 IGBT模塊的尺寸相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化，芯片間的連接也已在模塊內(nèi)部完成，因此和同容量的器件 相比，具有體積小、

17、重量輕、集成度高、可靠性高、外接線簡(jiǎn)單、散熱穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，在 IGBT應(yīng)用市場(chǎng)中占比過(guò)半。根據(jù) IHS Markit 報(bào)告，2018年全球 IGBT市場(chǎng)規(guī)模約為 62億美元，2012年-2018 年 CAGR達(dá) 11.65%。根據(jù)智研咨詢數(shù) 據(jù)，2019年中國(guó) IGBT市場(chǎng)規(guī)模約為 155億元，2012年-2019年 CAGR為 14.52%，增速快于全球市場(chǎng)。根據(jù)集邦咨詢的 預(yù)測(cè)，中國(guó) IGBT市場(chǎng)規(guī)模將持續(xù)增長(zhǎng)，2025年中國(guó) IGBT市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 522億人民幣，年復(fù)合增速達(dá)到 19%以上，是 細(xì)分市場(chǎng)中發(fā)展最快的半導(dǎo)體功率器件。然而，由于 IGBT對(duì)設(shè)計(jì)及工藝要求較高，國(guó)外起步早且設(shè)備

18、工藝經(jīng)驗(yàn)豐富，而國(guó)內(nèi)企業(yè)產(chǎn)業(yè)化起步較晚，且缺乏相應(yīng)的技 術(shù)人才和工藝基礎(chǔ)，核心芯片依賴于進(jìn)口，長(zhǎng)期受制于人，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)企業(yè)發(fā)展緩慢。在競(jìng)爭(zhēng)格局方面，目前 IGBT市場(chǎng)仍長(zhǎng) 期被國(guó)外巨頭所壟斷，行業(yè)集中度較高。不管從市場(chǎng)份額占比還是營(yíng)收體量來(lái)看，排名第一的英飛凌以絕對(duì)優(yōu)勢(shì)穩(wěn)居第一。細(xì)分來(lái)看，根據(jù)英飛凌的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020年 IGBT分立器件全球市場(chǎng)規(guī)模為 15.9億美元，英飛凌以 29.3%的市場(chǎng)占有率占 據(jù)領(lǐng)先地位，其次分別是富士、三菱、安森美、東芝，CR5約 67.4%；2020年 IGBT模塊全球市場(chǎng)規(guī)模為 36.3億美元，英 飛凌以 36.5%的市場(chǎng)占有率占據(jù)領(lǐng)先地位，其次分別是富士、三菱

19、、賽米控和威科電子，CR5約 66.7%；2020 年 IPM 模塊 全球市場(chǎng)規(guī)模為 14.3億美元，三菱以 32.9%的市場(chǎng)占有率占據(jù)領(lǐng)先地位，其次分別是安森美、英飛凌、富士和賽米控，CR5 約78.3%。我國(guó)只有少數(shù)企業(yè)如斯達(dá)半導(dǎo)位列 IGBT模塊市場(chǎng)第六（2.8%），杭州士蘭微位列IGBT分立器件市場(chǎng)第十（2.6%）、 IPM 模塊市場(chǎng)第九（1.6%），具備一定的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。2.4 國(guó)內(nèi)同行對(duì)比公司同行業(yè)的國(guó)內(nèi)企業(yè)主要有東微半導(dǎo)、士蘭微、華潤(rùn)微、揚(yáng)杰科技、斯達(dá)半導(dǎo)等。其中華潤(rùn)微、士蘭微、揚(yáng)杰科技采用 IDM 模式，而新潔能、斯達(dá)半導(dǎo)、東微半導(dǎo)現(xiàn)階段主要采用 Fabless 模式。但由于功率

20、器件產(chǎn)品具有下游應(yīng)用領(lǐng)域廣、品類結(jié)構(gòu) 層次豐富、衍生出的型號(hào)規(guī)格繁多等特點(diǎn)，行業(yè)需求多樣化，行業(yè)內(nèi)廠商眾多，在業(yè)務(wù)定位、戰(zhàn)略方向和經(jīng)營(yíng)策略、產(chǎn)品布 局、規(guī)格型號(hào)數(shù)量、應(yīng)用領(lǐng)域、主要客群、營(yíng)收利潤(rùn)規(guī)模等方面均存在一定差異。毛利率方面，由于每個(gè)公司的具體業(yè)務(wù)模式、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、業(yè)務(wù)規(guī)模不同，可比公司的毛利率水平差異較大。公司與東微半導(dǎo) 的業(yè)務(wù)模式最為接近，毛利率波動(dòng)幅度基本一致，但毛利率水平高于東微半導(dǎo)，主要是公司的產(chǎn)品以溝槽型功率 MOSFET 和屏蔽柵功率 MOSFET 為主力，且營(yíng)收規(guī)模高于東微半導(dǎo)，已形成一定的規(guī)模效應(yīng)。同時(shí)，由于公司采用 Fabless 的模式，芯片代工和封測(cè)服務(wù)在采購(gòu)成本中

21、比重較大，因此毛利率受上游晶圓代工和封裝測(cè) 試成本波動(dòng)的影響。尤其是比重最大的芯片代工成本容易受到晶圓代工市場(chǎng)短期供需關(guān)系變動(dòng)的影響而出現(xiàn)較大波動(dòng)，導(dǎo)致 公司綜合毛利率發(fā)生相應(yīng)的波動(dòng)，甚至?xí)霈F(xiàn)下游產(chǎn)品銷售價(jià)格下跌但上游晶圓代工價(jià)格仍較高的局面，應(yīng)當(dāng)予以避免。而 華潤(rùn)微、士蘭微等可比公司采用 IDM 的經(jīng)營(yíng)模式，無(wú)需晶圓代工采購(gòu)，因此毛利率受市場(chǎng)因素影響的程度比公司低。此外， 公司專注 MOSFET 為主的高端功率器件的設(shè)計(jì)和銷售，而華潤(rùn)微、揚(yáng)杰科技和士蘭微等可比公司產(chǎn)品種類相對(duì)較多，因此 波動(dòng)相對(duì)較小，而與公司同為 Fabless 模式且同樣專注 MOSFET 領(lǐng)域的東微半導(dǎo)毛利率波動(dòng)也相對(duì)

22、較大。圖：可比公司毛利率3、 “碳中和”核心器件，下游多重需求旺盛在需求端，功率半導(dǎo)體幾乎用于所有需要電能處理和轉(zhuǎn)換的場(chǎng)景，下游應(yīng)用領(lǐng)域廣泛需求穩(wěn)定且持續(xù)增長(zhǎng)，除了消費(fèi)電子、 通信、計(jì)算機(jī)、工業(yè)電子、汽車電子等傳統(tǒng)領(lǐng)域，近年來(lái)，還在新能源汽車/充電樁、新能源發(fā)電、智能電網(wǎng)、軌道交通、 變頻家電等諸多新興應(yīng)用領(lǐng)域中得到快速的應(yīng)用拓展，毫無(wú)疑問(wèn)可以稱得上是“碳中和”的核心器件。下游應(yīng)用領(lǐng)域的蓬勃 發(fā)展引發(fā)了對(duì)功率器件的大量需求，多重需求的迅速崛起為功率半導(dǎo)體行業(yè)帶來(lái)廣闊的發(fā)展空間，驅(qū)動(dòng)行業(yè)天花板不斷上調(diào)。3.1 量?jī)r(jià)齊升，新能源汽車有望成為功率半導(dǎo)體未來(lái)主要增量市場(chǎng)隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的快速發(fā)展，汽車不

23、再只是單純的代步工具，而是逐漸向著電子化的方向發(fā)展升級(jí)。未來(lái)，汽車的電動(dòng)化、 聯(lián)網(wǎng)化、智能化將催生汽車電子化進(jìn)入新的發(fā)展階段。新能源汽車相比于傳統(tǒng)的燃油車新增了電池、電機(jī)、電控“三電”系 統(tǒng)，因此將新增大量電能轉(zhuǎn)換需求，從而帶動(dòng)相關(guān)功率半導(dǎo)體器件獲得顯著的增量需求。 相較于燃料汽車，電動(dòng)車中的功率器件對(duì)工作電流和電壓有更高要求，是新能源汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)、整車熱管理系統(tǒng)、 充電逆變系統(tǒng)等的核心元器件，在新能源汽車領(lǐng)域中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。尤其是 MOSFET 和 IGBT，是新能源汽車電 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的重要組成部分，很大程度上決定了功率密度、系統(tǒng)效率、可靠性和安全性，是汽車電子的核心。新增需求

24、主要有 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 中的超結(jié) MOSFET 等。在新能源汽車中，功率半導(dǎo)體價(jià)值量大幅提升，根據(jù) Strategy Analytics 的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2019年傳統(tǒng)內(nèi)燃汽車中的半導(dǎo)體成本 合計(jì)金額為 338美元，其中功率半導(dǎo)體價(jià)值量為 71美元，占比約 21%；而純電動(dòng)汽車中的半導(dǎo)體成本合計(jì)金額為 704美元， 其中功率半導(dǎo)體價(jià)值量高達(dá) 387 美元，占比顯著提升至55%，相比傳統(tǒng)內(nèi)燃汽車，其單車價(jià)值量提升了近 4.5 倍。汽車電子作為全球功率半導(dǎo)體最大的應(yīng)用市場(chǎng)，近年來(lái)新能源汽車爆發(fā)式增長(zhǎng)為功率半導(dǎo)體帶來(lái)了重

25、要的增量需求。根據(jù) EV 的數(shù)據(jù)，2020年全球新能源汽車（包括純電動(dòng)和插電混動(dòng)車型）總銷量為 324萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng) 43%。德 勤預(yù)計(jì) 2024年全球新能源汽車銷量將達(dá)到 1600萬(wàn)輛。根據(jù)英飛凌的預(yù)測(cè)，到 2023年全球新能源汽車滲透率將超過(guò) 25%， 2027 年全球新能源汽車滲透率將超過(guò) 50%。中國(guó)作為全球最大的汽車市場(chǎng)，受益于汽車電動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)，以及“碳中和”目標(biāo)、新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035 年）等政策的提出，我國(guó)新能源汽車市場(chǎng)蓬勃發(fā)展。中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)顯示，2020年中國(guó)新能源汽車銷量達(dá) 136.7 萬(wàn)輛，2016-2020 年新能源汽車銷量年均復(fù)合增長(zhǎng)率

26、高達(dá) 21.94%。其中純電動(dòng)汽車 2020 年銷量達(dá)到 111.5 萬(wàn)輛，同比增 長(zhǎng) 11.6%，占比 81.56%；插電式混合動(dòng)力汽車 2020年銷量為 25.1萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng) 8.4%。而 2021年，中國(guó)新能源汽車銷 量已達(dá) 352.1萬(wàn)輛，呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，行業(yè)明顯進(jìn)入高景氣周期，量?jī)r(jià)齊升促使新能源汽車有望成為未來(lái)市場(chǎng)增長(zhǎng)的主 要?jiǎng)恿?。作為電?dòng)汽車重要配套設(shè)施，新能源汽車的滲透也帶動(dòng)充電樁保有量的增長(zhǎng)。充電樁的核心是以 MOSFET、IGBT 為控制 單元的充電模塊，對(duì)功率半導(dǎo)體也有大量需求，充電樁的功率越高，充電速度越快，功率半導(dǎo)體價(jià)值量越高。根據(jù)中國(guó)充電 聯(lián)盟的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，202

27、1 年 1月至 12 月，我國(guó)國(guó)內(nèi)公共充電樁保有量從 81.1萬(wàn)臺(tái)增長(zhǎng)到 114.7萬(wàn)臺(tái)。國(guó)家發(fā)改委電動(dòng)汽 車充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展指南 (2015-2020)規(guī)劃到 2020 年國(guó)內(nèi)充換電站數(shù)量要達(dá)到 1.2 萬(wàn)座，分散式充電樁超過(guò) 480 萬(wàn)個(gè)， 充電樁的增加也將成為功率器件的重要增長(zhǎng)點(diǎn)。未來(lái)，在國(guó)務(wù)院新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035)政策的指引下，國(guó)內(nèi)新能源汽車滲透率將繼續(xù)快速提升，功率半 導(dǎo)體市場(chǎng)需求將持續(xù)放量。集邦咨詢則預(yù)測(cè)到 2025年中國(guó)新能源汽車所用 IGBT市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到210億元，與充電樁用 IGBT 合計(jì) 310億元。未來(lái)新能源汽車相關(guān)市場(chǎng)發(fā)展前景廣闊，有望成為 MO

28、SFET、IGBT等功率半導(dǎo)體市場(chǎng)持續(xù)增長(zhǎng)的重要?jiǎng)恿Α?.2 新能源發(fā)電裝機(jī)量快速增長(zhǎng)拉動(dòng)功率半導(dǎo)體需求由于需要輸出符合電網(wǎng)要求的交流電，新能源發(fā)電增加了大量對(duì)于整流器、逆變器及變壓器的需求，二極管、MOSFET、IGBT 等功率半導(dǎo)體因此應(yīng)用廣泛。在光伏逆變器和風(fēng)力發(fā)電逆變器中，以 MOSFET、IGBT為代表的功率半導(dǎo)體和模組是電力轉(zhuǎn) 換和控制的核心元器件，能起到提高轉(zhuǎn)換效率和電流密度的作用。隨著節(jié)能減排需求的提升以及可再生能源發(fā)電成本的降低，全球的太陽(yáng)能光伏、風(fēng)能等新能源發(fā)電行業(yè)快速發(fā)展。在光伏發(fā) 電方面，根據(jù) IRENA 的數(shù)據(jù)，全球光伏發(fā)電 LCOE 已從 2010年的 0.378美

29、元/kwh下降至 2019年的 0.068 美元/kwh，平 價(jià)上網(wǎng)推動(dòng)了全球光伏發(fā)電市場(chǎng)需求的攀升。根據(jù) CPIA 的數(shù)據(jù)，2020 年全球光伏新增裝機(jī)量為 130GW。CPIA 樂(lè)觀預(yù)測(cè) 下，2025年全球光伏新增裝機(jī)量將達(dá)到 330GW，2020-2025 年 CAGR 約 20.48%。在風(fēng)力發(fā)電方面，根據(jù) GWEC的數(shù)據(jù)， 2020 年全球風(fēng)電新增裝機(jī)量 93GW，其中陸上風(fēng)電 86.9GW，創(chuàng)下歷史新高，預(yù)計(jì) 2025 年全球風(fēng)電新增裝機(jī)量將達(dá)到 111.2GW。在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，根據(jù) CPIA 的數(shù)據(jù)，2020 年中國(guó)光伏新增裝機(jī)量為 48.2GW。CPIA 樂(lè)觀預(yù)測(cè)下，2025 年中

30、國(guó)光伏新增裝機(jī) 量將達(dá)到 110GW，2020-2025年 CAGR約 17.94%。在風(fēng)力發(fā)電方面，根據(jù) GWEC的數(shù)據(jù)，2020年中國(guó)風(fēng)電新增裝機(jī)量54.4GW，其中陸上風(fēng)電 50.6GW，預(yù)計(jì) 2023年中國(guó)風(fēng)電新增裝機(jī)量將達(dá)到 67GW。新能源發(fā)電行業(yè)裝機(jī)容量的快速提升， 將持續(xù)拉動(dòng)對(duì)功率半導(dǎo)體的市場(chǎng)需求。3.3 工業(yè)自動(dòng)化持續(xù)升溫逐步放大功率半導(dǎo)體需求功率半導(dǎo)體是工業(yè)控制及自動(dòng)化的核心元器件，二極管、IGBT等可廣泛用于交流電動(dòng)機(jī)、逆變焊機(jī)、變頻器、伺服器、UPS 等，以實(shí)現(xiàn)精密控制，提高能量功率轉(zhuǎn)換的效率和可靠性，節(jié)約能源的目標(biāo)。工業(yè)領(lǐng)域是電力電子器件應(yīng)用最早期的領(lǐng)域， 也是功率半

31、導(dǎo)體在汽車之外的第二大應(yīng)用領(lǐng)域，作為功率半導(dǎo)體應(yīng)用的基本盤，需求一直穩(wěn)健增長(zhǎng)。工業(yè)領(lǐng)域同時(shí)也是 IGBT最大的應(yīng)用市場(chǎng)，以逆變焊機(jī)和變頻器為例，在節(jié)能環(huán)保政策的貫徹執(zhí)行下，近年來(lái)我國(guó)逆變焊機(jī) 和變頻器市場(chǎng)均呈穩(wěn)步上升態(tài)勢(shì)。根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)，2020 年我國(guó)電焊機(jī)產(chǎn)量為 1108.93 萬(wàn)臺(tái)，同比增加 158.87 萬(wàn)臺(tái)， 電焊機(jī)市場(chǎng)持續(xù)升溫；根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院統(tǒng)計(jì)，2019 年我國(guó)變頻器市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到 495 億元，預(yù)計(jì)到 2025 年市場(chǎng)規(guī)模將 達(dá)到 883 億元。未來(lái)隨著中國(guó)制造 2025和“工業(yè) 4.0”戰(zhàn)略的不斷推進(jìn)，工業(yè)自動(dòng)化的水平將不斷提升，逆變焊機(jī)和 變頻器等市場(chǎng)的逐步擴(kuò)大有望促

32、使其核心部件 IGBT的市場(chǎng)規(guī)模保持穩(wěn)定增長(zhǎng)。3.4 變頻家電滲透率提升支撐功率半導(dǎo)體市場(chǎng)持續(xù)擴(kuò)張變頻化已經(jīng)成為未來(lái)各類家電的發(fā)展趨勢(shì)，變頻家電能將固定頻率的交流電轉(zhuǎn)化成根據(jù)家用電器負(fù)載狀況自動(dòng)調(diào)節(jié)頻率的變 頻電流，相比普通家電具備節(jié)能、高效、降噪、智能控制、使用壽命延長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)，目前主要用于空調(diào)、冰箱、洗衣機(jī)等耗電 較多的家電。家電變頻化使每臺(tái)家電中的功率器件價(jià)值量顯著提升，英飛凌的資料顯示，功率半導(dǎo)體作為家電變頻的核心器 件，在變頻家電中的單機(jī)價(jià)值量為 9.5歐元，相比普通家電中的 0.7歐元提升了十倍以上。白電中具有變頻功能的核心控制 部件是其內(nèi)部將 IGBT、驅(qū)動(dòng)電路以及保護(hù)電路封裝在一

33、起的 IPM 模塊，從而使變頻家電同時(shí)兼?zhèn)涞凸暮透呖煽啃?。以三大白電中變頻化程度最高的家用空調(diào)為例，根據(jù)產(chǎn)業(yè)在線的數(shù)據(jù)，2020 年我國(guó)家用空調(diào)產(chǎn)量達(dá) 14490.6 萬(wàn)臺(tái)，其中變 頻空調(diào)達(dá) 8336.3 萬(wàn)臺(tái)，滲透率達(dá) 57.5%，而 2021 年上半年滲透率進(jìn)一步提升至 66.1%。隨著節(jié)能環(huán)保提效意識(shí)的普及和 增強(qiáng)，預(yù)計(jì)變頻家電滲透率將繼續(xù)穩(wěn)中有升，支撐功率半導(dǎo)體市場(chǎng)持續(xù)擴(kuò)張。3.5 消費(fèi)電子市場(chǎng)是長(zhǎng)期需求，帶動(dòng)功率半導(dǎo)體穩(wěn)定增長(zhǎng)在消費(fèi)電子領(lǐng)域，主板、顯卡的升級(jí)換代、快充、Type-C接口的持續(xù)滲透有望為 MOSFET 等功率半導(dǎo)體帶來(lái)穩(wěn)定且廣泛的 市場(chǎng)需求。MOSFET 是智能手機(jī)的

34、充電保護(hù)電路、放電保護(hù)電路等組件的核心元件，以智能手機(jī)為代表的消費(fèi)電子市場(chǎng)體 量可觀。近年來(lái)，快充快速興起，在手機(jī)電池容量受限的情況下，成為快速解決手機(jī)續(xù)航問(wèn)題的靈丹妙藥，帶動(dòng)核心部件 GaN MOSFET 的用量大幅增加。隨著 USB Type-C PD 發(fā)展成熟，憑借其適用于更高頻率、更高功率環(huán)境的特性，GaN MOSFET 可提升充電器的充電功率、減少體積，成為快充的主流方案。2021 年 10月 19日凌晨蘋果發(fā)布了 2021新款 16英寸的 MacBook Pro，支持最高 140W 大功率快充，是全球首款支持 USB PD3.1快充技術(shù)的筆記本電腦。蘋果目前已經(jīng)建立了自家的 PD快

35、充生態(tài)，旗下 PD快速充電已經(jīng)覆蓋了 18W 到 140W 的 功率范圍。此次首發(fā)的支持 USB PD3.1的 140W GaN快充是目前蘋果推出的功率最高的一款 PD快速充電器，開(kāi)啟了 USB PD3.1 快充時(shí)代的大門。其中的 MOS 管大多為定制料號(hào)，來(lái)自 ST、英飛凌、安森美等國(guó)際知名大廠。 以整流橋?yàn)槔?，大功率電路整流橋長(zhǎng)時(shí)間工作，普遍存在溫度升高的問(wèn)題。針對(duì)于此問(wèn)題，蘋果的 140W 電源適配器專門對(duì) 整流橋溫度過(guò)高的問(wèn)題進(jìn)行了優(yōu)化。相比于傳統(tǒng)電源適配器用二極管構(gòu)成整流橋的方式，蘋果進(jìn)行了創(chuàng)新，采用了用兩顆 MOS 管代替二極管的有源整流方式，使耗能降低、效率提高并減少整流橋的發(fā)熱

36、量。未來(lái)，快充方案的升級(jí)和持續(xù)滲透也 將對(duì)同步整流 MOS 管等提出更高要求，消費(fèi)電子市場(chǎng)的長(zhǎng)期需求有望帶動(dòng) MOSFET等功率半導(dǎo)體市場(chǎng)穩(wěn)步增長(zhǎng)。3.6 以 5G為核心的新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)驅(qū)動(dòng)功率半導(dǎo)體需求增長(zhǎng)以新基建的核心 5G為例，5G產(chǎn)業(yè)鏈自 2019年下半年開(kāi)始呈加速發(fā)展。在基站方面，5G相比于 4G頻譜，主要部署在更 高的毫米波頻段，接收功率與波長(zhǎng)的平方成正比，因而信號(hào)衰減更快，覆蓋半徑大幅減少，為了覆蓋相同面積的通信區(qū)域， 5G 基站的數(shù)量將大幅增加，約為 4G基站數(shù)量的 2-3倍，基站密度的提升對(duì) MOSFET 等功率器件產(chǎn)生了更多的需求。與此 同時(shí)，5G 網(wǎng)絡(luò)因毫米波信號(hào)衰減嚴(yán)

37、重且發(fā)射功率受限，所以需要增加發(fā)射天線和接收天線的數(shù)量，普遍采用大規(guī)模天線陣 列，即使用 Massive MIMO 技術(shù)。根據(jù)廣州、深圳對(duì)華為和中興的 4G 和 5G 基站的耗電實(shí)測(cè)結(jié)果顯示，100%負(fù)載下 5G 是 4G功耗的 2.53.5倍。5G基站對(duì)設(shè)備組件的功率密度要求更高，顯著提高了功率半導(dǎo)體的價(jià)值量。根據(jù)英飛凌的數(shù)據(jù)， Massive MIMO 天線陣列單位天線板的功率半導(dǎo)體價(jià)值量約 100 美元，是傳統(tǒng) MIMO天線的 4 倍之多。另一方面，5G 普及后所帶來(lái)的萬(wàn)物互聯(lián)使得數(shù)據(jù)量爆發(fā)，產(chǎn)生了巨大的算力需求，推動(dòng)了數(shù)據(jù)中心的建設(shè)和擴(kuò)容，整體運(yùn) 算功率提升以及降低能耗的需求帶動(dòng) MO

38、SFET 用量提升。同時(shí)，新興的霧計(jì)算采用分布式架構(gòu)，更接近網(wǎng)絡(luò)邊緣。霧計(jì)算 將數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)及處理分布在網(wǎng)絡(luò)邊緣的本地設(shè)備中，本地運(yùn)算設(shè)備也對(duì) MOSFET 等功率半導(dǎo)體產(chǎn)生了新的應(yīng)用需求。 根據(jù)工信部的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至 2021年 9月末，我國(guó)移動(dòng)電話基站總數(shù)達(dá) 969萬(wàn)個(gè)，同比增長(zhǎng) 5.7%，比上年末凈增 37.7萬(wàn) 個(gè)。其中，4G基站總數(shù)為 586萬(wàn)個(gè)，占比為 60.4%；5G基站總數(shù) 115.9萬(wàn)個(gè)，占移動(dòng)基站總數(shù)的 12%。目前全球范圍內(nèi) 已經(jīng)建成超過(guò) 165萬(wàn)座 5G基站，而中國(guó)占到了全球已建成 5G基站數(shù)量的 70%以上，成為了名副其實(shí)的全球 5G第一大國(guó)， 并且 5G終端連接數(shù)也超

39、過(guò)了 4.5億臺(tái)，占到了全球 80%以上的市場(chǎng)份額。近日印發(fā)的“十四五”信息通信行業(yè)發(fā)展規(guī)劃則進(jìn)一步提出每萬(wàn)人擁有 5G基站數(shù)要從 2020年的 5個(gè)提升到 2025 年的 26個(gè)，5G用戶普及率要從 2020年的 15%提升 到 2025 年的 56%。5G基站由于天線陣列設(shè)計(jì)和基站本身數(shù)量建設(shè)需要將有力帶動(dòng) MOSFET 等功率器件的需求量增長(zhǎng)。4 、功率半導(dǎo)體供需失衡引致景氣度高企，國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)程有望提速4.1 供需失衡促使缺貨漲價(jià)潮迭起自去年下半年以來(lái)，功率器件的供應(yīng)一直處于緊缺當(dāng)中。2021 年上半年，受到疫情影響、電子元器件國(guó)產(chǎn)化加快、新興應(yīng) 用領(lǐng)域興起等因素的持續(xù)影響，功率半導(dǎo)體行

40、業(yè)景氣度日趨升高，上游產(chǎn)能日益緊張。 從供給端來(lái)看，目前功率半導(dǎo)體主要在 8英寸晶圓上加工制造，疫情緩解后下游需求復(fù)蘇使得同樣主要在 8英寸晶圓上生產(chǎn) 的 MCU、CIS、PMIC 等需求大增。由于缺乏 8英寸對(duì)應(yīng)的設(shè)備等原因，fab廠擴(kuò)產(chǎn)意愿并不強(qiáng)，導(dǎo)致全球 8英寸晶圓產(chǎn)能 緊缺，當(dāng)前各大晶圓代工廠的 8英寸訂單飽滿，產(chǎn)能已經(jīng)接近滿載運(yùn)轉(zhuǎn)，國(guó)內(nèi) 8英寸代工廠如華虹、中芯國(guó)際產(chǎn)能利用率均 已超過(guò) 100%。上游晶圓供給不足導(dǎo)致功率半導(dǎo)體供需失衡，而新建一座晶圓代工廠從規(guī)劃到投產(chǎn)需要約一至兩年時(shí)間，由 此預(yù)計(jì)短期內(nèi) 8 英寸產(chǎn)能緊張仍將持續(xù)。圖：華虹單季度出貨片數(shù)除此之外，前期東南亞疫情的持續(xù)蔓延更是加劇了功率半導(dǎo)體供需之間的不平衡，英飛凌、安森美、意法半導(dǎo)體等 IDM 大 廠產(chǎn)能遭到嚴(yán)重沖擊，導(dǎo)致功率半導(dǎo)體不管是交貨周期還是供貨價(jià)格都呈上升趨勢(shì)，部分產(chǎn)品如 MOSFET 交期最長(zhǎng)仍高達(dá) 52 周，處于歷史高位。在新能源等下游需求呈爆發(fā)式增長(zhǎng)的背景下，目前海外進(jìn)口缺貨，市場(chǎng)供不應(yīng)求，國(guó)內(nèi)供需矛盾日 益凸顯。4.2 產(chǎn)能為王，產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)紛紛擴(kuò)產(chǎn)在全球晶圓制造產(chǎn)能緊缺的背景下，產(chǎn)能為王，設(shè)計(jì)廠和 IDM 紛紛采取措施保證產(chǎn)能供給。斯達(dá)半導(dǎo)與華虹達(dá)成了戰(zhàn)略合 作，攜手打造的高功率車規(guī)級(jí) 12英寸 IGBT芯片已通過(guò)終端車企產(chǎn)品驗(yàn)證，同時(shí)擬定增募集 35億元建廠