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两会提案:功率半导体将成为“中国芯”的最好突破口猫游记蓝宝书

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发表于 2020-5-23 04:16 | 显示全部楼层 |阅读模式
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我的关键词 两会提案:功率半导体将成为“中国芯”的最好突破口猫游记蓝宝书  新闻资讯



我的关键词 两会提案:功率半导体将成为“中国芯”的最好突破口猫游记蓝宝书  新闻资讯



出格期间,“两会”的声音加倍值得等待。
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随着中美科技比力短兵相接,两会上代表委员们关于中国半导体财富成长的提案和倡议备受注视。其中民进中心拟提交“关于鞭策中国功率半导体财富科学成长的提案”。
提案表现,近年来,国家出台了一系列政策步伐支持和鞭策半导体财富成长,获得了较为突出的效果,已底子完成了财富链的结构,且在功率半导体范围出现多点开花的杰出情势。
可是,当前从举世功率半导体市场看,一方面传统的硅材料功率半导体仍然有庞大的成长空间,有研讨表现举世市场的碳化硅及氮化镓等新材料功率半导体芯片市场利用量是约3亿多美金,硅材料功率半导体芯片市场利用量横跨200亿美金。国际市场的IGBT芯片支流是硅材料5代、6代及7代产物,国际功率半导体行业以为,硅材料功率半导体材料已经有30多年的大范围市场利用考证,安定牢靠,价格低,另有技术成长空间等特点,在未来最少7至8年左右还是市场利用支流。另一方面以碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)为代表的第三代半导体材料正发财成长而我国碳化硅、氮化镓功率半导体器件研倡议步晚,在技术上仍有很大差异。可喜的是,在国家多项科研筹划的扶持下,这方面已经大幅缩小了与国际的技术差异,并获得了很多成就。
随着产业、汽车、无线通讯和消耗电子等范围新利用的不停出现以及节能减排需求日益迫切,我国功率半导体有庞大的市场需求,轻易催生新财富新技术,在国家政策利好下,功率半导体将成为“中国芯”的最好冲破口。
为此,倡议:
一、进一步完竣功率半导体财富成长政策,大力猖獗扶持硅材料功率半导体芯片技术攻关,立项支持硅材料功率半导体材料、芯片、器件等计划和制造工艺流程技术。经过量年结构和成长,我国在硅材料IGBT芯片技术方面有必定的技术底子和沉淀,可以将会合冲破硅材料6代功率芯片产物计划及批量制造工艺技术作为成长重点,采纳先易后难、治理“有无”题目标成长计谋,尽快实现功率半导体芯片自立供给。
二、加大新材料科技攻关大数据传输、云盘算、AI技术、物联网,包含下一步的能源传输,对收集传输速度及容量提出了越来越高的要求,大功率芯片的市场需求很是大。从财富成长趋向看,碳化硅、氮化镓等新材料利用于功率半导体上风明显,是下一代功率半导体的焦点技术偏向。现在碳化硅、氮化镓市场处于起步阶段,国内厂商与国外传统巨头之间差异较小,国内企业有望在外乡市场利用中实现弯道超车。

  • 一是要把功率半导体新材料研发列入国家筹划,周全安排,竭力抢占计谋制高点。
  • 二是指导企业积极满足未来的利用需求,举行前瞻性结构。鞭策功率半导体龙头企业出力霸占一批财富成长关键技术、利用技术困难,在国际合作中抢占先机。
  • 三是要禁止对新概念的过热炒作。新材料从发现潜力到财富化,必要建立起高效的产学研系统,打造加倍开放包容的投资情况。

三、谨慎支持收买国外功率半导体企业。经过收买很难实现完全学会和把握国际先辈的功率半导体芯片计划及制造工艺技术,同时国外工场制造的产物仍然存在着没法出口到中国的危险。
功率半导体概述


功率半导体是电子装配电能转换与电路控制的焦点,本质上,是经过利用半导体的单领导电性实现电源开关和电力转换的功用,来实现变频、变相、变压、逆变、整流、增幅、开关等,被普遍利用于汽车、通讯、消耗电子和产业范围。 功率半导体严重分为功率器件、功率IC其中功率器件严重包含二极管、晶体管、晶闸管三大种别,其中晶体管是分立器件中市场份额最大的品种。常见晶体管严重有BJT、IGBT和MOSFETMOSFET和IGBT渐渐成为支流,而多个IGBT可以集成为IPM模块,用于大电流和大电压的情况。功率IC是由功率半导体与驱动电路、电源治理芯片等集成而来的模块,严重利用在小电流和低电压的情况。
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图:功率半导体分类(中银证券) 按照Yole数据,2017年功率IC占举世功率半导体市场范围的54%,是市场份额占比最大的功率半导体产物;MOSFET市场范围占比17%;功率二极管市场范围占比15%;由于IGBT的利用频次范围较广,可以大要覆盖较高的功率范围,市场范围占比12%。
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图:功率半导体市场结构(新时代证券)


二极管:二极管是最简单的功率器件,凡是用于稳压电路、整流电路、检波电路等。整流器由二极管与一些金属堆叠而成,两者在功用上类似。按照Yole的数据,2016年举世二极管及整流器市场范围为33.43亿美圆,其中整流器市场范围为27.58亿美圆,占比为82.50%。 MOSFET(金属-氧化物半导体场效应晶体管)可普遍应用于数字电路和模仿电路,应用于开关电源、镇流器、高频感应加热等范围。MOSFET在功率器件中占比最高,2018年举世MOSFET市场范围为59.61亿美圆,占功率器件市场的39.78%。估计2020年举世市场范围可达68.81亿美圆。
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图:举世MOSFET市场范围(新时代证券)


IGBT(绝缘栅双极型晶体管)是机电驱动的焦点,普遍利用于逆变器、变频器等,其利用范围很是普遍,小抵家电、数码产物,大到航空航天、高铁等范围,新能源汽车、智能电网等新兴利用也会大量利用IGBT。IGBT分为IGBT芯片和IGBT模块,IGBT模块常用于大电流和大电压情况。估计2022年举世IGBT芯片市场范围为14.07亿美圆,IGBT模块市场范围为47.75亿美圆
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图:举世IGBT市场范围


功率IC:功率IC凡是由功率器件、电源治理芯片和驱动电路集成而来,能承受的电流比力小,能承受大电流的模块一样平常是IGBT集成构成的IPM模块。功率IC可以分为以下五大类:线性稳压、开关稳压器、 电压基准、开关IC和其他功率IC。
功率半导体的利用范围普遍,市场范围连续增加


按照Yole数据,2017年举世功率半导体市场范围为327亿美圆,估计到2022年到达426亿美圆,复合增加率为5.43%。其中,产业、汽车、无线通讯和消耗电子是功率半导体的前四大终端市场。按照中商财富研讨院的数据,2017年产业利用市场占举世功率半导体市场的34%,汽车范围占比为23%,消耗电子占比为20%,无线通讯占比为23%。随着对节能减排的需求日益迫切,功率半导体的利用范围从传统的产业范围和4C范围渐渐进入新能源、智能电网、轨道交通、变频家电等市场。
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图:举世功率半导体市场范围
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图:功率半导体终端市场格式
受益于产业、电网、新能源汽车和消耗电子范围新兴利用不停出现,功率半导体器件市场范围不停增加。按照Yole数据,2017年举世功率半导体器件市场范围为144.01亿美圆,估计到2022年功率半导体器件市场范围将到达174.88亿美圆,复合增加率为3.96%。
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图:举世功率半导体器件市场范围
产业范围:产业范围是功率半导体最大的市场,数控机床、牵引机等机电对功率半导体需求很大,严重利用的功率半导体是IGBT。

按照中商财富研讨院的数据,2016年举世产业功率半导体的市场范围为90亿美圆,受益于产业技术的进步,2020年举世产业功率半导体的市场范围将到达125亿美圆,复合增加率为8.56%。 汽车电子:与传统汽车相比,电动汽车将新增大量与电池能源转换相关的功率半导体器件,功率半导体利用大幅上升。按照麦肯锡统计数据,纯电动汽车的半导体本钱比传统汽车横跨近1倍。按照中商财富研讨院、英飞凌数据,2017年举世汽车功率半导体市场范围为58亿美圆,估计到2020年到达70亿美圆,复合增加率6.47%。 同时,与新能源汽车相配套的充电桩对功率半导体需求也很大,新能源汽车充电桩分为直流IGBT充电桩和交换MOSFET充电桩,估计2020 年直流充电桩需求为151万个,交换充电桩需求90.6万个,2020年举世充电桩市场对功率半导体的需求为15.22亿美圆。 智能电网:智能电网发电进程中利用大量的逆变器和整流器,其中焦点的功率半导体是 IGBT。光伏电网还必要利用大量的光伏二极管,估计2020年举世光伏功率半导体市场范围27.54亿美圆。 通讯行业:5G将成为通讯功率半导体市场的增加动力,5G通讯带动基站等装备的建立。通讯装备市场范围不停提拔,功率半导体需求不停增加,按照中商财富研讨院数据,举世通讯功率半导体市场范围将由2017年的57.45亿美圆增加至2020年的65.96亿美圆,复合增加率为4.71%,5G基站升级是通讯功率半导体市场最严重的鞭策力。 消耗电子:消耗电子典范很多,电视、手机、冰箱、空调等产物都要使勤恳率半导体,一样平常是小电压的功率半导体,如MOSFET等。受益于Type-C接口遍及以及电子产物升级换代,消耗电子对功率半导体需求稳步增加。按照中商财富研讨院数据,2017年举世消耗电子功率半导体的市场范围为19.6亿美圆,估计到2020年市场范围将到达23亿美圆,复合增加率为5.48%。
市场格式


功率半导体行业壁垒较高,在高端功率器件范围,以美、日、欧龙头厂商为主导。按照IHS统计,英飞凌、安森美、意法半导体、三菱机电、东芝半导体是举世前五的功率半导体供给商,前五大供给商市场占比到达42.6%,前十大供给商占比到达60.6%。 而功率半导体厂商大多采取IDM形式,有完整的晶圆厂、芯片制造厂和封装厂,垂直整合上风明显,对本钱和质量控制本事很强,气力微弱。西欧日的功率半导体厂家大多是IDM形式,以高端产物为主;中国大陆的厂商大多也是IDM形式,产物以低端二极管和高压MOSFET为主,气力较弱;中国台湾以Fabless形式为主,严重负责芯片制造和封装。
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图:功率半导体合作格式情况 从供给端来看,举世功率半导体的严重产地会合在西欧日,占据举世功率半导体大部分的市场份额。其次是中国台湾,现在占据举世10%的市场份额。中国大陆以二极管、高压MOSFET、晶闸管等低端功率半导体为主,现在气力较弱,占据举世10%的市场份额。

从需求端来看,中国事举世最大的功率半导体消耗国。按照Yole数据,中国功率半导体市场空间占举世比例39%,居第一位;

如此看来,中国大陆功率半导体呈供需严厉不婚配的格式,且国内以低端产物为主,国产替换缺口庞大。随着新范围的利用增加以及西欧产物升级财富转移到国内,国内市场将有很大的增漫空间
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图:举世功率器件供给依照地域别离占比
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图:举世功率器件需求按地域别离占比
举世功率半导体厂家


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中国大陆生产企业:
杨杰科技:光伏二极管范围龙头,国内功率器件市占率第二。捷捷微电:消耗电子范围晶闸管龙头, 国内晶闸管市场占据率45%以上。台基股份:工控范围晶闸管龙头。华微电子:中功率IGBT行业国内领导者。士兰微:中高功率IGBT国内领军企业。斯达半导:国内IGBT龙头,IGBT举世前十。华润微:国内营业支出最大、产物系列最全的MOSFET厂商。闻泰科技:安世半导体分立器件、逻辑器件、MOSFET器件的严重产物市占率均位于举世前三。苏州固锝:国内整流器件龙头、举世最大的二极管生产商之一。





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