2017年中國(guó)功率半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)分析（圖）

    在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中，功率半導(dǎo)體產(chǎn)值在180-200億美金。功率半導(dǎo)體是我國(guó)汽車工業(yè)、高鐵、空調(diào)洗衣機(jī)、電網(wǎng)輸電等系統(tǒng)應(yīng)用的上游核心零部件，戰(zhàn)略地位突出。

功率半導(dǎo)體下游主要應(yīng)用

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    相關(guān)報(bào)告：智研咨詢發(fā)布的《2017-2022年中國(guó)功率半導(dǎo)體行業(yè)現(xiàn)狀分析及未來(lái)發(fā)展前景預(yù)測(cè)報(bào)告》

功率半導(dǎo)體產(chǎn)品示意圖

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    國(guó)家大基金秉承支持半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略使命，功率半導(dǎo)體領(lǐng)域必將鼎力支持

    集成電路國(guó)家大基金承擔(dān)著支持半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的歷史使命。功率半導(dǎo)體是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中產(chǎn)值高達(dá)200億美金的大板塊，是關(guān)系著高鐵動(dòng)力系統(tǒng)、汽車動(dòng)力系統(tǒng)、消費(fèi)及通訊電子系統(tǒng)等領(lǐng)域能否實(shí)現(xiàn)自主可控的核心零部件。功率半導(dǎo)體戰(zhàn)略地位突出，國(guó)家大基金必將全力支持。

    回顧過(guò)去3年國(guó)家大基金的投資歷史，集中投資行業(yè)細(xì)分龍頭企業(yè)是大基金一貫始終的投資策略。我們認(rèn)為在資本助力下，我國(guó)功率半導(dǎo)體龍頭企業(yè)將加速整合海外優(yōu)質(zhì)資源，加速向中高端市場(chǎng)邁進(jìn)的進(jìn)程。

國(guó)家大基金秉承支持半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略使命，功率半導(dǎo)體領(lǐng)域必將鼎力支持

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

    ①IGBT產(chǎn)業(yè)格局

    全球功率半導(dǎo)體巨頭主要集中美國(guó)、歐洲、日本三個(gè)地區(qū)。大陸、臺(tái)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(lǐng)域，IGBT、中高壓MOSFET等高端器件主要由歐美日廠商占據(jù)。

全球前十大功率半導(dǎo)體巨頭2016年?duì)I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(guó)英飛凌及賽米控（semikron），日本三菱及富士電機(jī)，美國(guó)仙童半導(dǎo)體基本把控了全球IGBT市場(chǎng)，前五大廠商占據(jù)了73.2%的市場(chǎng)份額。

    ②MOSFET產(chǎn)業(yè)格局

    2015年功率MOSFET市場(chǎng)產(chǎn)值達(dá)到54.84億美金，英飛凌、仙童半導(dǎo)體、日本瑞薩電子、歐洲意法半導(dǎo)體、日本東芝等廠商占據(jù)了絕大部分市場(chǎng)份額。

    ③二極管產(chǎn)業(yè)格局

    據(jù)世界半導(dǎo)體貿(mào)易組織數(shù)據(jù)，全球功率二極管及整流橋市場(chǎng)容量約為368億元人民幣。IGBT及MOSFET市場(chǎng)相對(duì)集中，而功率二極管及整流橋產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)格局相對(duì)分散，從分散走向集中是大勢(shì)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(yīng)，我們認(rèn)為龍頭企業(yè)規(guī)模擴(kuò)大后會(huì)擠占掉小型廠商的生存空間，實(shí)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(chǎn)業(yè)趨勢(shì)一：功率器件供需緊張，產(chǎn)業(yè)進(jìn)入前所未有的景氣周期

    ①半導(dǎo)體全產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)入景氣周期

    今年，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出全產(chǎn)業(yè)鏈景氣的態(tài)勢(shì)，從上游設(shè)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(yuǎn)超往年的增長(zhǎng)速度。Gartner預(yù)測(cè)今年全球半導(dǎo)體產(chǎn)值將達(dá)到4014億美金，產(chǎn)值首次突破4000億美金大關(guān)。

2017年半導(dǎo)體產(chǎn)值成長(zhǎng)率

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半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值發(fā)展里程碑（億美金）

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    ②MOSFET率先上調(diào)價(jià)格，吹響功率器件價(jià)格周期集結(jié)號(hào)

    今年9月，國(guó)內(nèi)MOSFET大廠率先上調(diào)價(jià)格，長(zhǎng)電科技對(duì)旗下所有MOSFET產(chǎn)品價(jià)格全面上調(diào)20%，隨后深圳德普微電子上調(diào)MOSFET產(chǎn)品價(jià)格。

    此輪漲價(jià)主要有兩方面原因。

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

    二是應(yīng)用于汽車的功率器件用量大幅上升，功率器件整體市場(chǎng)需求超預(yù)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(zhǎng)

    功率二極管市場(chǎng)供給緊張，行業(yè)龍頭交貨期大幅延長(zhǎng)。從今年二季度開始，Visahy的訂單量暴增，訂單出貨量比值達(dá)到1.22，三季度Vishay訂單出貨比值進(jìn)一步攀升至1.44，中高端二極管市場(chǎng)進(jìn)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(jīng)拉長(zhǎng)至5.8個(gè)月，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于2個(gè)月左右的正常交貨期。

功率二極管市場(chǎng)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(chǎn)能調(diào)整，進(jìn)一步加大供需缺口

    二極管行業(yè)巨頭達(dá)爾科技（Diodes）在今年三季度關(guān)閉了美國(guó)芯片制造工廠Kfab，所需要的芯片缺口將通過(guò)外購(gòu)方式獲得，巨頭的產(chǎn)能調(diào)整進(jìn)一步加大了供需缺口。

達(dá)爾科技（Diodes）全球共有3個(gè)芯片生產(chǎn)基地（waferfab），關(guān)廠加劇產(chǎn)能緊張

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    產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)二：電動(dòng)化趨勢(shì)下，汽車功率器件用量翻倍

    ①汽車功率半導(dǎo)體ASP翻倍

    電動(dòng)化趨勢(shì)下，汽車半導(dǎo)體用量翻倍以上的增長(zhǎng)。根據(jù)數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)燃油車的半導(dǎo)體用量為338美金單輛車，電動(dòng)汽車的半導(dǎo)體用量達(dá)到了704美金，增長(zhǎng)幅度達(dá)到108%。電動(dòng)車新增的半導(dǎo)體用量集中在功率器件產(chǎn)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(dǎo)體用量占比從汽油車的21%提升至電動(dòng)車的55%。

電動(dòng)汽車功率器件價(jià)值量（單車ASP）翻倍

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到2030年，汽車電子成本占比達(dá)到50%

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    單輛汽車的功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)主要有：（1）車載充電機(jī)（chargeronboard），（2）DC/AC系統(tǒng)，給汽車空調(diào)系統(tǒng)、車燈系統(tǒng)供電，（3）DC/DC轉(zhuǎn)換器（300v到14v的轉(zhuǎn)換），給車載小功率電子設(shè)備供電，（4）DC/DCconverter（300v轉(zhuǎn)換為650v），（5）DC/AC逆變器，給汽車馬達(dá)電機(jī)供電。（6）汽車發(fā)電機(jī)
電動(dòng)汽車將搭載大量新的功率模塊，拉動(dòng)功率半導(dǎo)體快速發(fā)展。傳統(tǒng)燃油車的電力供應(yīng)主要由汽車怠速以上運(yùn)轉(zhuǎn)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電實(shí)現(xiàn)電力供應(yīng)。電動(dòng)汽車將新增大量與電池能源轉(zhuǎn)換相關(guān)的功率半導(dǎo)體器件，功率半導(dǎo)體應(yīng)用大幅上升。

電動(dòng)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(jī)控制系統(tǒng)新增大量功率器件應(yīng)用

    電動(dòng)汽車新增大量IGBT功率器件應(yīng)用。TESLAmodelS車型使用的三相異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)，其中每一相的驅(qū)動(dòng)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(yīng)電機(jī)，峰值電流達(dá)到1200安培，性能要求較高，目前僅有幾家國(guó)際巨頭廠商具有生產(chǎn)能力。TeslaP85D采用的IGBT芯片來(lái)自internationalrectifier。

特斯拉拆解圖：電動(dòng)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(gè)）是電動(dòng)化趨勢(shì)下完全新增的功率器件，是動(dòng)力總成以外的功率半導(dǎo)體增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)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(gè)或8個(gè)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(huì)配置一顆板上充電器（chargeronboard）用于管理充電過(guò)程。

充電樁、汽車充電器是汽車半導(dǎo)體完全新增應(yīng)用，驅(qū)動(dòng)功率半導(dǎo)體快速成長(zhǎng)

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    產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)三：二極管、晶閘管進(jìn)口替代率持續(xù)上升，MOSFET、IGBT進(jìn)口替代剛剛起步

    ①進(jìn)口替代空間巨大

    目前國(guó)內(nèi)廠商市占率不足1%，國(guó)產(chǎn)替代空間巨大。根據(jù)數(shù)據(jù)，全球功率分立器件市場(chǎng)容量2016年為187億美金。目前以揚(yáng)杰科技、捷捷微電為代表的功率半導(dǎo)體龍頭企業(yè)市場(chǎng)占有率不到1%，進(jìn)口替代的空間巨大。

全球分立器件市場(chǎng)容量（億美金）

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    ②功率半導(dǎo)體主要市場(chǎng)在中國(guó)，國(guó)產(chǎn)品牌替代率上升是大勢(shì)所趨

    中國(guó)是功率半導(dǎo)體最大的市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)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?qū)蛻舻男枨笞龀龈涌焖俚捻憫?yīng)。功率二極管國(guó)際一線品牌廠商達(dá)爾科技58%的收入來(lái)自中國(guó)，功率器件領(lǐng)導(dǎo)品牌NXP有41%的收入來(lái)自中國(guó)。目前二極管及中低壓MOSFET等成熟產(chǎn)品線，國(guó)外廠商占據(jù)著大部分市場(chǎng)份額。相比國(guó)外廠商，國(guó)內(nèi)廠商在服務(wù)響應(yīng)客戶需求，降低成本等方面具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，功率器件國(guó)產(chǎn)品牌替代率逐漸上升是大勢(shì)所趨。

達(dá)爾科技最大的市場(chǎng)在中國(guó)

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英飛凌最大市場(chǎng)在中國(guó)

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NXP最大市場(chǎng)在中國(guó)

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    ③大陸本土廠商成本領(lǐng)先,盈利能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于海外廠商

    在成熟產(chǎn)品線領(lǐng)域，大陸廠商具有成本優(yōu)勢(shì)。二極管產(chǎn)品線，大陸龍頭廠商揚(yáng)杰科技的盈利能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于臺(tái)系廠商。

揚(yáng)杰科技與臺(tái)系二極管廠商盈利能力對(duì)比

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揚(yáng)杰科技與歐美二極管及整流橋廠商盈利能力對(duì)比

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    歐美功率器件廠商的產(chǎn)能分布在全球各地，一般來(lái)說(shuō)前段芯片制造制程產(chǎn)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(lái)西亞、中國(guó)大陸等地區(qū)。在二極管等產(chǎn)品線上，前后段制程的區(qū)域分割使得海外廠商對(duì)客戶的產(chǎn)品需求響應(yīng)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(shù)服務(wù)。

NXP的生產(chǎn)產(chǎn)能區(qū)域分布

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