功率半导体行业格局和产业趋势(深度)

功率半导体行业格局和产业趋势（深度）

功率半导体是大国重器，战略地位突出

在半导体产业中，功率半导体产值在 180-200 亿美金。功率半导体是我国汽车工业、高铁、空调洗衣机、电网输电等系统应用的上游核心零部件，战略地位突出。

功率半导体产品形态多种多样，几乎所有与电力能源相关的产品都需要用到功率半导体器件。按照年产值贡献口径，IGBT、MOSFET、二极管及整流桥是功率半导体最主要的三个产品类别，占据功率半导体八成左右市场。

国家大基金秉承支持半导体产业战略使命，功率半导体领域必将鼎力支持集成电路国家大基金承担着支持半导体产业发展的历史使命。

功率半导体是半导体产业中产值高达 200 亿美金的大板块，是关系着高铁动力系统、汽车动力系统、消费

及通讯电子系统等领域能否实现自主可控的核心零部件。功率半导体战略地位突出，国家大基金必将全力支持。

回顾过去 3 年国家大基金的投资历史，集中投资行业细分龙头企业是大基金一贯始终的投资策略。

我们认为在资本助力下，我国功率半导体龙头企业将加速整合海外优质资源，加速向中高端市场迈进的进程。

行业格局解析:高端市场欧美日把控，中低端市场大陆厂商站稳脚跟

IGBT 产业格局

全球功率半导体巨头主要集中美国、欧洲、日本三个地区。大陆、台湾地区厂商主要集中在二极管、晶闸管、低压 MOSFET 等低端功率器件领域，IGBT、中高压MOSFET等高端器件主要由欧美日厂商占据。

全球 IGBT 器件及模块 2015 年销售额 39.44 亿美金，德国英飞凌及赛米控(semikron)，日本三菱及富士电机，美国仙童半导体基本把控了全球 IGBT 市场，前五大厂商占据了 73.2%的市场份额。

MOSFET 产业格局

2015 年功率 MOSFET 市场产值达到 54.84 亿美金，英飞凌、仙童半导体、日本瑞萨电子、欧洲意法半导体、日本东芝等厂商占据了绝大部分市场份额，前五大厂商的市场占有率合计达到了 60.1%。

二极管产业格局

据世界半导体贸易组织数据，全球功率二极管及整流桥市场容量约为 368 亿元人民币。IGBT 及 MOSFET 市

场相对集中，而功率二极管及整流桥产业市场格局相对分散，从分散走向集中是大势所趋。

二极管及整流桥的芯片制造环节具有明显的规模效应，我们认为龙头企业规模扩大后会挤占掉小型厂商的生存空间，实现更高的行业市占率和集中度。

产业趋势一:功率器件供需紧张，产业进入前所未有的景气周期

半导体全产业链进入景气周期

今年，半导体产业呈现出全产业链景气的态势，从上游设备材料、中游芯片制造、到终端芯片器件成品，订单量均出现远超往年的增长速度。

Gartner 预测今年全球半导体产值将达到 4014 亿美金，产值首次突破 4000 亿美金大关。

MOSFET 率先上调价格，吹响功率器件价格周期集结号

今年 9 月，国内 MOSFET 大厂率先上调价格，长电科技对旗下所有 MOSFET 产品价格全面上调 20%，随后深圳德普微电子上调 MOSFET 产品价格。此轮涨价主要有两方面原因。

一是今年半导体上游材料硅片价格上涨使得下游芯片成本上升，器件厂商不得不涨价维持利润。

二是应用于汽车的功率器件用量大幅上升，功率器件整体市场需求超预期，造成供需缺口。

二极管及整流桥订单出货量比值上升至历史高峰，交货期大幅延长

功率二极管市场供给紧张，行业龙头交货期大幅延长。

从今年二季度开始，Visahy的订单量暴增，订单出货量比值达到 1.22，三季度 Vishay 订单出货比值进一步攀升至 1.44，中高端二极管市场进入前所未有的景气周期。

目前行业龙头厂商 Vishay 今年二季度的二极管交货期已经拉长至 5.8 个月，远远高于 2 个月左右的正常交货期。

行业巨头芯片产能调整，进一步加大供需缺口

二极管行业巨头达尔科技(Diodes)在今年三季度关闭了美国芯片制造工厂 Kfab，所需要的芯片缺口将通过外购方式获得，巨头的产能调整进一步加大了供需缺口。

产业趋势二:电动化趋势下，汽车功率器件用量翻倍

汽车功率半导体 ASP 翻倍

电动化趋势下，汽车半导体用量翻倍以上的增长。根据strategic analysis 数据，传统燃油车的半导体用量为338 美金单辆车，电动汽车的半导体用量达到了 704 美金，增长幅度达到 108%。电动车新增的半导体用量集中在功率器件产品，单辆汽车将新增 282 美金的功率器件用量。

功率器件在单辆车的半导体用量占比从汽油车的 21%提升至电动车的 55%。

增量一:电机控制系统新增大量功率器件应用

电动汽车新增大量 IGBT 功率器件应用。TESLA model S 车型使用的三相异步电机驱动，其中每一相的驱动控制需要使用 28 颗塑封的 IGBT 芯片，三相共需要使用84 颗IGBT 芯片。

Model s 中的 P85D 车型采用峰值功率 310KW 的交流感应电机，峰值电流达到 1200 安培，性能要求较高，目前仅有几家国际巨头厂商具有生产能力。

Tesla P85D 采用的 IGBT 芯片来自 international rectifier。

增量二:充电桩、汽车充电器新增大量功率器件需求

充电桩及汽车充电器(charger on board，每辆车一个)是电动化趋势下完全新增的功率器件，是动力总成以外的功率半导体增长的主要驱动力之一。

现阶段，主流直流充电桩的功率在 60kw 和 120kw，如果采用 15kw 的功率模块，则需要 4 个或 8 个功率模块。

目前充电桩的功率模块有两种解决方案，一是采用MOSFET 芯片，另一种是采用 IGBT 芯片。

另外汽车上会配置一颗板上充电器(charger on board)用于管理充电过程。