2017-12-11 摘自：傳感器技術(shù)

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

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)WSTS(全球半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計(jì)協(xié)會(huì))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。

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%的收入來自中國(guó)，功率器件領(lǐng)導(dǎo)品牌NXP有41%的收入來自中國(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。

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。

       歐美功率器件廠商的產(chǎn)能分布在全球各地，一般來說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)。

產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)四:碳化硅技術(shù)革命將重塑行業(yè)格局，國(guó)內(nèi)廠商有望彎道超車

碳化硅器件優(yōu)勢(shì)明顯，是下一代功率半導(dǎo)體發(fā)展方向

      回顧功率半導(dǎo)體的發(fā)展歷史，技術(shù)進(jìn)步不斷誕生新型的功率器件。1957年美國(guó)通用電氣研制出世界上第一只晶閘管，開啟了功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的序幕。

      六十到七十年代是晶閘管統(tǒng)治功率器件的全盛時(shí)代;八十年代晶閘管與MOSFET共同主導(dǎo)了功率器件市場(chǎng);到九十年代，晶閘管逐步讓位于MOSFET及IGBT，中小功率應(yīng)用MOSFET開始主導(dǎo)市場(chǎng)，IGBT則統(tǒng)治了中大功率應(yīng)用。

      碳化硅和氮化鎵是下一代功率半導(dǎo)體的核心技術(shù)方向。碳化硅器件的效率、功率密度等性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于當(dāng)前市場(chǎng)主流產(chǎn)品。

      受制于成本因素，碳化硅功率器件市場(chǎng)滲透率不到1%。我們判斷技術(shù)進(jìn)步將推動(dòng)碳化硅成本快速下降，中長(zhǎng)期看碳化硅器件將會(huì)是功率半導(dǎo)體的市場(chǎng)主流產(chǎn)品。

      目前碳化硅器件主要用于600伏及以上的應(yīng)用領(lǐng)域，特別是一些對(duì)能量效率和空間尺寸要求較高的應(yīng)用，如電動(dòng)汽車充電裝置、電動(dòng)汽車動(dòng)力總成、光伏微型逆變器領(lǐng)域等應(yīng)用。

      碳化硅重在中大功率，氮化鎵重在中小功率碳化硅、氮化鎵在應(yīng)用領(lǐng)域上略有區(qū)分，碳化硅的優(yōu)勢(shì)應(yīng)用領(lǐng)域集中在中大功率應(yīng)用，而氮化鎵集中在中小功率應(yīng)用。

碳化硅成本不斷下降，滲透率將持續(xù)提升

      2012年碳化硅二極管的成本是硅基肖特基二極管的5-7倍，碳化硅MOSFET是硅基MOSFET成本的10-15倍。經(jīng)過3年時(shí)間，碳化硅二極管的價(jià)格下降了35%，碳化硅MOSFET的價(jià)格下降了50%。

功率半導(dǎo)體:大國(guó)重器，戰(zhàn)略性投資機(jī)遇時(shí)不我待

      我們認(rèn)為碳化硅成本將持續(xù)下降，驅(qū)動(dòng)成本下降的主要有以下幾個(gè)因素。

      (1)4寸線向6寸線遷移的過程降低20-40%成本。

      (2)碳化硅外延片技術(shù)在持續(xù)進(jìn)步，顆粒污染等缺陷率在持續(xù)下降，推動(dòng)芯片良率大幅上升。

      (3)隨著規(guī)模的擴(kuò)大和經(jīng)驗(yàn)的積累，碳化硅芯片制程工藝日益成熟，制造的良率在持續(xù)提升

      目前碳化硅、氮化鎵產(chǎn)品的成本相對(duì)較高，應(yīng)用領(lǐng)域受限于一些性能要求高的領(lǐng)域。整體來看，碳化硅器件的良率和硅工藝有著明顯的差距。

汽車應(yīng)用將推動(dòng)碳化硅滲透率快速上升

      汽車應(yīng)用領(lǐng)域，碳化硅器件替代硅器件是確定的發(fā)展趨勢(shì)。碳化硅功率器件的應(yīng)用領(lǐng)域在持續(xù)的拓展。

      早期碳化硅主要應(yīng)用于功率校正電路(powerfactorcorrection電路)，目前量產(chǎn)應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)拓展至光伏逆變器、汽車車載充電機(jī)(onboardcharger)。

      預(yù)計(jì)2019-2020年，電動(dòng)車動(dòng)力系統(tǒng)將導(dǎo)入碳化硅功率器件，進(jìn)一步拓寬量產(chǎn)應(yīng)用領(lǐng)域。

      目前Tier-1汽車供應(yīng)鏈企業(yè)都在嘗試導(dǎo)入碳化硅，積極開展碳化硅功率器件的測(cè)試工作。豐田在2015年2月啟動(dòng)了碳化硅功率器件的實(shí)車測(cè)試工作，路測(cè)原型車在PCU的升壓轉(zhuǎn)換器和電機(jī)控制逆變器搭載了碳化硅功率器件。

      據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈調(diào)研信息，比亞迪已經(jīng)在電動(dòng)車車載充電機(jī)(chargeronboard)導(dǎo)入碳化硅功率器件。

國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈初具雛形碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈可分為三個(gè)產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)，一是上游襯底，二是中游外延片，三是下游器件制造。

國(guó)外供應(yīng)鏈體系主要有:

襯底:Cree、Rohm、EPISIL

EPI外延片:Cree、Rohm、英飛凌、GE、三菱器件:英飛凌、Cree、Rohm、意法半導(dǎo)體、美高森美、GenSiC、三菱

碳化硅器件方面，國(guó)際上碳化硅SBD、碳化硅MOSFET均已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，產(chǎn)品耐壓范圍600v-1700v，單芯片電流超過50A。

國(guó)內(nèi)已經(jīng)形成相對(duì)完整的碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈體系。

襯底材料:山東天岳、天科合達(dá)、河北同光晶體、北京世紀(jì)金光

EPI硅片:東莞天域半導(dǎo)體、廈門瀚天天成

器件:泰科天潤(rùn)、瀚薪、揚(yáng)杰科技、中電55所、中電13所、科能芯、中車時(shí)代電氣

模組:嘉興斯達(dá)、河南森源、常州武進(jìn)科華、中車時(shí)代電氣

      目前碳化硅市場(chǎng)處于起步階段，國(guó)內(nèi)廠商與海外傳統(tǒng)巨頭之間差距較小，國(guó)內(nèi)企業(yè)有望在本土市場(chǎng)應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)彎道超車。

      國(guó)內(nèi)企業(yè)已經(jīng)在碳化硅SBD形成銷售收入，碳化硅MOSFET的產(chǎn)業(yè)化尚在原型器件研制階段。

      另外國(guó)內(nèi)已經(jīng)開發(fā)出1700V/1200A的混合模塊(硅IGBT與碳化硅SBD混合使用)、4500V/50A等大容量全SiC功率模塊。

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