周期反转 + 国产提速:功率半导体赛道迎来双重红利
1. 半导体产业链概况
半导体产业作为现代信息技术产业高速发展的基础和原动力,已成为社会发展和国民经济的基础性、战略性和先导性产业,高度渗透并融合到了经济、社会发展的各个领域。当前,半导体相关的技术水平和发展规模已成为衡量国家产业竞争力和综合国力的重要标志之一。
半导体产业链的上、中、下游基本情况如下:
半导体产业链的上游主要包括半导体材料与半导体设备。其中,半导体材料主要包括衬底材料(如硅片) 、工艺材料(如光掩模、光刻胶、靶材等)及封装材料,半导体设备主要包括刻蚀机、光刻机、薄膜沉积设备、焊线机、测试机、清洗设备等。
半导体产业链的中游包括设计、制造、封装测试三大环节,根据产品功能又可分为集成电路、分立器件、光电子器件和传感器四大分支。
集成电路是指在半导体基板上,利用氧化、蚀刻、扩散等方法,将晶体管、二极管等有源器件和电阻器、电容器等无源元件按一定的电路互联并集成在半导体晶片上,封装在一个外壳内,以完成某一特定逻辑功能,达成预先设定好的电路功能要求的电路系统,一般分为模拟集成电路、数字集成电路。
分立器件是指单一功能的半导体组件,单独具备某种电子特性功能且不能拆分,主要用于电力电子设备的电能变换和控制方面大功率的电子器件,是进行电能(功率)处理的核心器件,弱电控制和强电运行间的桥梁,具有处理高电压、大电流的能力。功率器件是分立器件的重要组成部分,可进一步细分为 MOSFET、IGBT、二极管、晶闸管等。
光电子器件是指利用光-电子(或电-光子)转换效应制成的功能器件,主要类别包括发光二极管(LED) 、激光二极管(LD) 、光电探测器和光电接收器等。
传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
集成电路、分立器件、光电子器件和传感器有着完全不同的功能特点和适用条件,共同构成半导体产业的基础。
半导体产业链的下游应用颇为广泛,包括消费电子、汽车电子、工业控制、网络通讯、家用电器、照明、医疗、军事等领域。
2. 半导体行业基本情况
2.1 全球半导体行业概况
半导体产业是全球经济增长的支柱产业,近年来,伴随着全球科技进步的步伐,全球范围内半导体产业规模基本保持着持续扩张态势。在智能手机、数据中心、汽车电子、平板、电视等多方面需求拉动之下,全球半导体行业销售规模从 2015 年的3,531.7 亿美元增长到 2024 年的 6,268.7 亿美元,年均复合增长率达到 6.6%,整体呈现波动上升的趋势。受终端需求疲软影响,全球半导体行业自 2022 年下半年进入周期性低迷,2023 年行业市场规模同比下降 8.2%至 5,268.9 亿美元;随着以人工智能、算力为代表的市场需求充分释放,2024 年全球半导体行业实现 19.1%的回升,达到 6,276亿美元。WSTS 最新预测显示,2025 年全球半导体市场规模预计将达到 7,722.43 亿美元,同比增长 22.5%;2026 年预计进一步增长至 9,754.60 亿美元,同比增长 26.3%,将继续创历史新高。未来,随着 AI 大模型、自动驾驶、工业 4.0 及消费电子升级的持续推进,全球半导体产业有望保持中高速稳健增长,为华羿微电所处功率半导体及模拟芯片领域带来广阔发展空间。
2.2 我国半导体行业概况
近年来,凭借巨大的市场需求、稳定的经济增长、有利的产业政策环境等众多优势条件,我国半导体行业实现了规模与技术等方面的快速发展与不断突破。我国半导体产业销售额从 2015 年 850.9 亿美元增加到 2024 年的 1,823.4 亿美元,年均复合增长率达到 8.8%,具体情况如下:
随着新能源汽车、5G 等下游行业领域的市场销售稳定增长,加之新一轮技术革命和新应用驱动半导体市场需求急剧扩大,未来十年中国半导体行业有望迎来进口替代与成长的黄金时期,逐步在全球半导体市场的结构性调整中占据举足轻重的地位。在贸易摩擦等宏观环境不确定性增加的背景下,加速进口替代、实现半导体产业自主可控已上升到国家战略高度,中国半导体行业发展迎来了历史性的机遇。
3. 功率半导体器件行业发展概况
3.1 行业概况
功率半导体是电子装置中电能转换与电路控制的核心,主要用于改变电子装置中电压和频率、直流交流转换等。根据 Omdia 数据,2023 年全球功率半导体市场规模为503 亿美元,预计 2027 年市场规模将达到 596 亿美元,年复合增长率约为 4.33%,其中功率 IC 市场占 54.8%,功率分立器件占 30.1%,功率模块占 15.1%。从中国市场来看,按收入计的功率半导体器件市场规模已从 2020 年的 791 亿元增长至 2024 年的1,055 亿元,并预计在 2029 年将达到 1,690 亿元,2024 年至 2029 年复合年均增长率预计达到 9.9%,展现出强劲的增长势头。
半导体功率器件产业链上游主要涉及原材料、设备等供应环节,包括晶圆、光刻机、引线框架、宽禁带材料及其他辅助材料的供应;中游主要是半导体功率器件研发设计、生产制造、封装测试等生产制造环节;下游的应用市场涵盖不同应用领域,包括新能源、数据中心、服务器及通信电源、工控自动化和消费电子等领域。
3.2 发展态势
在国家相关政策支持、国产化替代浪潮及产业投资增加等多重因素合力下,我国功率半导体产业通过大力研发与外延并购,在芯片设计与工艺上不断累积,产业链逐渐完善,并且在高端的 MOSFET、IGBT 等产品领域的技术研发和生产制造上取得了突破。根据 IHS Markit 预测,MOSFET 和 IGBT 是近年增长最强劲的半导体分立器件。中国是全球最大的功率器件消费国,发展前景广阔,未来中国功率器件行业将继续保持增长;随着汽车电子、新能源、工业控制等行业的快速发展,MOSFET、IGBT 在功率器件的市场规模占比有望持续提升。
3.2.1 MOSFET
全球 MOSFET 市场稳步增长,从 2020 年的人民币 743 亿元增至 2024 年的人民币1,011 亿元,年复合增长率达 8.0%。消费电子中的高效电源、工业自动化中的精密电机驱动以及汽车电子中不断扩展的功率级等多个领域对快速开关晶体管的需求激增,推动了这一强劲的行业扩张。在此强劲增长的基础上,预计 2025 年至 2029 年年复合增长率将达 6.4%,到 2029 年市场规模将达到人民币 1,377 亿元。具体如下:
我国为全世界最大的 MOSFET 消费市场,近年来,在政府的政策引导及资金扶持下,国内 MOSFET 市场蓬勃发展,MOSFET 厂商资本支出和研发投入持续提升,国内MOSFET 品牌与国外品牌的技术差距正在逐渐缩小。
3.2.2 IGBT
根据 Yole 统计数据,2023 年全球 IGBT 市场整体规模为 76.57 亿美元,预计 2029年市场规模将达到 100.81 亿美元,2023 年-2029 年复合增长率为 4.7%。
IGBT 是我国重大科技突破专项中的重点扶持项目,自 2015 年以来我国 IGBT 自给率超过 10%并逐渐增长。基于国家相关政策中提出核心元器件国产化的要求,为满足市场需求,我国国内企业加速布局,2022 年时国内 IGBT 的国产化率为 26.5%,2023 年已近 33%,预计后续国产化率还将进一步提升,国内 IGBT 厂商增长空间广阔。
4. 行业竞争格局及主要企业
国外功率器件企业因起步较早,积累了丰厚的发展经验、实现了深厚的技术积淀。当前,全球功率器件行业中高端产品的生产厂商集中于欧美、日本、中国台湾等国家或地区,境外企业迄今仍垄断着工业电子、汽车电子、医疗电子等多个主要应用领域。我国功率器件产业相对西方国家起步较晚,受到企业规模及技术水平的制约,在功率器件产品领域尚有较大的国产替代空间。
目前在全球市场中,欧美龙头公司如英飞凌、意法半导体、安森美等凭借着先进制造优势、人才集聚优势、长期大规模研发投入和技术积累,处于行业领先地位。华羿微电主要产品包括 SGT MOSFET、Trench MOSFET 自有品牌产品,以及覆盖低压至高压不同封装类型的功率器件及功率模块封测产品,产品质量等级覆盖车规级、工业级以及消费级,可广泛应用于汽车电子、工业控制、服务器、新能源、电动工具、无人机、消费电子等领域。华羿微电主要竞争对手包括英飞凌、安森美、意法半导体等国际一流半导体企业,以及新洁能等国内功率半导体企业。
英飞凌成立于 1999 年,总部位于德国慕尼黑,是全球领先的功率半导体和系统解决方案供应商之一,已在德国法兰克福和伦敦证券交易所上市(股票代码:IFX.DF/0KED.L) 。英飞凌采用 IDM 模式,是全球功率半导体领域的核心厂商之一,在车规级功率器件、高可靠性工业功率器件及新能源应用领域具备较强的技术和市场优势。
安森美成立于 1999 年,前身为摩托罗拉的半导体元件部门,是全球领先的半导体公司之一,已在美国纳斯达克上市(股票代码:ON.O) 。安森美采用 IDM 模式,主要产品包括电源和信号管理、逻辑、分立及定制器件,下游应用涵盖汽车、通信、计算机、消费电子、工业、LED 照明、医疗、军事、航空及电源应用等多个领域。
意法半导体成立于 1987 年,是由意大利的 SGS 微电子公司和法国 Thomson 半导体公司合并而成,是全球最大的半导体公司之一,已在纽约证券交易所、泛欧巴黎证券交易所和意大利米兰证券交易所上市(股票代码:STM.N) 。意法半导体采用 IDM模式,产品包括集成电路和 MOSFET、IGBT、二极管等功率器件,是半导体产品线最广的厂商之一,在智慧出行、电力能源、物联网等领域均有产品布局。
威世集团成立于 1962 年,是全球最大的半导体制造商之一,已在美国纽约证券交易所上市。威世采用 IDM 模式,产品线从专用元件到普通元件,从电阻器、电容器、电感、传感器和应变计(无源的)到二极管、整流器、晶体管、MOSFET、功率 IC 和模拟开关等。
东芝成立于 1875 年,原名东京芝浦电气株式会社,1939 年由东京电气株式会社和芝浦制作所合并而成,是日本最大的半导体制造商,亦是第二大综合电机制造商,已在东京股票交易所废止上市。东芝采用 IDM 模式,其产品囊括半导体元件、显像管、彩色电视机、笔记本电脑、光磁存储、消耗品及工业用发电机和变电装置等。
美国万代半导体成立于 2000 年,是一家集半导体设计、晶圆制造、封装测试为一体的企业,是世界最大的电源功率半导体器件公司之一,已在美国纳斯达克上市。AOS 采用 IDM 模式,主要产品包括 MOSFET、电源 IC 及瞬态电压抑制器 TVS,应用在包括计算机、平板电视、数码相机、手机、服务器及电动自行车等消费电子和工业领域。
士兰微成立于 1997 年,总部位于杭州,是国内规模最大的集成电路芯片设计与制造一体(IDM)企业之一。士兰微建立了从“芯片设计”到“芯片制造”再到“芯片封装”的全产业链,产线实现了从 5 吋到 12 吋的跨越。主要产品涵盖功率半导体(IGBT、MOSFET 等) 、MEMS 传感器、LED 芯片及数字音视频产品等,广泛应用于汽车、新能源、工业及消费电子领域。
华微电子成立于 1999 年,是集功率半导体器件设计研发、芯片加工、封装测试及产品营销为一体的国家级高新技术企业。华微电子采用 IDM 模式,主要产品为半导体分立器件及 IC,广泛应用于消费电子、节能照明、计算机、PC、汽车电子、通讯保护、工业控制等多个领域。
新洁能成立于 2013 年,是国内半导体功率器件设计龙头企业之一。新洁能主要采用 Fabless 模式,主要产品包括沟槽型 MOSFET、超级结 MOSFET、屏蔽栅 MOSFET和 IGBT 等多种功率器件。
宏微科技成立于 2006 年,是集功率半导体芯片、单管、模块及电源模组研发、生产和销售为一体的国家重点高新技术企业。宏微科技采用 Fabless 模式,产品涵盖IGBT、FRED、MOSFET 芯片及单管产品与 IGBT、FRED、MOSFET、整流二极管及晶闸管等模块产品,产品应用于工业控制及其他多元化领域。
蓝箭电子成立于 1998 年,是一家专注于半导体封装测试业务的高新技术企业。主要产品包括三极管、二极管、场效应管等自有品牌产品和多品类集成电路产品,产品主要应用于消费电子、安防、网络通信、汽车电子等领域。
斯达半导成立于 2005 年,总部位于浙江嘉兴,并在上海、重庆、欧洲等地设有子公司,是国内 IGBT 领域的领军企业,已在上海证券交易所主板上市。斯达半导专业从事以 IGBT 为主的半导体芯片和模块的设计研发、生产及销售,主要产品包括 IGBT、快恢复二极管、SiC、MCU 芯片和模块等,电压等级涵盖 100V~3300V。斯达半导是国内新能源汽车市场主电机控制器用大功率车规级 IGBT/SiC 模块的主要供应商,2024年配套超过 300 万套。
捷捷微电成立于 1995 年,是国内晶闸管领域的龙头企业,拥有最早及品种最齐全的方片式晶闸管生产线。捷捷微电采用 IDM 模式,业务集芯片研发制造、器件封装测试及销售于一体。主营产品涵盖晶闸管、防护类器件(TVS 等) 、MOSFET、IGBT 及碳化硅器件等,产品广泛应用于新能源汽车、光伏储能、工业控制及 5G 通信等领域。
东微半导是一家技术驱动型的半导体企业,专注于工业及汽车相关等中大功率应用领域的高性能功率器件研发与销售。东微半导是国内少数具备从专利到量产完整经验的设计公司之一,其产品广泛应用于新能源汽车充电桩、5G 基站电源、工业电源等领域,客户包括华为、维谛技术、比亚迪等。
银河微电是一家专注于半导体分立器件研发、生产和销售的高新技术企业,致力于成为半导体分立器件细分领域的专业供应商及电子器件封测行业的优质制造商。银河微电以客户应用需求为导向,以封装测试专业技术为基础,积极拓展芯片设计技术、芯片制造技术、半导体器件的应用技术,已经具备相当的 IDM 模式下的一体化经营能力,可以为客户提供适用性强、可靠性高的系列产品及技术解决方案,提供满足客户一站式产品采购需求,同时也可向部分高端设计公司客户提供定制化的封测代工业务。
5. 影响行业发展的因素
5.1 影响行业发展的有利因素
5.1.1 国家政策大力支持
半导体产业是信息技术产业的核心,也是国民经济和社会发展的战略性、支柱性产业,在实现我国制造业转型升级等方面发挥着重要的作用。但我国半导体产业起步较晚,自给率偏低,长期依赖于进口。在我国经济社会发展需求和全球贸易争端的背景下,半导体产业得到了国家和社会各界越来越多的重视。
近年来,国家出台了一系列鼓励政策以推动我国半导体产业的发展,增强我国半导体产业创新能力和国际竞争力,功率器件产业作为半导体的主要细分行业之一也获得了政策层面的大力支持。2018 年,国家统计局发布了《战略性新兴产业分类(2018)》,将“中大功率高压绝缘栅双极晶体管(IGBT) ” “金属氧化物半导体场效应管(MOSFET) ” “中小功率智能模块” “功率肖特基二极管”等列为重点产品。此外,国家还持续推出了各项支持半导体行业发展的政策,包括《基础电子元器件产业发展行动计划(2021-2023 年) 》 《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》 《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远景目标纲要》等,为产业发展提供了有力的政策支持。
5.1.2 应用领域不断扩展、下游市场新需求不断涌现
功率器件有着多样的终端应用领域,随着近年来行业技术水平的创新升级,应用范围还在持续扩张,延伸至新能源、汽车电子、服务器、工业控制、5G、物联网、自动驾驶、VR/AR 等领域。下游市场新需求的不断涌现和爆发性增长带来了功率器件需求量的显著提升。以新能源汽车为例,功率器件是新能源汽车实现电能转换的关键器件。新能源汽车需要多种类的高性能半导体,其中半导体器件的价值量约为传统燃油车的 5 倍以上。据乘用车市场信息联席会预测,中国市场 2025 年新能源车销量有望达到 1,573 万辆,增幅达 29%。此外,下游应用领域终端产品的更新换代及科技进步引致的新产品问市也为半导体功率器件产品需求提供了强有力支撑。终端应用的拓展、新需求的涌现推动了产业的技术发展和规模壮大,旺盛的下游需求将为国产功率器件带来发展新机遇。
5.1.3 国产替代带来巨大发展机遇
近年各类国际事件的发生让我国更深刻意识到半导体国产替代的重要性,认识到国内半导体企业技术研发水平与国家信息安全和科技地位紧密关联,加快实现半导体核心工艺技术自主可控是必要且紧迫的。
随着我国半导体方面科技实力不断增强和国内应用市场需求的持续扩大,我国功率器件企业不断成长壮大,正逐渐缩小与国外领先企业的技术差距,国产功率器件的进口替代效应愈加强劲,国内企业逐步积累了较为丰富的半导体研发和生产技术经验,部分优秀企业参与到中高端半导体分立器件市场的竞争,并取得了一定的知名度和市场占有率。在国家政策大力支持、产业基金设立及国内厂商自身技术水平持续进步的大环境下,国产替代已进入加速阶段,为国内厂商带来良好的发展机遇。未来,随着国内企业逐步突破行业高端产品的技术瓶颈,我国半导体分立器件对进口的依赖将会进一步减弱,进口替代效应将显著增强。
5.2 影响行业发展的不利因素
5.2.1 高端人才相对缺乏
功率器件行业作为技术密集型产业,对技术人才的专业能力、从业经验、创新素养都有较高的要求。高端人才的储备和培养是企业积累技术研发实力的重要途径,是中国企业在全球市场形成并保持足够竞争力的关键要素。中国半导体产业整体起步较晚,尽管在多年的高速发展之下,国内已有大批功率器件相关行业从业人员,但高端人才数量仍无法满足市场的旺盛需求。未来一段时间内,高端人才相对缺乏仍将是制约行业发展进程的重要因素之一。
5.2.2 进口限制、供应链稳定性
近年来,国际贸易环境不确定性增加,美国修订《瓦森纳协定》以加强半导体出口管制,并将多家中国技术领先型企业和机构列入美国出口管制的“实体清单”。中国大陆功率器件产业发展至今,仍有较多关键材料、核心设备主要依赖进口。在贸易摩擦加剧的大背景下,国内对外资供应商的依赖使得功率器件产业存在一定的地缘政治风险,供应链稳定性受到挑战。
6. 行业壁垒情况
6.1 技术壁垒
功率器件的研发生产过程涉及微电子、半导体物理、材料学、机电工程等诸多学科,行业内企业需要综合掌握微细加工、模拟仿真、版图设计、外延、封装测试等多方面技术或工艺,并进行有机整合。因此,功率器件行业属于较为典型的技术密集型行业,专业性较强,复杂程度较高,有较高的技术门槛。特别是随着第三代半导体产业的高速发展,第三代半导体器件正逐渐成为功率器件行业的重要发展方向,该类器件相对于传统硅基器件,对设计、制造、封装测试过程有着更为严格的要求,进一步抬高了行业技术壁垒。
因此,行业内企业需要具备充足的技术、工艺储备和丰富的产业化经验,才能紧跟市场需求并及时创新,自主研发出高性价比且满足客户多样化需求的产品。相对而言,新进入企业较难在短时间内掌握并保持技术先进性,因而构成了行业较高的技术壁垒。
6.2 人才壁垒
功率器件行业作为技术密集型和劳动密集型产业,相关厂商需要大量专业背景扎实、履历丰富的技术研发人员来进行高质量、高效率的设计、制造并对技术工艺进行持续创新,封测产线的规模化运营对生产人员,特别是对熟练的一线生产技术人员需求量较大。
近年来,随着行业的高速发展,经验丰富的高技术水平人才呈现出明显供不应求的态势,且人才主要集中于少数具有先发优势的行业领先企业,鉴于相关人才的培养需要大量时间和经济成本,对行业新进者构成了较高的人才壁垒。
6.3 客户壁垒
功率器件与下游应用领域的需求紧密关联,下游产品的质量、性能在较大程度上受到功率器件产品的影响。因此,采购量大且稳定的优质客户通常对产品质量要求严格、对供应商导入较为谨慎,需要一定的供应商认证周期,要求供应商具备行业内较为领先的技术水平、稳定的量产能力,能供应高性价比的产品并提供优质配套服务。尤其是车规级和工业级客户对产品性能指标、可靠性和稳定性的要求更为严格,整体验证周期较长,当通过认证并建立起稳定的合作关系后,终端厂商一般不会轻易更换功率器件供应商,功率器件供应商可以通过后续的技术支持、需求跟进、售后服务等方式进一步提高合作黏性。
因此,对行业新进入者而言,想要通过优质客户的认证程序需要一定的周期和过硬的综合实力,构成了进入行业的客户壁垒。
6.4 资金壁垒
功率器件行业具有一定的资金密集型特征,经营早期需要较高的资金投入来进行持续的技术积累与产品创新,封测环节还需要投入大量资金用于产线建设和设备采购。且新产品从产品定义、设计研发、样片流片、工程批到通过客户验证并最终获得稳定订单需要经过较长的时间周期。因此,企业需要保持较高的营运资金水平。
同时,行业技术迭代和终端应用需求的变化要求企业持续投入资金来进行市场跟踪和创新开发,人才壁垒的存在要求企业投入充足的资金进行人才引进和培养,实现规模化生产也需要充足的资金支持。
因此,行业对新进入者存在较高的资金壁垒。
7. 行业特点
7.1 行业技术水平及特点
功率器件主要包括二极管、晶闸管和晶体管,近年来需求增长较快的 IGBT、MOSFET 等属于晶体管,当前正处于下游景气度高企和国产替代的关键时期,大力发展 MOSFET 对于实现半导体功率器件领域的国产替代具有重要战略意义。
从工艺角度来看,MOSFET 按照“平面型→沟槽型(Trench)→超级结(SJ)→屏蔽栅(SGT)”逐渐演变,IGBT 分别按照“穿通→非穿通→场截止”和“平面型→沟槽栅”两个维度进行演变,在器件结构的发展过程中不断提升耐压、降低损耗和导通电阻。IGBT 发明于 20 世纪 80 年代,早于超级结 MOSFET 和屏蔽栅 MOSFET。华羿微电主要的自有品牌产品布局包括沟槽型 MOSFET 和屏蔽栅 MOSFET,具有较强的技术优势和市场竞争力,在国内 MOSFET 市场具有一定的领先优势。
就功率密度而言,功率模块由多个分立的功率单管按特定功能串/并联组成,相较单管功率器件,功率模块能实现更高可靠、更高集成、更高效率的性能特点。其中,IPM 作为一种先进的混合集成功率器件,可以简化电路设计,减少在电路中的占用空间,提高电路的运行可靠性,拥有突出的性能优势。IPM 可广泛应用在消费电子、家电、汽车电子、轨道交通、工业设备、新能源、智能电网等众多领域,下游需求旺盛。我国 IPM 领域与国外领先企业相比起步较晚,目前士兰微、斯达半导、华微电子等国内主流企业均已布局 IPM,标的公司也已搭建了 IPM 相关封装工艺平台并形成了具有较强市场竞争力的核心技术,IPM 封测产品已实现量产,系统级功率模块自有品牌产品(SiPM)目前亦已实现量产。
就质量等级而言,功率器件常见分级包括消费级、工业级、车规级等,其中,车规级功率器件指的是技术标准达到汽车电子等级、可应用于汽车控制的功率器件,车规级对可靠性、一致性和稳定性要求很高。近年来伴随汽车电动化趋势,功率器件的具体应用场景已向电机控制系统、电动助力转向、辅助驱动系统、DC/DC 模块、充电桩、牵引逆变器、OBC 等多个细分领域拓展,由此带来了车规级功率器件的旺盛需求。就全球格局而言,车规级器件市场当前仍被国际厂商垄断,国产自给率较低。华羿微电拥有车规级功率器件封测专线,通过了 IATF16949 汽车质量管理体系认证,车规级系列功率器件封测产品已在客户端通过国际汽车电子协会(Automotive Electronics Council,简称 AEC)制定的 AEC-Q101 认证并已实现量产。
就材料而言,半导体材料的演化由第一代(硅、锗) 、第二代(化合物半导体) ,目前已进入第三代(宽禁带材料) 。宽禁带材料(SiC、GaN)相较于传统硅基能在耐压、开关频率等方面实现更好的器件性能,在高压高频应用领域正逐步替代硅基器件成为该领域的市场主流。以电压场景来划分,0-300V 区间内 Si 材料占据成本和性能优势,650V 以上的高压区间内 SiC 材料占据主要优势,300V-650V 区间内 GaN 材料占据优势。华羿微电已形成第三代半导体功率器件封装相关核心工艺和技术,已对英飞凌、安森美、罗姆半导体集团、上海瞻芯电子科技股份有限公司、深圳基本半导体股份有限公司、Navitas Semiconductor、英诺赛科等业内知名的第三代半导体客户实现量产。
7.2 行业发展态势
7.2.1 功率器件正向高可靠性、高功率密度方向发展
近年来,伴随新能源、汽车电子、服务器、工业控制、物联网等新兴行业的兴起和发展,功率器件下游应用领域对电能转换效率、稳定性、高压大功率、复杂度、智能化等方面的需求都在不断提高,功率器件厂商需要持续改善结构设计、制造工艺和封装技术等,以实现器件性能的不断优化。为满足下游应用需求,顺应智能化、多功能化、可靠性与稳定性进一步优化的发展趋势,功率器件将随着工艺技术的迭代升级,持续向高可靠性、高功率密度的方向发展。
7.2.2 功率器件封装技术向高导热、低电阻、低寄生参数的方向发展
功率器件的发展历程,始于以整流器、晶闸管为代表的低频变流器件,后进化为以 GTO/GTR 的全控器件为代表的耐高压、大电流器件,到现在发展为以 MOSFET 和IGBT 为主,其间对于封装的导热性能、封装内阻要求越来越高,功率器件封装技术也随着产品要求的提高而不断提升导热导电能力。标的公司在紧跟行业趋势的前提下,着力进行更深入的技术开拓,研发的低于 1mΩ内阻 SGT MOSFET 对于封装内阻和散热提出了更高的要求,低空洞率软焊料上芯技术、铜片高精度焊接封装技术、超薄芯片封装测试技术、高密度无引脚功率器件封装技术、高导热功率器件封装技术、顶部散热及双面散热技术等也已研发成功并应用在相应芯片上,大大提升了华羿微电产品性能。
7.2.3 新材料功率器件正不断涌现,有望实现爆发式增长
半导体材料的发展进程大致分为如下三个阶段:
在产业政策东风之下,国内企业已开始布局新型半导体材料领域,进行相关的技术与资本积累,有望抓住产业变革机遇、缩小与国际龙头的差距,乃至达成突破、实现爆发式增长。华羿微电针对碳化硅、氮化镓基等第三代半导体材料的功率器件已进行相关布局与技术储备,3300V、1700V SiC 自有品牌产品通过客户验证,已开始小批量试产;第三代半导体系列功率器件封装测试产品已对英飞凌、安森美、罗姆半导体集团、上海瞻芯电子科技股份有限公司、深圳基本半导体股份有限公司、Navitas Semiconductor、英诺赛科等业内知名的第三代半导体客户实现量产。
8. 行业周期性及区域性或季节性特征
8.1 周期性
新一代信息技术产业是国民经济的核心基础,与宏观经济的发展密切相关。因此,半导体功率器件行业具有较强的周期性特征,全球和国内宏观经济的周期性波动都将对行业的发展带来影响。华羿微电主要产品的下游终端应用涵盖汽车电子、工业控制、消费电子、通信、电源管理等等,应用领域广泛。在全球宏观经济波动、行业景气度等因素影响下,各类终端产品市场存在一定的周期性,相关周期会向上游传递。在宏观经济上行周期时,功率器件企业产能利用率趋于饱和,经营业绩增长;在宏观经济下行周期时,功率器件企业产能利用率趋于不足,经营业绩下滑。
8.2 区域性
在全球范围内,半导体功率器件厂商主要聚集在欧洲、美洲及日韩等地区,这些地区的半导体企业经过多年的积累,拥有先进的技术和丰富的生产经验,在全球市场中占据重要地位。其次,中国台湾地区在半导体功率器件行业也具有显著地位,占据全球晶圆代工市场的大部分份额。
近年来,得益于国内电子产品需求的增加、新兴技术的快速发展以及政府对半导体产业的支持,中国大陆在半导体功率器件领域取得了快速发展,市场份额逐渐提升,成为全球最大的半导体市场之一。随着国内企业逐步突破行业高端产品的技术瓶颈以及持续的资金投资,未来国内企业在半导体功率器件行业的市场份额将持续扩大,进口替代效应将显著增强。目前国内规模较大的功率半导体芯片设计和晶圆制造企业大部分集中在长三角区域。
8.3 季节性
半导体功率器件行业下游应用领域相对分散,不同下游行业的季节性需求差异较大,因此整体来看半导体功率器件行业不存在明显的季节性,存在一定程度的波动,主要与其下游应用领域的需求波动相关。
- 公司名称:东莞市意中半导体有限公司
- 联系人:吴松海
- 联系电话:13702745198












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