功率半导体应用广泛 蕴藏国产替代新机遇

功率半导体伴随着电力的运用而诞生，自然也随着社会电气化程度的加深而发展。综合Yole、IHS、Gartner多家分析机构数据显示，功率半导体器件在2017年的全球市场规模为181.5亿美元，其中，中国大陆功率半导体器件市场规模约为全球的40%;2023年全球功率半导体器件市场规模有望达到221.5亿美元规模，年复合增长率为3.38%。

　　从整体情况来看，现代功率半导体器件仍在往大功率、易驱动和高频化方向发展，模块化是向高功率密度发展的重要一步。目前，全球的功率半导体器件主要还是由欧洲、美国、日本三个国家和地区提供，如通用电器、东芝、英飞凌等。凭借着先进的技术和生产制造工艺，以及领先的品质管理体系，欧美日厂商占据着IGBT、中高压MOSFET等高端器件领域，而中国大陆、台湾地区的厂商则主要集中在二极管、晶闸管、低压MOSFET 等低端功率器件领域，如大陆的台基股份、士兰微、扬杰科技、华微电子、凯虹科技，台湾地区的立铸、富鼎先进、茂达、崇贸等厂商。

　　但是，受益于新能源汽车、工业控制等终端市场的需求大量增加，MOSFET、IGBT等多种产品持续缺货和涨价，2018年中国功率半导体市场规模大幅成长12.76%至2591亿元人民币。综合分析显示，国内功率半导体行业面临四大发展机遇：

　　第一，国产替代空间大 。功率器件领域长期被欧美日企业垄断，国内功率半导体企业市场占有率不到3成，伴随着中美贸易争端加剧，我国芯片及半导体产业受制于人的问题日益突出，国产替代空间巨大。

　　第二，全球产业分工与迁移空间大 。目前传统国际产业巨头相继进军高档产品，中档产品产能空缺，全球产业分工与迁移，给中国企业带来了巨大空间。

　　第三，新产品、新应用带来新机遇 。随着5G、消费电子、汽车电子等下游产业的进一步兴起，功率半导体器件发挥着越来越重要的作用，GaN、SiC等第三代宽禁带半导体材料将重塑行业格局，推动应用市场的快速发展。

　　第四，芯片价格走高供不应求 。自2016年下半年以来，半导体晶圆厂产能吃紧，供不应求，提高了功率半导体器件公司产业链的竞争力和盈利能力。加之国家政策大力支持，中国将持续成为全球最大和贸易最活跃的半导体市场，国内功率半导体厂商有望弯道超车，迎来黄金发展期。

　　功率半导体分立器件的传统应用领域包括工业应用、汽车应用、消费电子、无线通讯等行业。根据IHS的统计，2017年全球功率半导体市场的下游应用中，工业应用、汽车应用、消费电子应用、无线通讯应用的市场占比分别为34%、23%、20%、23%。随着分立器件芯片制造、器件封装等新技术新工艺的不断发展，汽车电子、光伏、5G、智能电网、物联网等热点领域将逐渐成长为半导体分立器件的新兴市场。

　　应用一：汽车电子

　　汽车领域是全球半导体分立器件最大的应用市场。据统计，目前全球排名前十的分立器件厂商的主要营收都来源于汽车电子。根据普华永道和思略特预测，从2025年开始，电动车将迅速发展，到2028年，4/5级无人驾驶汽车将成为主流。从国内来看，根据国务院2016年印发的《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划的通知》，到2020年中国新能源汽车实现当年产销200万辆以上，累计产销超过500万辆。由此可见，新能源汽车将成为驱动功率半导体市场最重要的动力。在新能源汽车领域，IGBT主要运用于电力驱动系统、车载空调系统和充电桩。

　　应用二：光伏发电、风电产业

　　根据规划，“十三五”期间将优先发展分散式风电和分布式光伏发电，力争在2020年风电装机规模达到2.5亿千瓦时左右，发电成本低廉，与煤电基本相当;光伏发电装机规模达到1.5亿千瓦左右，力争实现用户侧平价上网。2020年风电和光伏并网总容量至少要达到4亿千瓦。新型可再生能源的接入和管理需要大量功率半导体器件来实现控制，功率半导体作为节能减排的关键器件和基础技术，在光伏发电、风电产业大有可为。

　　应用三：5G领域

　　据中国信息通信研究院预测，5G商用部署后，至2025年中国的5G连接数将达到4.28亿，占全球连接总数的39%。5G时代的来临将带来射频元件使用数量的增加，而新技术的应用将提高射频部分元器件的设计难度，元器件单机价值量将得到提升，在半导体领域则体现在射频芯片和滤波器两部分价值的提升。

　　应用四：智能电网

　　在绿色节能意识的深入人心的当下，智能电网已成为世界各国竞相发展的一个重点领域。在我国，根据《国家电网智能化规划总报告》，2009-2020 年国家电网智能电网建设智能化投资 3840 亿元，其中第三阶段(2016-2020 年)“引领提升阶段”投资为 1750 亿元。大功率电力器件是智能电网的核心部件，具有更强、更快、更有效的功能特点，在高压直流输电、柔性交流输电系统、定制电力和基于电压源变换的柔性直流输电方面较为常用。

　　应用五：物联网行业

　　受移动互联网与物联网的影响，全球集成电路产业的调整力度正在加大。未来，如果物联网实现大规模应用，数据收集与数据传输环节将产生更多的用电需求，功率半导体的增长空间巨大。而由于物联网设备对高精密度和低功耗的要求较高，在实现同样功能的设备中，出于节能的考虑，可能需要通过加装负载开关等功率半导体元件来实现每一用电终端的单独控制。

　　此外，还有一个应用领域值得引起关注——军工行业。近年来，随着我国军队逐步向信息化、智能化、电子化方向发展，高端武器装备电磁化发展趋势日益明显，军工行业对功率半导体器件的需求日益增强。由于军事电子设备的敏感性和特殊性，出于国家“自主可控”的安全考虑，我国核心功率半导体器件将逐步实现进口替代。随着新型军事力量的建设，军费增长将更加向高端武器装备倾斜，在多种因素的驱动下，军工功率半导体增存量市场巨大。

　　随着一个个应用场景逐渐落地，一片新兴的蓝海呼之欲出，产业的升级势必会重燃功率半导体器件的需求活力，迎来功率半导体行业的春天。在这片新兴蓝海下，众多国内功率半导体厂商也纷纷发力，取得亮眼的成绩，并逐步扩大布局脚步。2017年12月，士兰微发布公告将在厦门建设两条12英寸特色工艺生产线，主要产品为MEMS和功率半导体;2018年1月，华润微宣布将在重庆打造全国最大的功率半导体生产基地;2018年5月，中芯国际正式启动绍兴厂的建设，项目总投资58.8亿元，将引进一条8英寸生产线，面向MEMS和功率器件集成电路领域的代工生产。台基股份目前正在筹划非公开发行股票事项，募集资金拟用于新型高功率半导体器件产业升级项目：月产4万只IGBT模块(兼容MOSFET等)封测线，兼容月产1.5万只SiC等宽禁带半导体功率器件封测;月产6500只高功率半导体脉冲功率开关生产线;晶圆线改扩建项目;新型高功率半导体研发中心、营销中心。