国产功率器件迈向高端 自主品牌百花齐放

国产功率器件迈向高端 自主品牌百花齐放

公司供图  

当中国成为全球最大的机电、家电、消费电子产品生产地,也顺势成为全球最大的功率器件消费市场。集邦数据显示,2018年中国功率器件市场规模同比增长12.76%至2,591亿美元,到2020年将超过3,000亿美元。Yole统计,全球半导体市场中,中国占比39%,居第一位;欧洲第二位,占比18%;美国占比8%,日本占6%,其他地区占29%。

但是,功率器件的供给和需求却呈现较大错配。在各类功率器件中,国内产能供应占比均未超过50%。实际上,欧美日企业占有70%的份额,中国台湾企业占有10%的份额,中国大陆企业市场份额约为10%。因此,功率器件呈现出较大的供需不匹配的格局,进口替代空间较大。

近年来,无论是国家还是产业界,均高度重视自主功率器件产业的发展。国家通过“01专项”“02专项”等政策进行顶层设计,并通过国家集成电路产业基金撬动多方资金。自主产品从低端产品逐步向高端产品爬升,并且在特定的领域产生领导者。例如,中车时代电气专注于轨道交通领域高压IGBT;比亚迪(002594,股吧)专注于电动汽车IGBT;士兰微(600460,股吧)作为IDM综合型半导体公司,特色工艺平台覆盖功率IC、半导体功率器件、功率模块等产品的制造、封装领域,在消费电子、家用电器、工业等领域建立了较强的品牌优势。

功率器件

国产替代三大动力

功率半导体是对功率进行变频、变压、变流、功率放大及管理的半导体器件,不但实施电能的存储、传输、处理和控制,保障电能安全、可靠、高效和经济的运行,而且将能源与信息高度地集成在一起。虽然功率半导体器件在电力电子装置中的成本占比通常仅20%~30%,但是对设备的使用性能、过载能力、响应速度、安全性和可靠性影响极为重大,是决定其性价比的核心器件。从集成度看,可以分为功率器件、功率模组(模块)和功率集成电路(Power IC,又称功率IC、电源管理IC)。

由于电力电子产品对绿色、节能需求的持续强烈,MOSFET、IGBT是目前最重要、也最具发展潜力的功率半导体产品,应用范围从工业、汽车、无线通讯和消费电子,一直延伸到变频家电、轨道交通、新能源、智能电网等领域。但是,国外企业在这一领域还占据主导地位。例如,在MOSFET领域,根据IHS 的数据,前两大厂商英飞凌和安森美合计市占率45.9%;前五大厂商合计市占率约64%。在IGBT领域,英飞凌、三菱、富士电机、赛米控和安森美五大厂商合计市占率64.1%。

MOSFET、IGBT等高端功率半导体器件的进口替代动力主要来自三个方面。第一是产业政策的推动,第二是国际大厂的产品结构优化,为国内企业创造进入空间,第三是国内终端企业基于供应链成本、议价能力、服务响应等综合需求的考虑,国产化替代的愿望较为强烈。

近几年,国际大厂向工业自动化、汽车电子等高毛利领域发展,减少或剥离PC、手机、家电等消费领域的产品供给。2018年,英飞凌汽车电子营收占比达到42%、安森美及罗姆汽车电子营收占比达到31%,较2009年提升了10至20个百分点。2013年,瑞萨率先退出中低压MOSFET领域,2017年恩智浦(NXP)出售其低毛利的标准产品业务部门Nexpeira,专注于汽车电子和智能识别业务。

在需求动力上,国内终端企业基于供应链成本、议价能力、服务响应等综合考虑,国产化替代的需求逐渐提升。2019年以来,受到中兴华为及日韩事件影响,国内终端企业主动降低供应链安全风险的动力更强。他们向国内倾斜,给了国内上游芯片设计、制造企业更多的机会,也能够帮助上游芯片设计、制造企业提高产品研发和量产能力。

国内企业从基础器件开始

向中高端攀登

另一方面,随着中国在消费电子、家用电器、汽车、工业自动化、新能源、轨道交通等领域的产能发展,国内功率半导体市场空间也日益增大。在此背景下,国内半导体企业从基础器件开始,向中高端攀登。值得注意的是,已有部分企业开始在各自领域进行单点突破,实现行业内的自主替代。

例如,扬杰科技(300373,股吧)是国内主要的二极管、整流桥及整流器芯片生产商,光伏二极管市占率超过30%,智能电表整流桥市占率约40%。捷捷微电(300623,股吧)晶闸管产品占国产45%的份额。