2017-2018年碳化硅功率半导体发展趋势展望报告

2017年11月出版

正文目录

1、功率半导体是大国重器，战略地位突出 (5)

1.1、功率半导体用概述 (5)

1.2、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 .. 6

2、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 (7)

2.1、IGBT 产业格局 (7)

2.2、MOSFET 产业格局 (8)

2.3、二极管产业格局 (8)

3、功率器件供需紧张，产业进入前所未有的景气周期 (9)

3.1、半导体全产业链进入景气周期 (9)

3.2、MOSFET 率先上调价格，吹响功率器件价格周期集结号 (10)

3.3、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 (11)

3.4、行业巨头芯片产能调整，进一步加大供需缺口 (12)

4、电动化趋势下，汽车功率器件用量翻倍 (12)

4.1、汽车功率半导体ASP 翻倍 (12)

4.2、电机控制系统新增大量功率器件应用 (14)

4.3、充电桩、汽车充电器新增大量功率器件需求 (15)

4.4、深耕车载领域，ROHM发力碳化硅市场 (16)

5、二极管、晶闸管进口替代率持续上升，MOSFET、IGBT 进口替代刚刚起步 18 5.1、进口替代空间巨大 (18)

5.2、功率半导体主要市场在中国，国产品牌替代率上升是大势所趋 (19)

5.3、大陆本土厂商成本领先,盈利能力远远高于海外厂商 (20)

6、碳化硅技术革命将重塑行业格局，国内厂商有望弯道超车 (21)

6.1、碳化硅器件优势明显，是下一代功率半导体发展方向 (21)

6.2、碳化硅重在中大功率，氮化镓重在中小功率 (24)

6.3、碳化硅成本不断下降，渗透率将持续提升 (25)

6.4、汽车应用将推动碳化硅渗透率快速上升 (26)

6.5、国内产业链初具雏形 (27)

6.6、国产厂商发力碳化硅功率器件，中国第三代半导体材料迎来春天 (28)

6.7、碳化硅功率器件时代来临，基本半导体亮相PCIM Asia (29)

6.8、Littelfuse首款碳化硅MOSFET可在电力电子应用中实现超高速切换 (31)

6.9、中车时代电气碳化硅器件项目通过科技成果鉴定 (32)

6.10、英飞凌开始批量生产首款全碳化硅模块，在PCIM上推出CoolSiC?系列产品的其他型号 (33)

7、主要公司分析 (33)

7.1、扬杰科技 (34)

7.2、捷捷微电 (35)

7.3、华微电子 (36)

7.4、基本半导体 (36)

7.5、泰科天润 (37)

7.6、株洲所 (37)

8、风险提示 (38)

图表目录

图表 1：功率半导体下游主要应用 (5)

图表 2：功率半导体产品示意图 (5)

图表 3：2016年功率半导体不同产品市场规模占比 (5)

图表 4：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 (6)

图表 5：全球前十大功率半导体巨头2016 年营业收入情况 (7)

图表 6：2015 年IGBT 器件及模块市场格局 (7)

图表 7：2015 年功率MOSFET 市场格局 (8)

图表 8：全球主要功率二极管厂商 (9)

图表 9：2017 年半导体产值成长率 (9)

图表 10：1989-2017年半导体产业产值发展里程碑（亿美金） (9)

图表 11：业内上调MOSFET 价格的调价通知函 (10)

图表 12：功率二极管市场供需趋于紧张，Book-to-bill 比值拉升至1.4 以上 (11)

图表 13：功率MOSFET 供需紧张，book-to-bill 比值拉升至1.37 (11)

图表 14：达尔科技（Diodes）全球共有3 个芯片生产基地（wafer fab），关厂加剧产能紧张 (12)

图表 15：电动汽车功率器件价值量（单车ASP）翻倍 (12)

图表 16：到2030 年，汽车电子成本占比达到50% (13)

图表 17：电动汽车主要功率模块图解 (13)

图表 18：汽车PCU（功率控制单元）电路图 (14)

图表 19：特斯拉拆解图：电动汽车新增大量IGBT 功率器件用量 (14)

图表 20：充电桩、汽车充电器是汽车半导体完全新增应用，驱动功率半导体快速成长 (15)

图表 21：ROHM面向xEV的动力传输电源解决方案 (18)

图表 22：2010-2016年全球分立器件市场容量（亿美金） (18)

图表 23：达尔科技最大的市场在中国 (19)

图表 24：英飞凌最大市场在中国 (19)

图表 25：NXP 最大市场在中国 (20)

图表 26：扬杰科技与台系二极管厂商盈利能力对比 (20)

图表 27：扬杰科技与欧美二极管及整流桥厂商盈利能力对比 (20)

图表 28：NXP 的生产产能区域分布 (21)

图表 29：功率半导体器件形态更新换代历史 (22)

图表 30：硅及第三代半导体材料关键电子参数对比 (22)

图表 31：碳化硅产品化的里程碑事件 (23)

图表 32：各种功率半导体器件的工作频率及工作电压 (23)

图表 33：2014-2019年碳化硅功率器件年产值 (24)

图表 34：碳化硅与氮化镓应用领域的区分 (24)

图表 35：碳化硅器件单价持续下降 (25)

图表 36：配置碳化硅器件的丰田路测车辆 (26)

图表 37：混合动力汽车的逆变器（含功率半导体）成本分拆 (26)

图表 38：国际碳化硅产业链主要公司 (27)

图表 39：国内碳化硅产业链 (28)

图表 40：基本半导体碳化硅产品 (30)

图表 41：基本半导体碳化硅JBS产品列表 (30)

图表 42：1200V碳化硅MOSFET (31)

功率半导体是大国重器，必将获得国家战略性支持。

功率半导体产业是高铁、汽车、光伏、电网输电等应用的上游核心零部件。功率半导体国产化是我国实现集成电路产业自主可控的关键环节。功率半导体必将获得国家大基金及地方产业基金的持续战略性支持。经过5-10年的发展，我国将出现一两家企业跻身国际功率半导体产业一线梯队。欧美日三地把控高端市场，中低端市场大陆厂商替代率稳步上升IGBT 及中高压MOSFET 市场主要由欧美日三地企业把控，二极管、晶闸管、中低压MOSFET 等市场国内企业在逐步蚕食海外厂商市场份额，进口替代率稳步上升。

短期来看，功率器件供需进展，产业进入前所未有的景气周期。9 月开始，功率MOSFET 供不应求，国内功率MOSFET 厂家纷纷涨价。功率二极管订单量出货量比值持续上升，二季度订单出货比值拉升至1.4，产业进入前所未有景气周期。

中长期来看，电动汽车功率器件用量翻倍，汽车应用功率半导体进入高增长。汽车电动化趋势下，汽车新增车载充电机、电机驱动逆变器等众多功率管理模块，单辆汽车功率器件用量从338 美金上升至704 美金。电动化趋势下，充电桩网络建设如火如荼，驱动功率半导体需求快速增长。中低功率市场，国内企业成本优势显著，竞争优势突出。相比台系厂商，大陆二极管厂商毛利率高出10%左右，显示出强大的成本管控能力。欧美日厂商的芯片制造产能普遍与封装产能分割两地，客户服务响应及成本管控远远落后于国内厂商，盈利能力不及国内厂商。二极管产能持续向国内转移趋势确定，国内龙头企业市场份额有望进一步提升。

碳化硅有望重塑行业格局，国内厂商有望实现弯道超车。碳化硅器件拥有能量转换效率、耐高温、耐高压优势，替代硅基功率器件大势所趋。国内企业与国际一线品牌处于同一起跑线，差距相对较小，在光伏、充电桩等领域有望实现弯道超车。

1、功率半导体是大国重器，战略地位突出

1.1、功率半导体用概述

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。

图表 1：功率半导体下游主要应用

图表 2：功率半导体产品示意图

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。功率半导体市场容量最大的三类产品：IGBT、MOSFET、功率二极管及整流桥。

图表 3：2016年功率半导体不同产品市场规模占比