功率半导体赛道分析

功率半导体赛道分析

作者:  来源:国元证券  2020-09-23  

 原标题 功率半导体赛道分析

  来源 国元证券  

  作者  贺茂飞 

  报告要点

  1、行业总览:千亿赛道,成熟市场叠加新兴纯增量市场

  Ø功率半导体用于所有电力电子领域,市场成熟稳定且增速缓慢。行业发展主要依靠新兴领域如新能源汽车、可再生能源发电、变频家电等带来的巨大需求缺口。成熟市场规模:根据IHS Markit数据显示2018年全球功率器件市场规模为391亿美元,中国功率市场规模为138亿美元,全球占比35%。纯增量市场规模:我们主要测算了国内新能源汽车、充电桩、光伏和风电四个领域中应用功率半导体市场空间。①新能源汽车领域市场需求到2025年约160亿元,2030年约275亿元。②公共直流充电桩领域2020-2025年累计市场需求约140亿元,2025-2030年累计需求约400亿元。③光伏领域2020-2025年累计市场需求约50亿元,随政策调整有望进一步增长。④风电领域2020-2024年累计市场需求约30亿元。整体看,国内功率半导体市场2025年四个领域提供纯增量规模预计达200亿元。Ø根据Omdia数据显示,2018年全球排名前十功率半导体企业来自于美国、欧洲和日本,合计市占率达60%。国内功率半导体市场自给率偏低,中高端功率MOSFET和IGBT自给率不足10%,国产替代空间巨大。

  2、行业发展趋势一:不需要追赶摩尔定律,倚重制程工艺、封装设计和新材料迭代,整体趋向集成化、模块化

  Ø功率半导体整体进步靠制程工艺、封装设计和新材料迭代。设计环节:功率半导体电路结构简单,不需要像数字逻辑芯片在架构、IP、指令集、设计流程、软件工具等投入大量资本。制造环节:因不需要追赶摩尔定律,产线对先进设备依赖度不高,整体资本支出较小。封装环节:可分为分立器件封装和模块封装,由于功率器件对可靠性要求非常高,需采用特殊设计和材料,后道加工价值量占比达35%以上,远高于普通数字逻辑芯片的10%。Ø提升性能和降低成本推动晶片向集成化、小型化发展。根据Omdia预测,2020-2024年分立器件市场增速为2.2%,而功率模块市场增速为5.4%。新兴市场使中高端产品如IGBT和功率MOSFET需求变大。根据WSTS数据统计,全球功率MOSFET增速为7.6%,IGBT为8.9%。目前,根据在研项目和产品布局看,国内企业开始向价值量更高的中高端产品转型。

  3、行业发展趋势二:新能源与5G通信推动第三代半导体兴起

  Ø新能源、5G等新兴应用加速第三代半导体材料产业化需求,我国市场空间巨大且有望在该领域快速缩短和海外龙头差距。①天时:第三代材料在高功率、高频率应用场景具有取代硅材潜力,行业整体处于产业化起步阶段。②地利:受下游新能源车、5G、快充等新兴市场需求以及潜在的硅材替换市场驱动,目前深入研究和产业化方向以SiC和GaN为主,国内市场空间巨大。③人和:第三代半导体核心难点在材料制备,其他环节可实现国产化程度非常高,加持国家在政策和资金方面大力支持。我们认为该行业技术追赶速度更快、门槛准入较低、国产化程度更高,中长期给国内功率半导体企业、衬底材料供应商带来更多发展空间确定性更强。

  4、行业发展趋势三:IDM模式更适合功率半导体行业,代工可以提供产能、工艺技术补充

  Ø海外功率半导体龙头企业都采用IDM模式,国内功率半导体行业商业模式以IDM为主,设计+代工为辅。目前,国内IDM企业(如士兰微)和代工企业(如中芯绍兴)都在积极扩充产能和升级产线,从4/6寸升级到6/8寸甚至更高,整体追赶国际主流水平。产能扩充可以认为公司技术储备和产品性能已经达到国际同类产品水平,后续通过开拓客户和抢占市场份额实现营收增长。ØIDM与代工并行符合国内行业格局现状,双模式运行并不冲突,有效利用我国产能资源,实现优势互补。IDM模式可以提高产品毛利并建立技术壁垒。我国特色工艺和封装技术处于国际先进水平,工艺技术和产能部署完善。功率半导体企业与代工企业长期合作,可以实现产能补充和获得工艺技术支持。

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