行情频道: 行情 / 知识 / 新股 / 要闻 / 基金 /

功率半导体是电子设备中电能转换和电路控制的核心,主要用于改变电子设备中的电压和频率、直流交流转换等。近年来,功率半导体的应用领域已从工业控制和消费电子扩展到新能源、轨道交通、智能电网、变频家电等市场,市场规模呈稳步增长趋势。目前,国内功率半导体产业链日益完善,技术也在取得突破。

围绕电力半导体行业,我们从其分类和发展过程、产业链和市场状况分析,分析其主要产品和应用前景,通过国内外竞争模式分析,了解电力半导体相关企业的现状和突破方向,预测未来发展趋势和市场前景,方便读者深入了解行业。

01

功率半导体概述

1.功率半导体

电力半导体是电力电子设备实现电力转换和电路控制的核心部件。功率半导体又称功率半导体,主要用于转换电源、控制电路、改变电压或电流的波形、振幅、相位、频率等参数。功率半导体本质上是一种电力开关,可以在低阻状态下流过从几安培到几千安培的电流,可以在毫秒甚至微秒内控制数千伏高压和数千安培的大电流。可用于整流(交流转换直流)的功率半导体器件、逆变(DC转换交流)、转换(直流直流直流)、变频(改变交流电频率)、功率控制等。根据一定的拓扑结构,电力设备采用多功率半导体装置组合,实现负载电力转换的需要。

MOSFET开关频率高,更适用于高压大电流应用领域

2.分类

(1)功率半导体可分为功率分立器件、功率模块和功率IC

早期的功率半导体以分立器件的形式出现,称为功率分立器件。第一个发展是功率二极管和三极管,然后是晶闸管(Thyristor)MOSFET和IGBT是主流的功率分立器件。功率模块是由两个或两个以上的功率分立器件按一定电路连接并模块化包装,实现功率分立器件功能的模块。功率IC是集成功率分离器件及其控制电路、外围接口电路、保护电路等功能于一体的集成电路,属于集成电路中的模拟IC。可以进一步分为AC//ACDC、DC/DC、PMIC、驱动IC等,负责电力电子设备中电能的变换、分配和检测。

MOSFET开关频率高,更适用于高压大电流应用领域

(2)根据装置结构,功率器件可分为功率二极管、晶闸管、三极管IGBT、MOSFET等

早期的二极管、晶闸管、三极管在结构上由简单的PN结组成,开关速度慢,常用于低频领域。整流、检波、作为开关元件的二极管具有单向导电性。晶闸管是一种能在高压、大电流条件下工作的开关元件,广泛应用于可控分拣、交流调压、逆变器、变频器等电路中。它是一种典型的用小电流控制大电流的电子元件。晶体管是电子电路的核心部件,主要包括MOSFET和IGBT,具有高频率、低损耗的特点。MOSFET开关频率高,更适用于高频中高压领域;IGBT耐压性高,更适用于高压中低频领域。

MOSFET开关频率高,更适用于高压大电流应用领域

(3)功率半导体也可根据功率处理能力、驱动类型、可控性、衬底材料等方法进行划分

根据功率处理能力,可分为低压小功率器件、中功率器件、大功率器件和高压特大功率器件。根据驱动电路在设备控制端和公共端之间添加信号的性质,可分为电流驱动型和电压驱动型。根据控制电路信号对设备的控制程度,可分为不可控型、半控型和全控型。可分为单极型装置、双极型装置和复合型装置,根据装置内部电子和空穴两种载流子参与导电。根据功率器件衬底材料的不同,可分为以锗和硅为代表的第一代半导体材料和砷化镓(GaAs)和磷化铟(InP)以碳化硅为代表的第二代化合物半导体材料(SiC)、氮化镓(GaN)以第三代宽禁带半导体材料为代表。

3.主力产品

金属-氧化物半导体效应晶体管(MOSFET)IGBT和绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor)开关元件常用于电路中。由于场效应管的栅极被绝缘层隔离,MOSFET又称绝缘栅场效应管。MOSFET具有输入阻抗高、开关速度快、热稳定性好、电压控制电流等特点。IGBT是由晶体三极管和MOSFET组成的复合半导体器件。IGBT作为一种新型的电子半导体设备,具有输入阻抗高、电压控制功耗低、控制电路简单、耐高压、电流大等特点,广泛应用于各种电子电路中。

MOSFET开关频率高,更适用于高压大电流应用领域

IGBT和MOSFET功率容量相似,会影响开关频率,开关速度可能比MOSFET慢,因为IGBT有关闭尾部时间和延长死区时间。MOSFET具有高频特性好、工作频率高达几百kHz的优点、即使是MHz,导通电阻大也会导致高压大电流场景下功耗大。IGBT在低频、高功率场合表现良好,导电阻小,耐压性高。因此,IGBT适用于高压大电流应用领域,如交流电机、变频器、逆变器、牵引传动等。MOSFET适用于高频电源领域,如开关电源、整流器、高频感应加热和通信电源。

MOSFET开关频率高,更适用于高压大电流应用领域

根据下游场景所需的电压,一般认为应用电压低于300V的MOSFET为中低压MOSFET,一般用于消费级应用,主要产品形式为Trench MOSFET,即沟槽型MOSFET(12V-250V)和SGT(Shielded Gate Transistor,屏蔽栅沟槽)MOSFET(低于300V);高压MOSFET高于500V,产品形式为SJ-MOSFET,也就是说,超级结MOSFET,主要用于高压(600V-900V)领域,一般用于汽车、航空等领域。

MOSFET开关频率高,更适用于高压大电流应用领域

02

发展过程和技术变革

动力半导体经历了一系列的创新发展过程。1956年,美国通用电气公司开发了第一种晶闸管,标志着第一代功率半导体器件的诞生。晶闸管是一种体积大、效率低、工作频率一般低于400Hz的半控制器件。1962年,通用电气开发了GTO晶闸管,1969年日立开发了电力场效应晶体管功率MOSFET,GTO、BJT、代表第二代功率半导体器件的MOSFET发展迅速,工作频率达到兆赫级。1984年,通用电气公司推出了绝缘栅极双极晶体管IGBT,该IGBT已成为现代功率半导体的主要设备,结合了MOSFET驱动功率小、开关速度快、BJT通态压降小、载流能力大的优点。日本三菱于1989年推出了IGBT-IPM智能功率模块,具有控制和保护功能。一九九七年,日本富士电机推出超结SJ-MOSFET,进一步突破硅材料的结构性能边界。

MOSFET开关频率高,更适用于高压大电流应用领域

1.MOSFET和IGBT已成为目前主流的功率半导体器件

二极管、三极管、晶闸管早期开关速度慢,常用于低频领域。二极管只有单向导通;晶闸管可以正向触发导通,具有开关特性;三极管依靠小电流控制开关开关,具有线性放大功能。MOSFET和IGBT是目前主流的功率半导体。MOSFET器件开关频率高,在高耐压下导通电阻会很高,更适合高频中高压领域(100-1000KHz,20-1200V);IGBT设备具有较高的耐压性。作为MOSFET+BJT结构的复合设备,与MOSFET相比,具有系列结构耐压性高、导电阻低、电流放大等优点,更适合高压、中低频领域(<100KHz,600-6500V)。

MOSFET开关频率高,更适用于高压大电流应用领域

2.功率半导体设备工艺不断迭代创新,性能不断升级

功率半导体器件从无法控制、电流控制到电压控制,从小功率、中功率、大功率到超大功率,从分离器件、功率模块、智能功率模块到双列直接插入智能功率模块。从功率半导体设备结构的角度来看,MOSFET从平面、槽、超级结、屏蔽栅设备结构升级,设备耐压和开关频率性能显著提高;IGBT从穿透、非穿透、场地截止和平面栅、槽栅两条路径升级,设备结构升级带来耐压、减少损耗和导电阻性能。

MOSFET开关频率高,更适用于高压大电流应用领域

3.功率半导体集成度不断提高,从分立器件演变为集成模块

与单个功率分离器相比,集成度较高的功率模块和功率IC可以实现高可靠性、高集成性和高效性,更适合高压大电流应用场景。功率模块由多个分立功率单管按特定功能串并联组成,可简化外部连接电路,可靠性更高。以IGBT为例,IGBT模块的最大电压一般比IGBT单管高1-2个等级。功率IC通常由功率器件及其驱动电路、保护电路等外围电路组成,主要包括各种电源管理芯片(PMIC)。与功率分立器件和功率模块相比,功率IC集成度较高,但电流电压范围较低,常用于消费电子领域。

MOSFET开关频率高,更适用于高压大电流应用领域

4.传统的功率半导体硅基材料到宽禁带材料,设备性能大大提高

随着硅基功率半导体器件工艺结构的提高,硅基功率半导体器件逐渐接近理论极限,使用宽禁带材料制造功率半导体器件比硅基材料具有更好的特性。与传统硅基相比,宽禁带材料在耐压性和开关频率方面具有更好的性能,未来将逐步取代硅基功率设备,成为高压高频应用领域的主流市场。其中,SIC设备在导电阻、阻断电压和结电容方面的性能明显优于传统的SI基功率设备,更容易实现小型化、耐高温工作,更适合高压、高能密度应用场景,未来可以在高压领域取代IGBT设备,在车载应用场景中,SIC比IGBT设备在不同工作条件下的效率显著提高。Gan设备可以实现更小的导电阻和栅极电荷,开关频率更高,更适合高频应用场景,但在高压高功率场景中不如SiC设备好。Gan装置有望在中低功率领域取代二极管、MOSFET等硅基功率装置。

MOSFET开关频率高,更适用于高压大电流应用领域

03

市场现状及规模

1.全球和国内功率半导体市场稳中向好

全球功率半导体市场稳中向好。根根据Omdia的数据,全球功率半导体市场规模从2017年的441亿美元增长到2022年的481亿美元。2020年,受疫情影响的功率半导体市场规模有所下降,但2021年恢复到459亿美元,预计2023年全球功率半导体市场规模将达到503亿美元。

MOSFET开关频率高,更适用于高压大电流应用领域

中国作为世界上最大的功率半导体消费国,自2018年以来,国内物联网、新能源和新一代通信网络等新兴产业大大提高了对上游功率半导体产品的需求,2019年贸易摩擦干扰整体市场收入略有下降,自2020年下半年以来,国内功率半导体需求呈现高繁荣特征,叠加产能不足,供需明显不匹配,相关领先的功率公司逐渐提高价格。2022年,中国功率半导体市场规模增长至1368.86亿元,同比增长4.4%,预计2023年中国功率半导体市场规模将进一步增长至1519.36亿元。

MOSFET开关频率高,更适用于高压大电流应用领域

2.MOSFET、IGBT超越二极管,晶闸管,BJT成为增长的主要力量

从功率半导体细分产品的市场结构来看,功率IC是功率半导体市场的主要出货产品,占50%以上;在功率半导体分离器件中,市场对MOSFET、对IGBT和二极管的需求很大。根据芯谋研究的数据,MOSFET占功率分离器件市场份额最大,达到42.6%,其次是IGBT和功率二极管,占功率器件市场的90%以上。

MOSFET开关频率高,更适用于高压大电流应用领域

(1)二极管

由于二极管行业技术壁垒低,市场规模相对稳定,中国份额逐渐增加。据华经产业研究所统计,2022年全球二极管产业市场规模为55.73亿美元,与2021年基本持平。以其低成本优势,中国二极管行业在全球市场中的市场份额逐年增加。2022年,中国二极管行业市场规模为23.23亿美元,与2021年数据基本持平。预计2023年市场规模为19.57亿元,较2022年下降15.76%,远低于全球平均水平。

MOSFET开关频率高,更适用于高压大电流应用领域

(2)晶闸管

晶闸管由于其大电流、大电压的处理能力,在大功率应用领域仍具有优势。作为一种技术相对成熟的产品,其市场增长趋于稳定。据华经工业研究院统计预测,2017年全球晶闸管市场规模从7.18亿美元增加到2021年8.24亿美元,2022年全球晶闸管市场规模达到10.07亿美元,2017年至2022年复合增长率达到5.8%。全球晶闸管市场规模将从2023年的8.31亿美元增长到2028年的12.42亿美元,期间复合增长率将达到5.9%。2021年,中国市场以37%的比例成为世界上最大的单一晶闸管市场。自2019年以来,中国晶闸管市场规模开始稳步持续增长,2017-2022年复合增长率为7.0%,预计到2023年将增长至27.9亿元。

MOSFET开关频率高,更适用于高压大电流应用领域

(3)BJT

BJT作为一种电流控制分离器件,在消费电子、网络通信、工业、安全等领域对分离器件功耗和频率要求越来越严格的背景下,其市场空间正逐渐被MOSFET等部件所取代。据中国商业产业研究院统计,2022年全球BJT市场规模达到9.32亿美元,同比下降9.07%,预计2023年将下降至7.38亿美元。2022年,中国BJT市场规模达到4.5亿美元,同比下降5.46%,预计2023年将下降至3.66亿美元。

MOSFET开关频率高,更适用于高压大电流应用领域

(4)MOSFET

全球MOSFET行业市场规模保持稳定扩张,市场前景广阔。2022年,全球MOSFET市场规模达到129.6亿美元,同比增长14.49%,预计2023年将达到133.9亿美元。中国MOSFET行业的市场规模也保持稳定的扩张趋势,增长率高于全球市场。2022年,中国MOSFET市场规模约为54.0亿美元,同比增长15.88%,预计2023年将达到56.6亿美元。

MOSFET开关频率高,更适用于高压大电流应用领域

(5)IGBT

在新能源汽车和风景储存市场的推动下,IGBT市场呈现结构图:2020-2025年中国IGBT市场结构性快速增长趋势,是目前发展最快的功率半导体设备之一。根据YOLE数据,由于新能源汽车、新能源、工业控制等领域的需求大幅增加,2022年全球IGBT市场规模约为68亿美元,2026年全球IGBT市场规模预计将达到84亿美元。中国是世界上最大的IGBT市场,约占全球IGBT市场规模的40%。2022年,中国IGBT市场总规模达到321.9亿元,预计2025年市场总规模达到468.1亿元,CAGR达到13.3%。

MOSFET开关频率高,更适用于高压大电流应用领域

04

竞争格局

1.全球市场集中度高,主要由海外IDM巨头占据

中高端产品制造商主要集中在欧洲、美国、日本和台湾,其中大部分属于IDM制造商。世界领先的电力企业英飞凌的市场份额为13.5%,其次是德州仪器、安森美等。其中,英飞凌仍牢牢垄断MOSFET市场和IGBT市场的领先地位,市场份额相对较大,其他主要参与者也相对集中。只有个别国内制造商进入细分市场的前十名。

MOSFET开关频率高,更适用于高压大电流应用领域

在IDM模式下,1)电力制造商的设计和制造环节紧密结合,可以根据客户的定制需求优化设计和制造环节。产品验证周期快,技术迭代优势明显;2)同时,自己的生产线可以控制生产能力,确保产品交付能力和成本控制。对于一些汽车公司来说,电力制造商能否控制生产线,确保交货期已成为首要考虑因素之一;3)产业链集成能力强,与Fabless不同,Fabless受晶圆代工厂的制约,有利于扩大整体市场规模,挤占市场份额。凭借这种模式的优势,海外功率IDM巨头不断扩大其在功率市场的份额,特别是在高端功率设备领域,占据了更高的技术壁垒和更大的利润空间。

MOSFET开关频率高,更适用于高压大电流应用领域

2.中国仍处于起步阶段,市场集中度低,Fabless和IDM制造商并存,增长迅速

中国的功率市场竞争格局相对分散,势均力敌,没有像英飞凌这样的垄断地位。由于海外厂商不断争夺高端功率设备的市场份额,转向高压大功率和SIC的细分轨道;一些中低端产品的市场份额被国内电力制造商取代,国内电力正在迅速上升。从全球电力分离器件行业排名来看,与2021年相比,2022年的数据在全球前20名中国电力厂商总收入持续增长,排名不断上升,国内厂商不断追赶海外龙头的份额。

与海外IDM模式相比,国内出现了大量的Fabless模式制造商。Fabless模式1)集中资源在芯片设计方面达到更好的研发技术水平;2)同时,由于没有生产线,设备和固定成本降低,资本回报时间过长的风险降低;3)避免产能利用率波动对下行周期的影响。对于仍处于追赶地位的国内厂商来说,Fabless模式可以让国内企业轻装上阵,借助成熟的晶圆铸造,利用刀刃上有限的资金,快速切入,提升市场份额。扬杰科技等国内部分电力制造商采用IDM+Fabless,MOSFET、IGBT、在成熟产品领域,第三代半导体等新兴高端领域委外OEM保证率良好,自建生产线保证生产能力。也有一些电力制造商,如斯达半导航,从Fabless转向IDM,在高压大功率产品中建立自己的生产线,以满足工艺和生产能力的需求,确保下游客户订单供应的稳定。也有一些前身是Foundry的晶圆代工厂,比如华润微,利用自己的生产线优势切入功率轨道,占据市场份额的前列。可以看到Fabless、Foundry和IDM的生产模式不是固定的,企业会根据市场需求不断调整。

3.对于国内电力企业来说,未来的发展道路将慢慢向IDM靠拢

主要原因是:1)功率半导体行业发展成熟,技术壁垒低,产品,特别是国内厂家聚集的中低端设备差异化小,易于更换,厂家利润空间有限,降低成本和利润成为主要目的,IDM生产模式可以有效控制成本;2)下游客户对自动控制生产线的关注促使企业转向IDM,不仅国内汽车企业等下游客户重视生产能力和交货期的保证,海外下游客户也特别重视供应的稳定性。Fabless有自己的优势。Fabless是中国台湾省的主要功率制造商,主要是由于台湾省晶圆OEM的优越地位。Fabless有自己的优势。中国台湾省的电力厂商主要是Fabless,主要是因为台湾省晶圆OEM的优越地位。根据2023年晶圆OEM的市场份额,台湾省占75%左右,大陆只占11%左右。晶圆OEM的不足促使大陆电力制造商更多地考虑IDM模式。

相关公司

1.新洁能

该公司成立于2013年,并于2020年9月在上海证券交易所主板上市。公司是国内MOSFET品类最齐全、产品技术和技术领先的分立器件设计公司之一,是国内较早的槽型MOSFET、超级结MOSFET、屏蔽栅MOSFET和IGBT四大产品平台之一,产品电压覆盖12V~1700V,可满足不同下游市场客户和不同下游市场客户的差异化需求。

对于功率半导体Fabless公司来说,产业链合作至关重要。IGBT、与其它功率器件相比,MOSFET具有优异或差异化的性能特性,因此,IGBT、MOSFET的设备结构和参数性能需要在更严格的工艺端实现或达到最佳状态,因此IGBT、MOSFET主要基于8英寸和12英寸的工艺平台流片,后密封测试也需要由具有先进包装测试技术的制造商进行OEM。

MOSFET开关频率高,更适用于高压大电流应用领域

该公司的芯片OEM合作伙伴包括华虹宏力、华润上华等国内主要MOSFET、IGBT等大型晶圆芯片OEM能力的本地芯片OEM供应商;特别是华虹宏力,公司与华虹宏力一厂、二厂、三厂、七厂建立了长期战略合作关系,实现了批量生产。该公司已成为国内投影量最大的8英寸、12英寸芯片工艺平台的半导体功率器件设计公司之一。除了长期与晶圆OEM保持良好的合作关系外,公司还确保了自身产能的稳定供应,以及日月光、长电技术和捷敏电同时,通过全资子公司电基集成布局先进的封测业务,进一步提高了公司在封测端的能力。

子公司建设:1)全资子公司电基集成注重车辆规级封测生产线建设,2023年通过SGSIATF16949车辆规则体系审核;2)控股子公司金兰功率半导体(无锡)有限公司主要从事电力模块的R&D、设计、生产和销售。目前,金兰半导体已完成第一条IGBT模块包装试验生产线的建设。生产线选用的机械设备均为近两年世界先进技术成熟的包装试验设备,满产后可达6万个模块/月。金兰半导体计划于2024年升级生产线,逐步通过IATF16949审计;3)国硅集成电路技术(无锡)有限公司,致力于智能功率集成电路芯片设计,拥有完整的独立研发系统,掌握国内领先的关键核心技术,应用市场涵盖汽车电子、光伏储能、数据中心和工业控制。公司与国硅集成联合开发智能功率集成产品,结合MOSFET创新、包装创新和IC创新,提高产品的领先和技术门槛,提高产品的核心竞争力。

沟槽型MOSFET和屏蔽栅MOSFET从公司主营业务收入构成来看,贡献了公司的主要收入。屏蔽栅MOSFET是公司中低压产品中替代国际一流厂家产品数量最多的产品技术平台,受市场波动影响较大。一方面,公司继续增加研发投资,继续实现产品迭代和型号扩张;另一方面,积极参与市场价格竞争,为客户提供更具成本效益的产品解决方案,提高客户粘性,促进关键领域销售规模和市场份额的扩大。沟槽MOSFET作为公司批量生产时间最长的成熟技术平台,应用模式多样,客户群体广泛,但市场波动对沟槽MOSFET影响较大,公司积极采取保证市场利润的策略。根据公司公告,2023年沟槽型MOSFET和屏蔽栅MOSFET分别收入4.54亿元和5.46亿元,约占2023年总收入的68%。

根据公司公告,2023年,公司实现了第四代高压超级结MOSFET的迭代升级,产品系列型号齐全,已开始批量交付。2021-2023年超级结MOSFET占总收入的10%左右,2023年超级结MOSFET占总收入的1.84亿元,占12.52%。IGBT业务下游主要是光伏储能客户,2023年光伏客户库存,整体供过于求,公司积极调整产品结构应对下游变化,拓宽应用领域,增加变频、小型家电、工业自动化、汽车销售,但受光伏、储能需求下降的影响,2022年22.33%的销售比例下降到2023年18.09%,实现收入2.66亿元。

MOSFET开关频率高,更适用于高压大电流应用领域

从下游应用领域来看,2023年,公司在工控自动化领域的销售比例增加到35%,汽车电子领域的销售比例增加到15%。光伏储能领域受海外需求下降的影响。与此同时,国内外IGBT产品供应商的产能增加,市场供需关系发生变化,销售比例从2022年的25%下降到17%。

MOSFET开关频率高,更适用于高压大电流应用领域

2023年,公司积极探索原有市场客户的合作机会,增强客户粘性,促进更多材料号码的引入;另一方面,公司积极探索新的下游应用领域,增加对新能源汽车、光伏储能、人工智能服务器、数据中心、无人机等关键新兴应用领域的投资。在新能源汽车领域,公司已经覆盖了比亚迪汽车的全系列车型,在国内供应商份额中处于领先地位,并继续大规模交付。与联合电子、伯特利等tier1厂商深入合作,引进哈曼卡顿、法雷奥等国际tier1厂商。与此同时,公司对理想、蔚来、小鹏、极氪、上汽、吉利等10多家汽车公司的出货规模也在稳步提升;在人工智能服务器领域,公司在2H23年实现了行业龙头客户的批量销售,预计2024年销售规模将进一步扩大。在其他新兴领域,公司也在加强与大疆无人机、卧龙电驱、商务电子等客户的合作。

MOSFET开关频率高,更适用于高压大电流应用领域

在技术研发创新方面,公司2023年投资8731.42万元,占收入的5.91%。截至4M24,公司拥有196项专利,其中86项发明专利(不含到期专利)。2023年新增产品600余款,细分产品型号3000余款。

2.华润微

华润微电子有限公司是一家具有芯片设计、掩模制造、晶圆制造、包装测试等整个产业链综合运营能力的IDM半导体企业。公司是华润集团负责微电子业务投资、开发和运营管理的高科技企业。先后整合了中国半导体企业,如华科电子、中国华晶、上华科技等。

MOSFET开关频率高,更适用于高压大电流应用领域

华润微坚持“长三角+成渝双城+大湾区”的两江三地布局,业务范围遍布无锡、上海、重庆、香港、东莞、深圳。目前公司有四大业务群:

MOSFET开关频率高,更适用于高压大电流应用领域

华润硅威、华润硅科、华润半导体主要从事芯片设计,无锡华润上华主要从事晶圆制造业务,华润安盛、华润赛美科、硅盘微电子、华润润安等主要从事包装测试业务。华润华晶和重庆华伟从事电力半导体产品的设计、研发、制造和销售,其业务涉及芯片设计、晶圆制造和包装测试。

MOSFET开关频率高,更适用于高压大电流应用领域

隶属于华润集团,大基金为二股东。公司最大的股东是华润集团(微电子)有限公司,持有66.41%的股份;国家集成电路产业投资基金持有4.45%的股份。华润集团由国务院国有资产监督管理委员会直接监管,涵盖大消费、综合能源、城市建设运营、大健康、工业金融、科技、新兴产业六个领域。

MOSFET开关频率高,更适用于高压大电流应用领域

MOSFET开关频率高,更适用于高压大电流应用领域

华润微收入和归母净利润总体增长稳定。2018-2023年,公司收入CAGR达到9.56%,归母净利润CAGR达到28.06%。4Q23盈利能力修复。在行业繁荣的下行阶段,公司积极降低成本,提高效率,不断优化产品结构。4Q23公司归母净利润环比增长52.1%,净利率环比增长5.89pct。

MOSFET开关频率高,更适用于高压大电流应用领域

华润微重视R&D。根据公司财务报告,公司R&D投资从2018年4.5亿元增加到2023年11.54亿元,R&D费用率从7.2%提高到11.7%。1Q24公司R&D费用达到13.5%。截至2023年底,公司已获得2202项授权专利,其中发明专利1838项,占专利总数的83.5%。

MOSFET开关频率高,更适用于高压大电流应用领域

该公司已经掌握了一系列具有独立知识产权的核心技术。大多数核心技术在中国处于领先地位,包括沟槽SBD设计和工艺技术、光电耦合和传感系列芯片设计和制造技术以及BCD工艺技术。

MOSFET开关频率高,更适用于高压大电流应用领域

以功率半导体(功率器件和功率IC)为主的华润微产品和方案业务、主要由华润华晶、重庆华微、华润硅科、华润硅威、华润半导体等子公司运营的智能传感器和智能控制领域。

公司的主要产品包括MOSFET、IGBT、以第三代宽带半导体为代表的功率半导体产品,以光电传感器、烟雾传感器、MEMS传感器为主,以MCU为代表的智能控制产品。

MOSFET开关频率高,更适用于高压大电流应用领域

3.捷捷微电

江苏捷捷微电子有限公司成立于1995年,是江苏省一家专业从事半导体分离器件、电力电子元件研发、制造和销售的高新技术企业。同时,也是国内最早、品种最齐全的“方片”单向双向可控硅生产厂家之一。

公司是一家集功率半导体设备制造商和品牌运营商、功率集成电路、新部件芯片研发制造、设备研发和密封测试、芯片和设备销售和服务于一体的功率半导体设备,主要采用IDM模式。主要产品包括晶闸管设备和芯片、防护设备和芯片、二极管设备和芯片、厚膜组件、晶体管设备和芯片、MOSFET设备和芯片、IGBT设备和组件、碳化硅设备等。

公司继续拓宽产品结构、应用领域和客户结构,积极布局独特的FRD、高端整流器产品线。公司继续推进MOSFET、IGBT、研发和推广碳化硅、氮化镓等新型电力半导体器件。MOSFET产品专注于Trench、SGT、Super Junction、超高压Planar MOSFET等关键核心技术,致力于打造低功耗技能、节能环保、高频高效功率设备。汽车规级芯片聚焦于DFN、LFPACK、TOLL级大功率设备,继续推进“功率半导体‘车规级’封测产业化项目”。公司增加SGTMOSS的对SGTMOS、SJMOS、研发先进的整流器等项目,不断拓宽产品结构、应用领域和客户结构,逐步扩大市场份额。同时,积极布局独特的FRD、高端整流器产品线,进一步实现轻、小、电流大、功率密度高、功耗低的性能,扩大新能源汽车、光伏、风电、焊机、各种变频电源等领域的应用。

积极拓展产品型号,海外市场进展顺利。公司积极开发汽车规级功率半导体防护装置产品系列,布局独特的FRD、高端整流器产品线进一步扩大了新能源汽车、光伏、风电、通信设备等领域的应用,构建了整个功率半导体IDM产业链。多核心技术和强大的行业布局有望带来多条性能增长曲线。此外,该公司的产品也得到了国外知名制造商的认可,该公司的产品已出口到韩国、日本、西班牙等。

多个半导体项目正在稳步推进。公司“高端功率半导体设备产业化项目”(一期)基础设施及配套设施建设已完成,二期部分设备正在逐步投资。目前该项目每月出片6W片,预计未来二期项目总出片量将达到8W片/月。公司“功率半导体6英寸晶圆及设备密封生产线”项目正在设备进入和调试中,计划采用深Trench蚀刻和填充工艺、高压等平面终端工艺服务晶闸管业务,扩大现有保护设备容量,计划生产更高端的二极管和IGBT小信号模块,项目于23年第三季度投产,产能正处于攀爬阶段,未来预计将形成6寸晶圆100万片/年、100亿片/年功率半导体封测器件的产业化能力。公司还拥有功率半导体“车规级”封测工业化项目目前,车辆规级大功率设备的研发、生产和销售已封顶,基础设施建设正在实施中,该项目预计将于24年底完成。项目计划建设年产1900kkk车规级大功率器件DFN系列产品、120kkk车规级大功率器件TOLL系列产品、90kk车规级大功率器件LFPACK系列产品、60kkWCSP电源器件产品的生产能力。此外,公司控股子公司致力于硅基IGBT、宽禁带等新型功率器件的设计和研发,帮助功率芯片定位。目前,650V和1200V两个电压平台的产品研发正在进行中,小批量销售已经实现。预计2023年收入将达到1000-2000万元,后期将进入高端产品领域,逐步实现国内替代。展望未来,公司多个项目的逆势布局有望在上行周期中释放公司业绩的利润弹性。

预计2024年全球功率半导体市场将增长约20%,预计将扩大到522亿美元。该公司将建立整个功率半导体IDM产业链布局。全球半导体市场在2023年下半年逐步复苏,随着消费电子市场的逐步复苏,晶圆厂商的去库存逐步完成。Omdia预测,到2024年,全球功率半导体市场将逐步回归增长轨道,预计将扩大到522亿美元,预计将达到20%。公司通过收购捷捷南通科技的少数股权,加强公司在高端功率半导体芯片设计和晶圆制造领域的研发、制造和销售,打造功率半导体IDM全产业链布局。

4.东微半导

精耕高功率应用领域十多年,功率器件产品矩阵逐渐丰富。功率设备是一种特殊的工艺产品。在工艺方面,公司不追求极端的线宽,而是追求卓越的设备结构设计和工艺开发能力。公司重视底层设备结构创新,不断丰富产品矩阵。目前,它已覆盖高压超级结MOSFET、MOSFET中低压屏蔽格栅、超级硅MOSFET、TGBT、SiC设备等产品。下游应用领域包括以车载、直流充电桩、光伏逆变器、工业和通信电源为代表的工业应用领域,以及以移动快速充电器、电源和电源板为代表的消费电子应用领域。

MOSFET开关频率高,更适用于高压大电流应用领域

2023年,由于海外领先的电力半导体制造商加强了中国的市场竞争,国内生产能力进一步释放,产品价格呈明显下降趋势,行业竞争加剧。在这一行业背景下,公司不断丰富应用场景,拓展终端客户。根据年度报告,公司于2023年在新能源汽车车载充电器、直流充电桩、工业和通信电源(包括5G基站、数据中心和服务器电源等)、光伏逆变和储能、工业照明、消费电子等领域不断努力,客户群不断扩大。在充电桩领域,公司继续向特种电话、永联科技、高斯宝、英飞源、优秀绿色能源、阳光电力等公司批量发货,保持市场主导地位;在数据中心领域,公司批量发货给服务器电源、通信电源和基站电源;光伏领域,公司批量出货给玉能科技、和迈股份Enphase Energy、固德威、沃太能源、英威腾、爱士维等公司;在高密度电源领域,公司批量进入中车株洲、航嘉驰源Enphase Energy、何迈、首航新能源、拓邦、金升阳等客户。

加大R&D投入,三代半业务进展迅速:公司根据第三代功率半导体设备积极布局,年报披露,公司开发了SiC二极管,发明了Si2CMOSFET,具有独立的知识产权。其中,Si2CMOSFET已通过客户验证,实现小批量供应,包括新能源汽车充电器、光伏逆变器和储能、高效通信电源、数据中心服务器高效电源等,实现SiC采用传统技术路线 替代MOSFET,市场前景广阔。报告期内,基于18V~20V驱动平台的1200VSiCMOSFET完成了自主设计流片和可靠性评估。同时,基于15V驱动平台的SiC MOSFET已进入内部验证阶段。公司致力于发展全球客户。目前,它在欧洲市场取得了良好的进展。产品已发送到电动工具、新能源汽车车载充电器、工业电源、工业控制、家电、工业照明等领域进行测试和认证,并实现了批量运输。

MOSFET开关频率高,更适用于高压大电流应用领域

5.其他相关公司

MOSFET开关频率高,更适用于高压大电流应用领域

07

发展趋势

1.功率半导体周期底部有广阔的上行空间

2016-2018年周期:2016年底,美国电力制造商Diodes晶圆厂发生火灾,影响全球二、三极管供应。结合2017年指纹识别芯片订单强劲,8英寸晶圆厂生产能力短缺,适合新能源汽车出口,供应短缺,电力半导体交付周期大大延长。

MOSFET开关频率高,更适用于高压大电流应用领域

2020-2022年周期:2020年下半年以来,受光伏市场影响,国内功率半导体需求呈现高繁荣特征,新冠肺炎疫情导致产能不足,供需明显不匹配。2021年至2022年,电力半导体市场蓬勃发展,相关电力半导体龙头公司纷纷宣布提价,国内电力厂商顺势而上。自2022年以来,由于光伏储能行业对海外预期的错误判断,分阶段产能过剩、功率半导体市场下跌、供需逆转和大幅降价;在消费电子市场疲软的背景下,库存去除已成为过去两年功率半导体市场的主题。

MOSFET开关频率高,更适用于高压大电流应用领域

以价换量清库存,交货期缩短趋势明显。下行周期各厂商库存积压严重,在以价换量库存去化战略下,整体市场价格持续下跌。核心检查的价格指数在1-5月高于100基准线,价格高于2022年同期。除10月小幅回升外,6-12月价格跌破基准线,价格市场低于2022年同期;2023年交货指数也呈下降趋势,略低于价格指数,从2023年2月逐渐缩短,货物流通速度快。

行业估值触底,上行空间广阔。从2012年到2024年的市盈率走势来看,从周期低点来看,周期性市盈率低点基本徘徊在30倍左右,而功率半导体在2022年10月触及32倍低点,目前徘徊在40倍范围内,功率半导体行业处于周期底部。从周期高点来看,与2012年低点29.01倍相比,2015年市盈率高点166.94倍增长约475.46%,2020年市盈率高点119.73倍与2018年低点28.95倍增长约313.58%,反弹空间巨大。未来,人工智能对电力的需求将飙升,需要更高功率、更高效的电力和电子设备来支持。人工智能可能成为下一轮驱动功率半导体繁荣周期的结构性增长驱动力,未来电力半导体行业的估值可能有更大的上升空间。

MOSFET开关频率高,更适用于高压大电流应用领域

2.海外专注于汽车规级SiC,国内新能源结构快速增长

从国内外电力制造商的比较来看,电力制造商的增长和发展路径非常相似。大力进入汽车级功率产品和第三代半导体是未来电力企业发展的主题。

随着新能源汽车全球普及的加快,动力密度标准不断提高为SIC行业着陆提供机会,电动汽车开发路线图、动力密度标准接近主流SI基设备性能极限,SIC设备成为理想的替代品,全球动力半导体巨头也对SIC的长期发展持乐观态度,专注于第三代半导体,大幅扩大SIC生产能力。相比之下,Si基的功率产品对扩产持谨慎态度。海外领先的动力企业下游也相对集中。从国际领先的下游结构来看,主要驱动来自以新能源汽车为代表的汽车等级需求。

经过过去上行下行周期的发展,国内电力市场产能走向供过于求,生存压力迫使市场进行新一轮的清算。预计国内电力企业将在2024年进行一轮重大调整。1)因此,在短期内,Fabless企业有望在本轮调整中比IDM企业更快触底,因为没有固定的生产线,受生产能力利用率下降影响较小,同时享受较低的晶圆OEM价格。新能源作为国内电力企业结构性增长的根本驱动力,在下一个周期中仍将发挥重要作用。除新能源汽车外,光伏储能需求在国内市场发挥着更具爆炸性的作用。随着下游光伏储能行业库存的清理、需求的复苏和政策红利的推动,作为上游的动力半导体将继续受益。2)中期重点关注下游结构中新能源占比较高的目标,预计将在下一轮新能源红利周期中率先受益。国内电力企业海外业务普遍较少,如何避免国内市场低端价格战,从而抢占海外市场高端份额和国际电力领先竞争已成为国内电力企业发展必须考虑的问题,除了部分企业抓住机会规划海外业务,其他国内电力制造商预计将继续寻求海外机会,大力发展海外业务。在抢占海外制造商市场份额的过程中,其核心竞争力在于高端产品的突破,特别是在产品性能参数和可靠性方面。3)从长远来看,在高压大功率汽车规级产品、第三代半导体等高端产品领域,未来利润增长空间更加灵活。选自慧博财经

相关阅读
  • 科技创新板和创业板的调整幅度太大

    科技创新板和创业板的调整幅度太大

    昨天有读者问我,今天陆家嘴论坛正式举行,有什么解读,胖纸我能有什么解读啊,问我,我回答:稳中向好!今天确实有很多重磅信息,大家可以自己查看相关信息,至于是否都落在预期之中,仁者见仁智者见智。仅从市场走势来看,a股表现令人失...

    2024-06-19 18:41:05
  • 机构对车路云概念持乐观态度,成为年度主线

    机构对车路云概念持乐观态度,成为年度主线

    机构对车路云概念持乐观态度,成为年度主线。商务部:对欧盟猪肉反倾销立案调查商务部发布公告,决定从2024年6月17日起对原产于欧盟的进口猪肉及猪副产品进行反倾销调查。本次调查确定的倾销调查期为2023年1月1日至2023年...

    2024-06-18 10:00:06
  • GB200驱动PCB价值大幅增长

    GB200驱动PCB价值大幅增长

    GB200驱动PCB价值大幅增长PCB-人工智能服务器PCB性能提高,单机价值持续增长。由于其优越的性能,HDI在人工智能服务器PCB中所占比例增加。PCB在GB200中的消耗和规格同时增加,推动了整机PCB价值的大幅增长。英伟达GB200服...

    2024-06-18 15:33:04
  • “股神”再次减持比亚迪

    “股神”再次减持比亚迪

    政策聚焦于新材料行业。“股神”再次减持比亚迪据香港证券交易所透露,6月11日,“股神”巴菲特公司伯克希尔·哈撒韦再次减持比亚迪H股134.75万股。伯克希尔减持的每股平均价格为230.46港元,减持金额为3.1亿港元。减持后,...

    2024-06-18 15:36:22
  • 明明中芯国际搞先进工艺,吃了华为的红利,率先逆转;怎么会变成

    明明中芯国际搞先进工艺,吃了华为的红利,率先逆转;怎么会变成

    2024年1月至5月,中国芯片出口额(4447.5亿元)和出口增长率(+25.5%)均超过中国汽车工业(3297亿元,+23.8%) ,成为最大的货值出口商品。而且,与汽车出口增速(+26.8%)大于金额增速(+23.8%)不同,价格战压力巨大;芯片出口属于典型...

    2024-06-18 15:37:07

本文MOSFET开关频率高,更适用于高压大电流应用领域由壹米财经整理发布,欢迎转载收藏,转载请带上本文链接。
免责声明:【壹米财经】发布的所有信息,并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责,投资者据此操作,风险请自担。部分内容文章及图片来自互联网或自媒体,版权归属于原作者,不保证该信息(包括但不限 于文字、图片、图表及数据)的准确性、真实性、完整性、有效性、及时性、原创性等,如有问题,请联系我们! 分享到: 新浪微博 微信

扫描左侧二维码
看手机移动端,随时随地看 股票 新闻