当前位置: 放大机 >> 放大机介绍 >> 分立器件行业专题报告功率半导体和射频芯片
1、功率器件:下游需求多点开花,国产替代加速推进
1.1、国产替代空间广阔,地缘政治因素助推替代加速
1.1.1、功率半导体市场广阔,国产替代将是长期趋势
功率半导体又称电力电子元器件,用于对电能进行转换,使输出功率、电压、电流形式符合负载端要求,主要变换形式有整流、变压、逆变和稳压等。可以说用电的地方即有功率半导体,其功率覆盖范围从几W(消费电子产品)至几GW(高压直流输电系统),下游应用极为广泛。自上个世纪50年代功率二极管被发明以来,功率器件家族不断发展,晶闸管、功率三极管、MOSFET、IGBT等功率器件逐步面世。未来高频控制、低损耗的高性能全控型器件MOSFET、IGBT以及第三代半导体功率器件将成为市场发展的重心。
功率半导体国产替代空间广阔。据IHS数据,年全球功率半导体市场规模达到亿美元,同比年增长3.3%,预计年市场规模将达到亿美元。前十大厂商占据全球60%的市场份额,且全部为海外厂商,国产替代空间广阔。需求端来说,我国功率半导体市场占全球的36%,为单一最大市场,国产厂商有望深度受益国产替代进程。
据WSTS数据,MOSFET和IGBT分别占据全球功率半导体分立器件和模组市场41%和30%的市场份额,为价值量最大的两个品种,全球市场仍为海外厂商所占据。据Omdia数据,年全球IGBT模块市场前十大厂商中有9家为海外厂商,国内仅斯达半导进入前十,市占率为2.5%。MOSFET分立器件市场中则仅有华润微进入前十,市占率为3.0%。相对Omdia年统计无国内企业进入IGBT模块和MOSFET器件市场前十,国内功率厂商在销售规模上已有明显进步,但从绝对价值量和占比来说,国产替代空间仍巨大,功率半导体的国产替代将是长期趋势。
1.1.2、多个下游长期高景气,行业天花板将不断提升
功率半导体市场将不断成长,行业天花板不断提升。据Yole数据,全球功率电子市场将以4.3%的复合增速增长至年,其中新能源汽车和工业领域的应用将给行业发展注入强劲发展动力。
功率半导体在新能源汽车上应用广泛,涵盖动力系统、安全配置、电动门窗及后视镜、人车交互系统、仪表盘、车灯、娱乐系统及底盘系统等。其中IGBT主要用于逆变器等主驱动系统的中高压领域,MOSFET用于电动门窗、仪表盘等中低压应用。
随着汽车的电动化、智能化发展,车用半导体价值量不断提升,其中功率半导体占据主要份额。根据麦肯锡的统计,传统燃油汽车的半导体成本为美元,其中功率半导体的价值量约为60美元,占比仅约17%,而纯电动汽车的半导体成本为美元,其中功率器件成本高达美元,占整车半导体用量55%,金额和用量占比提升显著。
此外,新能源汽车的销量将逐步攀升。国务院办公厅年11月2日印发的《新能源汽车产业发展规划(-年)》中提到了对新能源汽车发展的愿景:到年,我国新能源汽车新车销售量达到汽车新车销售总量的20%左右。据此计算,我国新能源汽车年度销量有望在年达万辆左右的数量级,在年万辆的销量基础上有望保持27%的复合增速。
功率器件在工业领域的应用涵盖发电、输变电、工业用电的各个环节。在发电端,功率器件将受益新能源发电市场的快速发展。高压功率器件用于将光伏、风力等产生的电能转换为市电频率的交流电。据IHSMarkit预测,年,全球新增太阳能光伏装机将达到GW,同比增长14%,未来十年全球太阳能安装量将继续保持两位数的增长率。据全球风能理事会(GWEC)预测,-年随着全球越来越多的国家开拓风电事业以及风电成本持续下滑,全球风能产业将保持快速发展态势,预计到年全球风电装机容量将同比年增长54%,利好功率器件,尤其是高压IGBT市场发展。
工业用电端,功率器件广泛应用于各类电机控制,终端包括过程自动化、电动工具、泵及风扇、机器人等,将长期受益工业自动化的发展。
1.1.3、半导体自主可控和供给保障重要性凸显,国产化需求刚性
1.1.4、功率半导体与国外差距相对较小,国产替代势在必行
1.2、多因素叠加行业景气高涨,Q2以来板块业绩表现亮眼
1.2.1、需求多点开花,行业盈利能力拐点向上
Q2以来功率半导体行业景气度不断上升,营收和净利润同比快速增长。在经历-年的高速增长后,年行业受到中美贸易摩擦等因素影响,行业盈利能力下滑。Q1,行业净利润出现拐点。在当季营收同比增长11.82%的情况下,净利润同比增速高达59.16%,环比增速更是达到.56%,显示出行业利润率的显著改善。Q2,行业需求全面改善,叠加国内疫情快速得到控制,供给得以恢复,单季度营收环比增长29.84%,同比增长20.75%。Q3,行业营收及净利润环比保持增长,同比增速保持高位,行业高景气确认。
下游终端市场全面回暖,需求多点开花驱动行业景气快速回升。功率半导体行业下游较为分散,MOSFET行业下游主要为汽车电子、工业、消费电子、通信等中低压应用,IGBT行业下游主要为工控、轨交、新能源汽车等中高压应用。
年Q2以来新能源汽车、工控、家电、消费电子等多个市场需求表现出明显的增长态势,一齐拉动对功率半导体的需求:工控方面,代表企业汇川技术在Q2/Q3实现营收和净利润同比高速增长,显示强劲的行业需求;新能源汽车方面,我国新能源汽车销量在年7月同比实现增长,并在8-10月维持高同比增速;家电方面,Q3以来主要空调、洗衣机、冰箱等主要白家电销量实现同比正向增长,并且变频家电的不断渗透提升对功率器件的需求;消费电子方面,疫情带来的“宅经济”显著促进了笔记本电脑、平板电脑等产品的销售,全球笔记本及平板电脑出货量在Q2-Q3均实现了高同比增速,5G手机及快充插头渗透亦提振对功率器件的需求。
1.2.2、8寸线晶圆产能吃紧,功率器件将迎量价齐升
8英寸为国内MOSFET产能主要贡献者。在摩尔定律驱动下,硅片尺寸沿6英寸、8英寸、12英寸的路径变化,集成度提高的同时成本降低,但材料技术和生产技术要求更高。8英寸晶圆已形成较为成熟的特种晶圆工艺,且固定成本较低,兼具成本和性能优势,目前国内MOSFET产品主要基于8英寸的半导体功率器件工艺平台进行研发设计。12英寸晶圆采用更低线宽的工艺制程,设备折旧成本高,多用于毛利率更高的逻辑运算等领域。
需求全面回暖,8英寸晶圆产能紧张,行业有望迎来量价齐升。近年来,指纹识别、双摄带动了指纹识别芯片以及CMOS图像传感器芯片的需求,MCU、电源管理IC、传感器及射频芯片等也占用8英寸晶圆生产,一定程度上挤压了MOSFET等功率器件芯片代工的产能。在行业需求迅速回暖之时,功率器件代工资源更显紧张。根据电子发烧友网报道,年9月国内已有两家厂商发布涨价通知,预计MOS管涨幅在10%-30%不等。在5G通信、新能源汽车以及新能源发电行业等下游行业持续发展背景下,我们预计行业需求将保持高景气,晶圆产能紧张短时难以缓解,功率器件全面涨价可能性较高,行业有望迎来量价齐升。
中长期来看,8英寸晶圆产能紧张将持续。根据SEMI的预测,全球8英寸(mmWafer)晶圆厂产能在年为万片/月,按照全球各晶圆厂以及IDM厂扩产计划,全球8英寸产能在年将达到万片/月,复合年增长率为2.89%,低于Yole预计的全球功率器件年化增速4.3%,预期8英寸产能紧张情况仍将持续。
1.3、投资观点:行业高景气,
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