功率半导体行业发展分析报告( 69 页)

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目 录

1. 功率半导体是微电子领域的重要基础器件 ..... 8

1.1 功率半导体主要用作电子器件中的开关及整流器 ............ 8

1.2 功率半导体历史悠久，产品类型丰富多样 ..... 8

1.2.1 功率二极管为两极元器件，应用范围广泛 ............ 9

1.2.2 晶闸管为半可控器件，可用于高电压和大电流环境 ....... 9

1.2.3 功率MOSFET 作为全控型器件下游应用市场最大 ....... 10

1.2.4 IGBT 作为高压功率器件正在快速发展 ....... 10

1.3 功率半导体种类繁多，有多种分类方式 ....... 12

1.3.1 控制类型-不可控、半可控、全控型 ........... 12

1.3.2 驱动方式-电流、电压、光学 ............. 13

1.3.3 载流子类型-单极型、多极型、混合型 ........ 13

1.3.4 材料特性-从单晶材料过渡到化合物半导体材料 ........... 14

1.3.5 集成度-从分立器件发展至功率集成IC ...... 14

1.4 功率半导体通过晶圆制造获得成品 ............. 15

1.5 欧美日企业占据全球绝对主导位置 ..... 15

1.5.1 MOSFET 市场需求最大，依旧海外厂商占据主导 ........ 17

1.5.2 IGBT 市场成长迅速，国内外差距巨大 ....... 18

1.5.3 功率集成IC 领域欧美企业领先全球 ........... 19

2.能源管理时代下游行业蓬勃发展带来旺盛需求 ...... 20

2.1 新能源汽车高速发展带动汽车功率半导体需求增长迅猛 ........ 21

2.1.1 政策扶植叠加汽车智能化，新能源车市场需求大幅扩大 ....... 22

2.1.2 充电桩市场受益于电动车消费增长快速 ..... 23

2.1.3 应用需求驱动碳化硅等器件良好发展前景 ........... 23

2.2 制造业升级，工业自动化促进功率半导体需求稳步增长 ........ 25

2.3 家居市场变频化智能化提升功率半导体需求 ........ 26

2.3.1 变频家电更优能耗，市场快速增长 ............ 26

2.3.2 智能家居逐步普及激发功率半导体系统化解决方案需求 ....... 27

2.4 5G 通讯建设和设备升级促进大量功率半导体需求 ........ 28

2.5 智能电网和光伏发电进一步推动功率半导体发展 .......... 28

3.产业政策护航，功率半导体是中国“芯”的最好突破口 .......... 29

3.1 发达国家对中国技术封锁由来已久，中国芯自主可控势在必行 ...... 29

3.1.1 应对技术封锁，大陆积极出台政策支持产业技术突破 ........... 30

3.1.2 集成电路大基金为产业公司注入新鲜血液，助力企业长期发展 ..... 32

3.2 功率半导体是国产芯片最好的突破口 ........... 34

3.2.1 功率半导体潜在市场期待本土化 ........ 34

3.2.2 新一代半导体材料初步发展，中国企业已开始布局...... 34

3.2.3 平衡产业链上下游，减少进口依赖 ............ 39

3.2.4 国产厂商厚积薄发，逐步获得阶段性成果 .......... 40

3.2.5 国际厂商供不应求，国内厂商接机攻入市场 ....... 42

3.3 海外龙头深耕细作长期占据行业顶尖位置............ 43

3.3.1 英飞凌（Infineon）-全球功率半导体分立器件航母 ...... 44

3.3.2 德州仪器（TI）-全球模拟IC 和功率IC 的巨头 ............ 48

3.3.3 他山之石可以攻玉，国际大厂发展路径值得借鉴 ......... 51

4.投资逻辑 ........... 52

4.1 投资主线 ......... 52

4.2 重点公司 ......... 53

图表目录

图1：功率半导体应用范围 ....... 8

图2：功率半导体发展历史 ....... 8

图3：2017 年全球功率半导体器件市场结构 ....... 9

图4：2017 年模拟集成电路市场结构 ......... 9

图5：各种类型二极管 ..... 9

图6：二极管伏安特性 ..... 9

图7：晶闸管产品图 ....... 10

图8：晶闸管伏安特性曲线 ..... 10

图9：功率MOSFET 产品图 ............ 10

图10：功率MOSFET 模组等效电路图 ............. 10

图11：IGBT 模块产品图（绝缘栅双极型晶体管） ..... 11

图12：IGBT 模组等效电路图 ........... 11

图13：功率半导体分类 .......... 12

图14：功率半导体按控制类型分类 .......... 13

图15：功率半导体按驱动方式分类 .......... 13

图16：功率半导体按载流子类型分类 ...... 13

图17：功率半导体按材料特性分类 .......... 14

图18：功率半导体制造工艺 ............ 15

图19：功率半导体器件市场规模（亿美元） ............. 15

图20：2017 年全球功率半导体器件全球市场竞争格局 ...... 15

图21：2018 年全球功率半导体市场区域分布 ............ 16

图22：2018 年中国大陆功率半导体自给率分析 ........ 16

图23：全球功率MOSFET 市场规模 ........ 18

图24：2018 年全球MOSFET 厂商市场份额 ............. 18

图25：功率半导体器件发展轨迹 ..... 18

图26：IGBT 市场规模 ............ 19

图27：2017 年全球IGBT 厂商市场份额 ........... 19

图28：中国IGBT 供需关系 ............. 19

图29：全球功率IC 市场规模 .......... 20

图30：2017 年全球功率IC 厂商市场份额 ........ 20

图31：2017 全球功率半导体下游应用市场 ...... 20

图32：2017 中国功率半导体下游应用市场 ...... 20

图33：汽车领域功率半导体应用 ..... 21

图34：新能源汽车与传统汽车半导体含量对比图 ...... 21

图35：中国新能源汽车产量 ............ 22

图36：中国新能源汽车销量 ............ 22

图37：我国电动汽车充电桩数量统计情况 ........ 23

图38：中国充电桩功率器件市场 ..... 23

图39：碳化硅与硅器件性能比较 ..... 23

图40：按应用细分的射频GaN 市场 ........ 24

图41：2016~2022 年按应用细分的SiC 功率器件市场预测 ........ 24

图42：GaN 功率器件应用场景 ....... 24

图43：功率GaN 集成技术路线图 ............ 24

图44：SiC 功率半导体市场驱动力发展路线图 .......... 25

图45：SiC 功率器件发展概况 ......... 25

图46：功率半导体市场应用 ............ 25

图47：全球工业功率半导体市场规模 ...... 25

图48：四次工业革命 ..... 26

图49：工业自动化系统图 ....... 26

图50：变频家电市场规模 ....... 26

图51：智能家居示意图 .......... 27

图52：智能家居全球市场规模 ........ 27

图53：智能家居中国市场规模 ........ 27

图54：通讯领域功率半导体行业构成 ...... 28

图55：通讯领域功率半导体器件市场规模 ........ 28

图56：光伏发电流程 ..... 29

图57：全球光伏和风力发电消费量（万亿瓦时） ...... 29

图58：智能电网架构示意图 ............ 29

图59：瓦森纳尔协定缔约国 ............ 30

图60：中美贸易战逐渐升温 ............ 30

图61：大基金一期产业链的投资额占比 ............ 32

图62：大基金二期募资规模预期（亿元） ........ 32

图63：2017 年大陆功率半导体国产化程度 ...... 34

图64：2017 年中国与国际功率半导体厂商对比（亿元） ........... 34

图65：2018 年功率GaN 产业链全景 ...... 34

图66：SiC 二极管产业链图 ............ 34

图67：SiC、GaN、Si 适用领域 ..... 35

图68：SiC 相关行业发展预期 ......... 35

图69：2017 年碳化硅器件市场格局 ........ 36

图70：2017 碳化硅晶圆市场格局 ............ 36

图71：GaN 市场规模 ............. 37

图72：GaN 在5G 中优势 ...... 37

图73：GaN 专利数量 ............. 37

图74：GaN 专利综合情况...... 37

图75：2017 功率半导体分立器件及模块市占率前十 .......... 43

图76：2017 功率IC 市占率前十 ..... 43

图77：2017 IGBT 分立器件市占率前十 ........... 44

图78：2017 IGBT 模组市占率前十 .......... 44

图79：2017 功率MOSFET 市占率前十 ........... 44

图80：2017 年智能功率模块（IPM）市占率前十 ..... 44

图81：英飞凌营业总收入 ....... 45

图82：英飞凌归母净利润 ....... 45

图83：英飞凌海内外市场占比 ........ 46

图84：英飞凌科研投入 .......... 46

图85：英飞凌MOSFET 产品迭代时间表 ......... 46

图86：英飞凌每年申请专利数量 ..... 47

图87：功率半导体公司专利数量 ..... 47

图88：TI 历年营收情况 .......... 48

图89：TI 历年归母净利润 ...... 48

图90：2018 德州仪器收入构成 ....... 48

图91：近五年德州仪器收入构成 ..... 48

图92：TI 历年销售毛利率和净利率 .......... 49

图93：TI 历年研发费用（亿元） ............. 49

图94：2018 德州仪器市场构成 ....... 50

图95：近五年德州仪器市场构成 ..... 50

图96：智能卡市占率排名 ....... 51

图97：车用半导体市占率排名 ........ 51

图98：功率半导体公司研发投入（亿元） ........ 52

图99：功率半导体公司研发投入占比 ...... 52

图100：闻泰科技营业总营收 .......... 54

图101：闻泰科技归母净利润 .......... 54

图102：2018 年闻泰科技营业收入构成 ............ 54

图103：2017 年闻泰科技主要客户构成 ............ 54

图104：安世半导体各领域产品应用及重要客户 ........ 55

图105：韦尔股份营业总收入 .......... 56

图106：韦尔股份归母净利润 .......... 56

图107：韦尔股份历年研发投入 ...... 57

图108：韦尔股份历年销售构成 ...... 57

图109：士兰微历年营收 ........ 58

图110：士兰微历年归母净利润 ....... 58

图111：2018 年研发投入占营业收入比例......... 60

图112：2017 年研发人员占总员工比例 ............ 60

图113：华微电子历年营收 ..... 61

图114：华微电子历年净利润 .......... 61

图115：捷捷微电历年营收情况 ....... 62

图116：捷捷微电归母净利润 .......... 62

图117：捷捷微电未来产品结构布局 ........ 63

图118：2018 年捷捷微电主营分布 .......... 63

图119：捷捷微电研发投入情况 ....... 63

图120：捷捷微电主营业务毛利率 ............ 63

图121：扬杰科技历年营收 ..... 64

图122：扬杰科技历年归母净利润 ............ 64

图123：2018 年扬杰科技营收构成 .......... 65

图124：扬杰科技营收构成（亿元） ........ 65

图125：台基股份历年营收（亿元） ........ 66

图126：台基股份历年归母净利润（亿元） ...... 66

图127：台基股份营收构成 ..... 67

图128：中国影视剧市场规模（亿元） ............. 67

图129：三安光电总营收 ........ 68

图130：三安光电归母净利润 .......... 68

图131：三安光电2018 年营收结构 ......... 68

图132：三安光电历年研发投入占比 ........ 68

图133：三安光电五大核心业务 ...... 69

图134：三安光电产业基地 ..... 69

表1：常见四种功率半导体特性及其应用 ........... 11

表2：常见功率半导体分立器件 ....... 12

表3：常见材料的技术参数 ..... 14

表4：2017 全球领先功率半导体企业 ....... 16

表5：2017 年大陆十大半导体功率器件厂商 ..... 17

表6：新能源汽车扶持政策 ..... 22

表7：集成电路产业主要政策（一） ........ 30

表8：集成电路产业主要政策（二） ........ 31

表9：集成电路产业省级地方政策 ............ 31

表10：国家集成电路产业大基金一期投资标的 .......... 32

表11：截至2019 年5 月地方集成电路产业投资基金汇总 ........... 33

表12：国内碳化硅产业主要公司 ..... 36

表13：国内GaN 产业链主要公司 ............ 38

表14：功率半导体市场格局及国产化替换机会 .......... 39

表15：2017 年中国功率MOSFET 供应商排名 ......... 40

表16：国内IGBT 产业链主要公司及主要产品 .......... 41

表17：2017 年中国功率IGBT 供应商排名 ....... 42

表18：2018Q4 和2019Q1 MOSFET 货期和价格情况 ....... 42

表19：2018Q4 和2019Q1 IGBT 和二极管货期和价格情况 ........ 43

表20：英飞凌主要产品一览 ............ 45

表21：英飞凌并购产业情况 ............ 47

表22：2018 德州仪器产品市场 ....... 49

表23：德州仪器并购史 .......... 49

表24：德州仪器工厂地址与生产范围（一） ............. 50

表25：德州仪器工厂地址与生产范围（二） ............. 51

表26：闻泰科技财务预测表 ............ 55

表27：韦尔股份主要设计产品 ........ 56

表28：韦尔股份主要代理商 ............ 57

表29：2018 年韦尔股份主要并购事件 ..... 58

表30：韦尔股份财务预测表 ............ 58

表31：士兰微产品分类表 ....... 59

表32：士兰微财务预测表 ....... 60

表33：华微电子产能情况 ....... 61

表34：华微电子财务预测表 ............ 62

表35：捷捷微电财务预测表 ............ 64

表36：扬杰科技在建工程项目情况 .......... 65

表37：台基股份半导体产品分类表 .......... 66

表38：台基股份主要研发项目进展情况 ............ 67