BBIN BBIN宝盈集团功率半导体-现状和展望

　　功率半导体主要包括功率二极管、肖特基二极管、可控硅晶闸管、功率双极晶体管、 POWER MOS IGBT（绝缘栅晶体管）。

　　IDM模式（集成-器件-制造）：包括设计-制造- 封测，甚至是下游电子终端产品；国内市场，士兰微、华微、扬杰等主要是IDM模式；Foundry：芯片加工，像上海的华虹，中芯国际；fabless（垂直分工）：Fabless指的是没有芯片生产能力，但是有芯片设计能力的厂商，直接面对用户。

　　功率半导体大圆片的尺寸：主要包括6、8寸，以8英寸具备一定的竞争力，国际市场都是8英寸在做功率器件，少量的是6寸线寸的相对比较多。国外英飞凌有1条12英寸，日本东芝、三菱 ，韩国台湾企业，功率半导体方面主要还是8英寸；12英寸有难度，以IGBT为例，硅片减薄到70-120微米后还要有多步工艺加工，难度非常大；有比较优势的是8英寸加工技术成熟。

　　功率器件应用：汽车（电动汽车、混合电动汽车）UPS、轨道交通 、光伏 、风电（逆变转换） 、马达驱动 （直流交流）、工业领域（电焊机）、 医疗以及很大需求的消费类 （白色家电 、照明 、照相机camera) 。以Yole公布的IGBT在各个应用领域占比的数据为例，14年和2020年的数据比较，14年IGBT汽车电子占比24%，预计2020年上升至46%，接近50%；第二大应用是马达，14年马达驱动占比是15%，2020年占比预计是12%；14年光伏逆变器IGBT的占比是10%，2020年占比是9%；14年电焊机3%，2020年保持在3%左右；14年IGBT白色家电占比5%，2020年预计是3%。最大的增量是电动汽车和混合电动汽车。IGBT芯片制造——模块IPM——逆变器（装置）三部分，以汽车为例，

　　（2）IGBT模块有（电动汽车的驱动模块），三菱，NISSAN，英飞凌 ，BOSCH和比亚迪等。

　　（3）新能源汽车逆变电源 ：三菱的逆变电源用在伏特汽车、NISSAN用在自己车上，英飞凌、BOSCH用于大众，DAIMLER汽车上。

　　以白色家电使用的 IGBT模块（IPM）为例，1年空调1.5亿台，变频的有9700万台，9700万台会用到IPM模块1.9亿块（包括压缩机、风扇等），6通道IPM（需要6对IGBT和二极管等）用到的芯片大约是4.5亿颗，需要8英寸硅片49.3万片。

　　汽车用IGBT 占所有应用领域比达到24% 到2020年 46%；(Yole)白电（空调 ，8英寸30-40万片，占比产能5%不到，IGBT用量非常大）；（数据来自国家统计局，中国家电研究院）除了三菱 、英飞凌等国外企业，国内有几家厂商做IGBT（士兰微、华微 、比亚迪等） ；功率二极管（华微 扬杰 捷捷微 苏州固锝）。

　　进口替代已经起步多年。现在开始逐步进入 “大家电”，“小家电”，小功率“逆变电源”，“马达驱动”，“逆变焊机”领域。

　　功率器件在国内设计及应用配套相比国外差距很大。80-90年代国内，外同时起步，国内企业原地踏步，没有国际视野思想跟不上。而国外企业却是突飞猛进。

　　现在国内加工水平与国外企业一样（华宏NEC每月给美国万代加工3.5万片功率MOSFET），但是，国产化比较难的原因主要还是品牌的认知度，需要时间去积淀。目前，国内的IGBT主要应用在家电领域，轨道交通、汽车都有较高的进入壁垒，有一定的行业保护，例如汽车领域的功率器件厂商必须具备汽车电子牌照才可以进入。目前难度系数较低的是光伏领域，国内市场很大，华为1年产值1000亿，国内IGBT可以按照市场门槛的高低的优先次序选择性切入。如切入每年几百亿产值的小家电企业。

　　如美国Vishay的 mosfet大量应用于汽车，包括 雨刷 、马达 、座椅移动等都靠模块驱动；无论是进口还是国产逐步代替进口，功率器件的涨价主要还是由于硅片，金属，光刻胶，特种气体等材料涨价。由于生产商的设备折旧已经完成，器件的加工成本方面不会有太大的增加。所以，总趋势是涨一点价。

　　第二代半导体材料主要是指化合物半导体材料，如砷化镓(GaAs)、锑化铟（InSb）；三元化合物半导体，如GaAsAl、GaAsP；还有一些固溶体半导体，如Ge-Si、GaAs-GaP；玻璃半导体(又称非晶态半导体），如非晶硅、玻璃态氧化物半导体；

　　第三代半导体材料主要以碳化硅(SiC) 、氮化镓( GaN)、氧化锌(ZnO)、金刚石、氮化铝（AlN）为代表的宽禁带半导体材料。

　　国家科技、工信部，1,2专项持续多年支持三代半导体的发展。国外，日本、美国、欧洲包括国内的企业均在积极地布局，近5年发展较快，应用领域覆盖光伏逆变，电机驱动，新能源汽车等等。瓶颈主要是在于材料端，不管国外还是国内企业主要的瓶颈就在于材料的良率太低，价格高，材料取得突破之后会有大规模的应用，制造的工艺、技术、制造技术除少量变动，不会有太多的难点。

　　国家一直在推进国产化，从家电到光伏行业均给予一定的支持，光伏逆变器华为1家1年的销售额是1000亿，合肥阳光电源排名第二，几百亿的销售额，用量非常大。进口替代存在的问题主要有以下几点：1）国际大品牌应用客户在更换产品厂商时，认证难度系数较大，国产品牌目前的品牌认知度相对较低；2）国外的企业多数采用8英寸线制造，成本已经控制的非常低，国内企业还需要一定的时间去加强。制造能力、技术等没有壁垒，贸易摩擦对国内功率器件的生产企业影响有限，主要难度还是本土企业品牌市场认知度。

　　1）对于第三代半导体，碳化硅原材料的价格很高是困扰了国内外公司的主要问题；

　　2）大硅片方面，不管是8英寸还是12英寸，国内企业都可以做，但是表面COP等缺陷控制水平低，产品成本率较低，良率低。虽然晚了些，但是现在8英寸，12英寸大硅片的制造国家也开始布局了。

　　功率Mosfet 范围主要是 20v-300v以内，应用在手持的电器 、风扇驱动，马达驱动，汽车电子（马达驱动、玻璃门、雨刷、座椅等），国内有一些产能用在电动二轮车上，但没有应用于汽车上，因为没有汽车电子牌照。

　　国内有士兰微、华微电子、苏州固锝、扬杰科技、富满电子、韦尔股份、长电科技，和国外厂家比较规模相对较小。台湾也有功率器件制造如台湾大中、台湾尼克松、台湾富鼎先进、台湾茂达电子、台湾强茂、台湾友顺 。