功率半導體屬于半導體的一個細分領域,是電子領域實現(xiàn)電能轉換和電路控制的核心器件,主要用于電子裝置中電壓和頻率、直流交流轉換等,可以分為功率IC和功率分立器件兩大類。
功率IC,是電力電子器件技術與微電子技術相結合的產(chǎn)物,是把控制電路和大功率器件都集成在同一塊芯片上的高度集成電路。功率IC主要應用產(chǎn)品是電源管理IC,在電子設備中承擔變換、分配、檢測等電能管理功能。由于在電子設備系統(tǒng)中每個模塊所需供電電壓和電流各不相同,需要電源管理芯片,把電源提供的電壓用不同方法按照需要進行轉換和調節(jié),以滿足各個模塊的電壓需求。電源管理IC是電子設備最基本的組成部分,目前主要應用于計算機、網(wǎng)絡通信、消費電子和工業(yè)控制等領域。功率分立器件主要包括二三極管、晶體管和晶閘管等,根據(jù)耐壓、工作頻率不同,各自適用于不同領域。其中,晶體管是分立器件的主要組成部分,細分產(chǎn)品包括雙極型晶體管、MOSFET(金屬氧化物半導體場效晶體管)和IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)。MOSFET和IGBT由于產(chǎn)品性能優(yōu)越,近年來市場規(guī)模增長較快,結構占比不斷提升。
功率半導體產(chǎn)品及分類
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功率半導體主要產(chǎn)品的特性及應用領域
類型 | 可控性 | 驅動形式 | 導通 | 電壓 | 特點 | 應用領域 |
二極管 | 不可控 | 電流驅動 | 單向 | 低于1V | 電壓電流較小,只能單向導電 | 電子、工業(yè) |
晶閘管 | 半控 | 電壓驅動 | 單向 | 1000V | 以上 | 體積小、耐壓高 |
MOSFET | 全控 | 電壓驅動 | 雙向 | 10-1000V | 能承受高電壓, | 不能放大電壓 |
IGBT | 全控 | 電壓驅動 | 雙向 | 600V以上 | 開關頻率高,不耐超高壓,可改變電壓軌交。 | 工控、新能源、白色家電 |
功率IC | 功率IC是把控制電路和大功率器件都集成在同一塊芯片上的高度集成電路 | 體積小、重量輕、壽命長、性能好、便于大量生產(chǎn) | 計算機、網(wǎng)絡通信、消費電子和工業(yè)控制 |
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近年來,功率半導體的應用領域從工業(yè)控制和消費電子拓展至新能源、軌道交通、智能電網(wǎng)、變頻家電等諸多市場。工業(yè)控制占比23%,消費電子占比20%,計算機占比20%,汽車電子占比18%,網(wǎng)絡通訊占比18%。
全球功率半導體市場下游結構
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相比傳統(tǒng)燃油車,新能源車中功率半導體價值量提升幅度較大。傳統(tǒng)燃油汽車半導體價值量為375美元,48V/MHEV為475美元,F(xiàn)HEV/PHEV為740美元,BEV為750美元。在增加的半導體價值量中,功率板半導體占比較大。其中,F(xiàn)HEV/PHEV相比傳統(tǒng)燃油汽車,半導體用量增加365美元,僅功率半導體的價值量就增加300美元,占新增半導體用量的82%。而在BEV中,功率半導體的價值量就高達455美元,占BEV所用半導體用量的61%。
新能源車用功率半導體價值量提升明顯
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隨著汽車不斷朝向電動化和智能化的方向發(fā)展,單車功率半導體的用量有望大幅提升。預測從2014年到2022年,平均單車功率半導體價值量將從61.45美元上升到78.21美元,年復合增速為3.5%。其中,功率IC漲幅較大,單車價值量將從21.1美元上升到29.8美元。功率器件價值量則是將從35.7美元上升到38.5美元,功率模組將從5美元上升到6.83美元。
平均單車功率半導體價值量持續(xù)增長
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智研咨詢發(fā)布的《2020-2026年中國汽車用功率半導體器件行業(yè)市場全景調研及發(fā)展趨勢預測報告》數(shù)據(jù)顯示:2019年國內電動車銷銷量120.6萬輛,同比下降4.0%,其中乘用車累計銷量106.0萬輛,同比增長0.7%,商用車14.6萬輛,同比減少28.3%。2020年一季度受疫情+春節(jié)影響,2020Q1累計電動車銷售11.4萬輛,同比下降56.4%,其中乘用車累計銷量10.2萬輛,同比減少57.4%,商用車1.3萬輛,同比減少45.5%。
2019年-2020年Q1國內新能源汽車銷量(輛)
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2019年全球電動乘用車累計銷量200.08萬輛,同比增長8%。其中,海外銷量為95.56萬輛,同比增長17%,其中,EV銷量66.97萬輛,同比增長30%;PHEV銷量28.59萬輛,同比下降6%。
2019年-2020年Q1海外新能源汽車銷量(輛)
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新能源汽車行業(yè)的快速發(fā)展,將持續(xù)拉動功率半導體市場規(guī)模。2018年全球功率半導體市場規(guī)模約為391億美元,預計至2021年市場規(guī)模將增長至441億美元,復合增速為4.1%。同時,中國也是全球最大的功率半導體消費國,2018年市場需求規(guī)模達到138億美元,增速為9.5%,占全球需求比例高達35%。預計未來中國功率半導體將繼續(xù)保持較高速度增長,2021年市場規(guī)模有望達到159億美元,復合增速達4.8%。
2014-2021全球功率半導體市場規(guī)模預測
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2014-2021中國功率半導體市場規(guī)模預測
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新能源汽車領域是功率半導體行業(yè)主要驅動力,相比于傳統(tǒng)汽車,新能源汽車需要用到更多傳感器與制動集成電路,從2016年到2023年,汽車領域功率半導體市場規(guī)模將從78.86億美元增長到136.3億美元,年復合增長率為8%。
全球汽車功率半導體市場規(guī)模
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2024-2030年中國新能源專用車行業(yè)市場現(xiàn)狀分析及投資前景研判報告
《2024-2030年中國新能源專用車行業(yè)市場現(xiàn)狀分析及投資前景研判報告》共十二章,包含中國新能源專用車行業(yè)代表性企業(yè)布局案例研究,中國新能源專用車行業(yè)市場前景預測及發(fā)展趨勢預判,中國新能源專用車行業(yè)投資戰(zhàn)略規(guī)劃策略及建議等內容。



