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【行业分析】2018年功率半导体行业研究报告

厦门两岸股权交易中心2020-07-31 09:49:10

导语

根据世界半导体贸易统计组织(WSTS)的统计,全球半导体市场销售额首次突破4000亿美元,达到4122.21亿美元,同比增长21.6%,增速创下7年新高(2010年增长31.8%)。其中2017Q4增速为22.5%,略高于年平均增速,说明半导体产业景气度仍将延续。

半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料,被广泛应用于各种电子产品中。作为当今世界科技进步与经济发展的基石,半导体产业已然成为国家综合实力的体现。


根据世界半导体贸易统计组织(WSTS)的分类,半导体产业可细分为四大领域:集成电路、分立器件、光电子器件和传感器。

而半导体产业链主要分为核心产业链(IC设计、制造、封测)与半导体支撑产业链(材料与设备等)。

半导体和电子产业过去主要是终端的变化,近年来上游半导体支撑业、电子元器件也开始发生变化,如相变存储带来了半导体材料到集成电路的变化。

中国加大半导体产业资本投入,集成电路全球格局也在发生变化。

2017年半导体产业景气度飙升,18年仍将延续

根据世界半导体贸易统计组织(WSTS)的统计,全球半导体市场销售额首次突破4000亿美元,达到4122.21亿美元,同比增长21.6%,增速创下7年新高(2010年增长31.8%)。其中2017Q4增速为22.5%,略高于年平均增速,说明半导体产业景气度仍将延续。

半导体产业链向中国转移,自主可控大势所趋

半导体产业是高度技术与资本密集的产业,受生产成本以及半导体自身发展周期性波动的影响,世界半导体产业呈现出向具有市场优势、成本优势的发展中国家产业链转移的趋势。

作为经济高速增长的发展主体,中国依托庞大的市场需求及生产要素成本优势成为半导体产业转移的主要目的地。

中国半导体发展迅速,产业结构不断优化

根据中国半导体行业协会统计,2017年中国集成电路产业销售额达到5411.3亿元,同比增长24.8%。

其中,制造环节销售额达到1448.1亿元,同比增长28.5%,设计业和封测业继续保持快速增长,增速分别为26.1%和20.8%,销售额分别为2073.5亿元和1889.7亿元。

中国半导体产业的增速明显高于全球,已成为全球最大的半导体市场。

产业结构不断优化,半导体设计发展较快。据中国半导体行业协会统计,IC设计销售额占比已由2004年的14.95%提高到2017年38.32%,是集成电路三大环节中增长最快、占比最高的。

中国半导体逆差逐年增大,自主可控迫在眉

虽然中国半导体市场发展迅速,但仍依赖大量进口,自给率较低,与国外相比仍然存在巨大差距。

据中国海关统计,2017年中国进口集成电路3770亿块,同比增长10.1%,进口金额2601.4亿美元,同比增长14.6%;2017年中国出口集成电路2043.5亿块,同比增长13.1%,出口金额668.8亿美元,同比增长9.8%;进出口逆差1932.6亿美元,自主可控迫在眉睫。

国家政策、大基金叠加工程师红利,提供绝好契机

国家政策大力支持半导体产业。半导体是现代电子信息产业的核心与基石头,是关系国民经济和社会发展全局的基础性、先导性和战略性产业,其发展状况直接影响国家经济。为助力行业深度发展。

国家有关部门相继出台了多项产业扶持政策,为我国半导体企业的发展营造了良好的政策环境。

国家大基金提供强有力的资金支持。2014年9月,国家集成电路产业投资基金(简称大基金)成立,第一次以市场化投资的形式推动该产业,改变了过去税收土地优惠、研发奖励等传统补贴方式。

截至2017年底,大基金累计有效决策投资67个项目,累计项目承诺投资额1188亿元,实际出资818亿元,分别占一期募资总额的86%和61%。

其投资范围涵盖IC产业制造、设计、封测、设备材料等环节,实现了产业链上的完整布局。

其中人工智能、储存器、物联网的应用这三个大方向是集成电路产业关注的重点

日前,工信部透露国家大基金二期已开始募集资金,预计资金规模1500亿元-2000亿元。

半导体分立器件—电力电子核心

半导体分立器件作为介于电子整机行业以及上游原材料行业之间的中间产品,是半导体产业的基础及核心领域之一。

涵盖了消费类电子、安防、工控、汽车电子、新能源等配套领域,应用范围广、用量大。随着半导体功率器件行业新型技术特征的发展,其应用领域也将不断扩大。

根据ICInsights的统计数据,2016年分立器件(不含光电和传感器)全球出货量占半导体元件44%,是半导体元件第一大销量分支,但其全球销售额仅占整个半导体产业总销售额的5%-6%。

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半导体分立器件所服务的行业领域较广,其受下游单一行业周期性变化影响并不显著,但与宏观经济景气度有一定的关联性。

研究发现,全球半导体分立器件销售额增长率与全球GDP增速高度正相关。

常用的几种功率半导体

功率半导体分立器件是电力电子技术中用来进行高效电能形态变换、功率控制与处理,以及实现能量调节的核心器件,主要用于电力电子设备的整流、稳压、开关、混频等,具有应用范围广,用量大等特点,在消费类电子、汽车电子、电子仪器仪表、工业及自动控制、计算机及周边设备、网络通讯等领域均有广泛的应用。

近年来,受益于国际电子制造产业的转移,以及下游汽车、光伏、计算机、通信、消费类电子等需求的拉动,中国功率半导体分立器件行业保持了较快的发展态势。

功率半导体种类繁多,按照器件种类可分为二极管、整流桥、晶闸管、MOSFED、IGBT等几大类。

几种功率半导体的区别及市场规模

功率半导体市场应用广泛前景广阔。

根据IHSmarkit(市场调研公司)数据统计,功率半导体中二极管、MOSFET、IGBT份额分别为33%、39%、27%。

WSTS数据显示,2017年全球功率半导体市场规模为216.5亿美元。即MOSFET、二极管、IGBT市场规模分别约为84.435、71.445、58.455亿美元。

结合WSTS对全球半导体市场的判断,我们预测2018年二极管、MOSFET、IGBT市场规模分别为483亿元、570亿元、395亿元。

下游需求分析:新能源汽车、光伏、LED迅猛发展

功率半导体分立器件的传统应用领域包括消费电子、计算机及外设、通讯电信、电源电器等行业,伴随着分立器件芯片制造、器件封装等新技术新工艺的发展,光伏、智能电网、汽车电子以及LED照明等热点应用领域逐渐成长为半导体分立器件的新兴市场。

在传统应用领域,功率半导体分立器件引领工业发展方式向节能型转变,实现家电工业转型升级,优化产业结构。

而随着物联网、云计算、新能源、节能环保等新兴产业的高速发展,新兴领域成为支撑功率半导体分立器件保持较好发展势头的重要市场。

中国功率半导体下游应用领域中,消费3C电子占比较大,汽车电子占比仅为15%。未来,随着新能源汽车的推广普及,汽车电子有望成为功率半导体产业的突破口。

需求端一:汽车电子


汽车领域是全球半导体分立器件最大的应用市场,目前全球排名前十的分立器件厂商主要营收均为汽车电子。


而根据中国汽车工业协会车用电机电器委员会的计算方法,每辆新车发电机至少需要装配1只车用整流器,每只车用整流器平均需装配9只功率车用二极管。


2017年中国汽车产量2901.8万辆,车用大功率二极管芯片需求=2901.8万*9=2.61亿只


此外,新能源汽车和智能驾驶的逐步普及将会大幅增加半导体分立器件的需求。据统计,半导体分立器件约占新能源汽车整车价值的10%。


根据2016年国务院印发《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划的通知》:到2020年中国新能源汽车实现当年产销200万辆以上,累计产销超过500万辆。



另一方面,MOSFET、IGBT等功率模块是直流充电桩等设备核心电能转换器件,需求量已逐渐放大。

据公开资料调查显示,目前直流充电桩价格是0.6-0.8元每w,即一个40Kw功率的直流充电桩,价格大概2.5-3万元,其中MOSFET或IGBT功率模块价值约占成本的20%,即5000-6000元,充电桩的普及拉动了功率半导体的需求。

需求端二:光伏产业


光伏二极管约占光伏标准组件(以220W计算)成本的3‰至5‰,占光伏组件成本微小,价格弹性小。


按常规配置计算,1MW的光伏组件约需太阳能接线盒5000只,每只太阳能接线盒平均约需光伏二极管5只左右,因此1MW光伏组件约需要2.5万只光伏二极管,1GW的光伏电池组件需光伏二极管2500万只。


根据中国国家能源局公布的2017~2020四年间的光伏装机指标,普通电站指标为54.5GW,领跑者指标32GW,总计达86.5GW。据推算,到2020年中国光伏装机将超过200GW。


预测到2020年中国光伏二极管需求约为:2500万只*200=50亿只



需求端三:LED照明


LED是一种新型的绿色光源产品,具有节能、环保、寿命长、体积小等特点,并广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。


目前,LED已经成为性价比较高的生态光源,全面进入照明替代市场,在全球淘汰白炽灯和限制荧光灯(含汞)使用的大趋势下,全球LED照明市场呈现爆发式增长。


其它需求端


智能电表及输变电:智能电表中需要二极管和桥式整流器来实现电路的数据处理,因此智能电表市场的发展将带动半导体分立器件产品的市场需求。


一般情况下,每台单相智能电表的电路由电源电路和数据处理电路构成,电源电路需要用1~2只整流桥,数据处理电路需要用9~13只二极管。智能电表的更新换代稳步推进,保证了功率半导体的需求。


家用电器:功率半导体器件可以对驱动家用电器的电能进行控制和转换,是家用电器的关键零部件,直接影响到家用电器的性能和品质。


在家用电器整体升级、市场扩展的大背景下,半导体分立器件将随着家电行业的发展而具有稳定的市场发展前景。


竞争格局:国外巨头占据高端市场,中低端国内厂商迎来契机

受成本压力的影响,国际功率半导体巨头近年来主攻高压Mosfet、IGBT等应用于汽车领域的高端市场,逐步放弃中低端二极体的生产。

目前Vishay在中低端二极管上占据龙头地位,而英飞凌、安森美、意法半导体等国际巨头发展战略均以汽车电子、高端IGBT为主。

国内功率半导体企业主要产品不尽相同,并不构成直接竞争关系。

台湾功率半导体企业主营产品多为二极管、中低压MOSFET,与大陆企业产品重合度较高,是大陆企业的主要竞争对手。

总体来看,不同地区通过产业分工,形成了各自的竞争优势。美国在功率IC领域具有绝对领先优势,欧洲在功率IC和功率分立器件方面也都具有较强实力,日本在分立功率器件方面竞争优势较强,但主要集中在芯片方面,厂商数量众多。

来源 | 行业研究报告