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  • 2024-05-06
  • John Dowson

  从次要玩家来看,海内车用SiC功率器件供给商次要有比亚迪半导体、斯达半导、三安光电、泰科天润、闻泰科技及根本半导体等集芯片设想、制作、封测为一体的IDM厂商

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  从次要玩家来看,海内车用SiC功率器件供给商次要有比亚迪半导体、斯达半导、三安光电、泰科天润、闻泰科技及根本半导体等集芯片设想、制作、封测为一体的IDM厂商。

  按照Omdia的数据,2021年前十大功率半导体为英飞凌、安森美、意法半导体、三菱机电、富士机电、东芝、威仕、恩智浦、瑞萨、罗姆。此中,排名第一的英飞凌以48.69亿美圆的贩卖额排名第一,市占率约20%阁下;安森美以20.51亿美圆的贩卖额紧随厥后排名第二,市占率约9%阁下;第3-10名合计市占率约30%阁下,排名每一年变革疾速。

  按照Yole数据显现经济信息网官网,2021年环球碳化硅功率器件市场范围约10.9亿美圆,此中汽车用碳化硅市场范围达6.9亿美圆,占比达63%。跟着碳化硅在新能源汽车浸透率快速提拔,其市场范围也将不竭扩展。

  MOSFET是汽车电子的中心。相较于其他功率半导体产物,MOSFET具有开关频次高,不变性强的长处,曾经在汽车范畴普遍利用,2022年其占比曾经到达22%,而且有逐年加大的趋向。

  从客户来看,今朝华润微MOSFET的汽车客户次要有比亚迪等头部新能源汽车厂商;士兰微在汽车MOSFET范畴,今朝正在与零跑、汇川、比亚迪、菱电等部门整车厂和Tier1客户共同上量中,估计车载半导体器件将是公司贩卖增加的次要滥觞之一;安世的MOSFET客户包罗比亚迪、宝马、群众、大陆、德尔福、电装、博世等环球顶尖的汽车终端厂和Tier1厂商;别的,新洁能作为海内首家研发并量产P沟道SGT-MOSFET的设想公司,公司间接向比亚迪供货并构成多量量贩卖,并经由过程多家Tier1厂商进入幻想、小鹏、蔚来、极氪等整车客户,部门客户亦已完成范围贩卖。

  据华金财产研讨院的数据,2021年环球晶闸管中,意法半导体市占率20.4%,排名第一;威仕占比13.7%,排名第二。而在车规晶闸管方面,意法半导体、威仕、瑞萨等企业排名前线。

  今朝,在IGBT范畴,比亚迪经济信息网官网、斯达半导、时期电气排名前三,别的士兰微、华润微、宏微科技、新洁能、智新半导体、青蓝半导体、翠展微等企业在车规IGBT范畴也开展疾速。

  IGBT在新能源汽车中的次要使用包罗机电掌握器、车载充电器(OBC)、车载空调、和为新能源汽车充电的直流充电桩中。

  功率半导体器件又被称为电力电子器件中国财产消息网,是电力电子手艺的根底,也是组成电力电子变更安装的中心器件。

  上车状况方面,比亚迪的碳化硅产物次要供旗下车型利用为主,曾经大范围使用到比亚迪汉EV高机能四驱版本等多款车型上;三安光电作为碳化硅全财产链公司,其长沙SiC全财产链工场完成投产,至今公司650V到1700V SiC二极管产物累计出货达百余万颗,次要汽车客户次要有吉祥、广汽、福汽及金龙等;斯达半导今朝已有多个碳化硅MOSFET的800V定点项目,早在2021年碳化硅模块的在手定单就曾经到达3.4亿元,次要客户有小鹏、奇瑞、华为等;华润微在碳化硅范畴次要有1200V碳化硅MOSFET等产物,2022上半年碳化硅器件营收同比增加433%,待交定单超越1000万元,次要汽车客户有华为中国财产消息网、上汽、长安等。

  颠末多年的开展,今朝华润微、士兰微、安世半导体在MOSFET市场份额上位各国内厂商前三,其他好比扬杰科技、姑苏固锝、华微电子、新洁能、东微半导、捷捷微电等比年来开展也十分疾速。

  整体来看,因为二极管和晶闸管呈现的工夫相对较早,整体构造和消费工艺较为简朴,今朝我国厂商曾经在这两个范畴获得了必然的开展成就。现在朝需求增加较快的MOSFET、IGBT等晶体管系列,当前正处于下流高景气和国产替换的枢纽期间,也有一部门厂商在上述范畴开端兴起。

  从细分品类来看,二极管的导通和停止,相称于开关的接通与断开。今朝包罗肖特基二极管、碳化硅二极管、超快二极管等产物曾经在汽车范畴普遍利用。

  中国作为环球最大的新能源汽车市场,其销量占环球比重已达53%。但在车规功率器件市场方面,不断以来却被国际巨子占有,海内自给率仅8%,存在宏大的供需缺口。

  颠末多少年的开展,碳化硅与功率器件次要的分离方法次要包罗包罗二极管、晶体管和模块(混淆模块)三大类。此中碳化硅二极管和MOSFET晶体管因其机能良好,成为今朝使用最普遍、财产化成熟度最高的碳化硅功率器件。别的,跟着手艺的不竭开展,碳化硅(混淆)模块也开端逐步成为当前较多厂商的使用挑选。

  值得夸大的是,跟着比年来汽车电动化的开展,功率半导体的详细使用处景曾经从燃油车时期的帮助驱动体系单一场景不竭向牵引逆变器、OBC、上下压帮助驱动体系、DC/DC模块、充电桩等多个细分范畴拓展,以此带来了内部功率半导体利用数目的快速增长。

  按手艺特性与功用的差别,功率半导体器件能够分为二极管、晶闸管、晶体管等产物。此中,晶体管包罗BJT、MOSFET、IGBT等热点品线%,是功率半导体市场份额中最大的品类。

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  从细分市场来看,在二极管范畴,安世半导体、姑苏固鍀、扬杰科技、捷捷微电等厂商市占率位于海内前线。此中安世半导体在汽车二极管方面具有汽车齐纳二极管、汽车肖特基二极管和整流器、汽车开关二极管等产物,客户除特斯拉、比亚迪等汽车终端厂商外,也包罗了大陆、德尔福、电装等环球顶尖的Tier1厂商;扬杰科技紧抓功率半导体国产替换契机,新能源汽车营业正在连续放量。停止今朝,公司已得到比亚迪、吉祥、海马、长安汽车、上汽荣威等客户的认证和定单;捷捷微电在新能源汽车方面,有部门瞬态二极管产物曾经用于充电桩上,次要协作客户有春风、罗思韦尔等。

  因为新能源汽车需求真个发作与供应端扩产周期的错配,招致今朝全部汽车IGBT都处于严峻供不消求的形态。

  除数目大幅增加以外,相较于传统燃油车,新能源汽车的功率越大,电气化水平越高,其单车功率半导体代价量也就越大。按照英飞凌数据,今朝新能源汽车的单车功率半导体代价量可到达458.7美圆,约为传统燃油车87.6美圆的 5 倍。在量价齐升的动员下,汽车范畴功率半导体市场份额逐年进步,今朝占比曾经到达35%,金额约为160亿美圆。

  中国作为环球最大的新能源汽车市场之一,跟着外洋IGBT产物供给不敷、交期几回再三拉长,海内客户除下全款定单等候产物的同时,也正在逐渐承受国产IGBT产物,而且开端无意识培育海内供给链,这给海内IGBT厂商带来了新的时机。

  在晶闸管范畴,2021年捷捷微电、时期电气、台基股分别离以28.5%、14.4%、10.7%的比例位于海内市场前三。此中,捷捷微电在海内汽车电子范畴协作客户有比亚迪、罗思韦尔等,次要用于充电桩中。

  据GIR (Global Info Research)调研,2021年环球车规级二极管支出约莫491.6百万美圆,估计2028年到达810.1百万美圆,2022至2028时期年复合增加率CAGR为 7.4%。国际上今朝车规二级管的玩家次要有英飞凌、安森美、恩智浦、威仕、罗姆等。

  从团体市场规划看,今朝碳化硅器件特别是车用碳化硅功率器件市场次要由外洋大厂掌控,包罗意法半导体、英飞凌、Wolfspeed、罗姆及安森美等头部IDM厂商深耕车用市场多年,跨足上游材推测加工器件等财产链各环节,而且与各车企及Tier1厂商及车企协作严密,市场劣势较着。

  从手艺层面来讲,因为功率半导体对晶圆尺寸及工艺制程请求相对较低,好比二极管、晶闸管等功率器件今朝仍是以4英寸/6英寸的微米级此外工艺制程为主,其他如MOSFET和IGBT固然工艺请求更高一点,但今朝也仍是以8英寸的工艺制程为主,这和逻辑芯片不竭寻求摩尔定律快速更新迭代有较大的区分。

  详细来看,比亚迪半导体背靠母公司比亚迪,占有中国最大的终端市场,其IGBT模块次要供本人利用。在自有产能严峻求过于供的状况下,比年来比亚迪也逐步向士兰微、斯达半导、时期电气、华润微等具有车规级IGBT消费才能的外乡企业下单,定单级别达亿元,以保证激增的新能源汽车消费对IGBT的需求;斯达半导与海内大部门支流车企已获得协作干系,当前客户包罗比亚迪中国财产消息网、广汽、长安、奇瑞、北汽等;时期电气主供中车旗下商用车,今朝已多量量供货广汽、春风、小鹏、幻想等客户;士兰微当前主供客户包罗零跑、汇川、上汽、吉祥等厂商;宏微科技正在和一汽、北汽、长城等厂商停止定点项目认证事情;春风汽车旗下智新半导体的IGBT消费线已完整进入主动化消费流程,一期年产能为30万只。二期建成后,年产能将到达120万只,产物已使用于春风风神、岚图等自立品牌车型;广汽团体子公司与株洲中车时期合伙设立青蓝半导体,一期和二期计划项目局部建成后中国财产消息网,可完成年产60万只汽车IGBT模块的总产能,利于翻开单方在新能源汽车IGBT范畴的开展场面。

  SiC功率器件在新能源汽车中次要使用于主驱逆变器、OBC、DC/DC车载电源转换器和大功率DC/DC充电器范畴。

  别的,因为功率半导体器件手艺迭代速率较慢,而且利用周期较长,这给了海内厂商充沛的开展和追逐的工夫。将来,在新能源汽车超预期开展、供给链宁静、国产替换历程加快促进的驱动下,信赖会有一批有相干手艺储蓄的海内功率器件企业会捉住新能源汽车的开展时机终极脱颖而出。

  详细来看,意法半导体在车规碳化硅范畴具有先发劣势,其经由过程领先打入特斯拉供给链,今朝在车规级碳化硅模块使用市场占比约41%;英飞凌依托其在车规级功率器件方面的手艺沉淀,近两年开辟了群众、当代、日产、小鹏等客户,市占率快速提拔,今朝市占率为23%;别的,安森美也看好并主动“押注”车规级碳化硅产物,2021年经由过程收买衬底供给商GTAT,搭建了从碳化硅晶锭、衬底、器件消费到模块封装的垂直整合形式,成立了本人共同的合作劣势,次要客户有蔚来、特斯拉、奔跑等。

  市场范围方面,按照Omdia的数据,2020年环球功率半导体市场范围到达 452 亿美圆,此中功率 IC 市场范围为 243 亿美圆,功率器件市场范围为 209 亿美圆。功率器件中,二极管、晶闸管、BJT、功率 MOS 和 IGBT 的市场范围别离为 38.7 亿美圆、4.7 亿美圆、18.1 亿美圆、81 亿美圆和 66.5 亿美圆。

  从代价量来看,IGBT及IGBT模块在新能源汽车本钱构造中,占驱动体系的比重已达50%,占全车本钱的比重也高达8-10%,是新能源汽车中本钱最高的单一元器件,而且单车代价量在连续提拔,代价量占新增器件比重超越80%,是功率器中在汽车电动化过程当中最受益的种类。

  别的,值得留意的是企业榜单中有一半为日本企业,别离是三菱机电(第4)、富士机电(第5)、东芝(第6)、瑞萨(第9)、罗姆(第10),五家企业的营收在已往三年内大致连结在榜单总营收的32%~33%阁下。

  此中,在主逆变器中,碳化硅能将动力电池的直流电逆酿成三订交流电驱动机电;在OBC(车载充机电)中,能将电网的交换电改变成对应电压的直流电为动力电池充电;而在DC-DC中,碳化硅功率器件将动力电池的高电压转换为12V、48V等低电压,为其他低电压体系供电。

  早在2022年,业内就传出安森美深圳工场的2023年产能已局部售罄,为了避免交不上货的风险,公司已截至承受新的IGBT定单。作为汽车行业前十泰半导体供给商之一,安森美IGBT模块产能超五十万只,支出的近1/3来自汽车市场。而安森美截至接单的这一举措,足以阐明当下车规IGBT行情的炽热。供给链人士以为,今朝车规IGBT的供需缺口在2023年看不到任何减缓的迹象。

  功率半导体能改动电路中的电压、电流、频次、导通形态等物理特征,以完成对电能的办理,是电能转换与电路掌握的中心器件。

  从汽车MOSFET的次要玩家来看,次要以英飞凌、安森美、瑞萨、东芝、意法半导体、罗姆、微芯科技等厂商为主。

  详细来看,二极管中贸易化较为胜利的器件包罗PiN功率二极管和肖特基势垒功率二极管经济信息网官网,两者在开关速率、开关频次等方面显现互补干系;晶闸管则是一种半控型功率器件,晚期因为其较高的电压和使用电流,被普遍使用率高功率场景;BJT是构造相对简朴的功率器件,其在功率和频次上的表示都不凸起,但因为其工艺成熟、本钱较低等长处,仍在低端功率使用处景中具有必然的份额;功率 MOS 能够进一步细分为平面型MOSFET、沟槽型MOSFET、超结MOSFET、屏障栅MOSFET等,别离具有差别的功率和频次特征,使用处景较为普遍;而IGBT 的呈现大大拓宽了硅基功率半导体的事情电压范畴,其最高事情电压到达 6500V,同时具有功率 MOS 相对适宜的事情频次,在电动车、轨道交通、电网、光伏微风电等范畴具有普遍的使用。

  MOSFET方面,据英飞凌数据显现,一辆电动车的MOSFET分立器件用量靠近200 个,部门高端新能源汽车车型对MOSFET的需求可达400个/辆以上,代价总量约传统燃油车的5倍。

  2022年四时度,各范例MOSFET(高压、高压、 宽带隙)交期均维在24周以上,此中英飞凌、意法半导体等大厂的交期更是在42周以上,因而可知市场对MOSFET产物需求照旧保持高涨;从价钱趋向上来看,大部门MOSFET厂商产物价钱保持不变,市场短时间内未看到下行的风险。

  瞻望2023年,跟着800V高压平台的持续促进,将有更多的碳化硅器件会在新能源车上搭载,相干国产厂商曾经迎来国产替换的枢纽窗口期。

  而晶闸管是根底型功率半导体分立器件,因为具有手艺成熟、事情牢靠性高、性价比劣势较着等特性,在发电、输电、变电、配电、用电的各个使用处合占据主要职位,具有使用普遍性和不成替换性的特性。

  因而,在当前环球汽车缺芯叠加国产替换的大布景下,依托海内丰硕的晶圆代工、封测资本经济信息网官网,我国功率器件厂商或将迎来汗青性开展机缘。

  合作格式方面,今朝IGBT次要由欧洲和日本大厂主导,前五大厂商市占率超越60%。据民生证券统计,今朝英飞凌市占率为32.7%,是IGBT范畴的绝对巨子。除英飞凌以外,三菱机电和富士机电今朝市占率都为9.6%,其他厂商好比赛米控市占率为6%、Vincotech市占率为4.4%、日立市占率为2.7%。

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