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分析师面对面|2022年功率分立器件市场能否保持高增长?

2022/03/03
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阅读需 17 分钟
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功率半导体作为半导体芯片的一个细分领域,在2021年的热度居高不下,相关企业营收迎来爆发式增长,多家投资机构看好其投资价值。进入2022年,功率半导体的市场热度是否还会延续,又能否保持2021年的高速增长?

我们知道半导体产业主要分为集成电路IC和非集成电路两大部分,功率半导体因此也分为功率分立器件(非集成电路)和功率IC(功率集成电路)。其中,功率IC属于集成电路IC中的模拟IC,主要包括AC/DC、DC/DCLDO、驱动IC等13个细分类型;而功率分立器件属于非集成电路,主要包括MOSFETIGBT功率二极管功率晶体管晶闸管等类型。

去年12月,芯谋研究重磅发布《中国功率IC市场年度报告2022》,广受市场好评。与此同时,市场对功率分立器件市场的年度报告也分外期待。3月上旬,芯谋研究《中国功率分立器件市场年度报告2022》将火热出炉。今天我们与其作者——芯谋研究总监李国强聊了聊,望与读者一同探究国产功率分立器件的市场走向。

 李国强,现任芯谋研究总监,长期在半导体行业工作,拥有20多年半导体相关行业经验,对半导体制造、半导体芯片、电子终端产业等产业链有深刻的认识和全面的了解。李国强先生毕业于浙江工商大学应用电子技术专业,获工学学士,并获得上海交通大学集成电路工程硕士学位。

2009~2019年期间,李国强先生任职于上海华虹宏力战略、市场与发展部,负责公司战略规划和市场研究,深入研究了半导体代工行业、功率分立器件技术和市场(包括MOSFET和IGBT等)、电源管理芯片、模拟芯片、微控制器等半导体芯片及其工艺。

2000-2009年,李国强先生先后任职于上海灏瑞、上海英群、香港雅创上海公司、香港晓龙上海公司等电子元器件代理分销商,负责半导体芯片推广、销售和管理工作,对功率分立器件、电源管理/模拟芯片、接口芯片、微控制(MCU)、图像传感器通信芯片、时钟等多种半导体芯片及其终端产品有全面的了解和认识。 

【以下是我们与李国强总监的对话,将覆盖功率分立器件市场十大焦点问题。】

提问1: 2021年国内外功率器件厂商的关键词是什么?

李国强:2021年功率器件厂商的关键词就是“建厂扩产”和“第三代半导体”。这也为2022年产业发展奠定了整体基调。

建厂扩产方面,国内外厂商的动作频频。海外厂商中,英飞凌历经三年筹建、耗资16亿欧元的12英寸(300mm)晶圆厂正式投入使用。这也是欧洲微电子领域最大的项目之一。国内厂商也建了很多厂,比如华润微电子正在建设12英寸先进功率半导体晶圆生产线,并计划今年建成投产;捷捷微电子在南通的8英寸“高端功率半导体器件产业化项目”已完成基础设施建设,计划今年二三季度开始试生产;吉林华微电子建设8英寸新型电力电子器件基地并已投入运行等等。

从技术层面看,2021年的创新点还是在宽禁带半导体(也叫第三代半导体)领域,并取得了很大进步。碳化硅、氮化镓工厂的投资,产能的扩建,多点开花,大步迈进。在应用领域,第三代半导体也得到了长足的发展。碳化硅MOSFET被特斯拉电动汽车率先采用后,即将迎来爆发式增长,2021年还仅是爆发的前期阶段。氮化镓HEMT(高电子迁移率晶体管)则被大量应用于手机快充等产品中。

提问2: 2021年功率分立器件市场爆发式增长的主要原因是什么? 

李国强:2021年功率分立器件市场的增速可谓超乎寻常,国内外厂商都大为受益。据我们的统计数据显示,2021年全球功率器件市场规模达到了266亿美元,中国市场达到了111亿美元,全球占比高达41.6%。2021年全球功率分立器件市场同比增长32.8%,中国市场更是达到了45.5%,远超全球增长率。这样的增速此前从未有过。剖析其原因,无论是全球还是国内市场的增长,其实基本都缘于三大因素,依次是:涨价、囤货和市场需求。 涨价缘于全球缺芯的大背景,从半导体行业周期性来看,晶圆生产进入紧张期,又遇到汽车电子等需求的爆发,再叠加疫情、政治、政策等不确定因素,芯片产能紧张越来越“确定”。去年囤货现象也较为严重,成本十几元的产品,被炒到几百元甚至上千元,可谓之疯狂。 

新兴高成长细分市场方面,国内外有所差异。国内方面,新基建是驱动国内市场发展的核心动力,包括5G基站建设、特高压、城际高速铁路和城市轨道交通、新能源汽车充电桩、大数据中心人工智能、工业互联网等领域。海外则主要是计算市场、汽车电子、工业电子等传统市场和新增细分需求推动。 

值得一提的是新能源汽车领域,今年国内产量超过353万辆,而去年是135万辆,增长超过1.6倍。新能源汽车,特别是电动汽车对功率分立器件的需求,一方面是主马达驱动方面,主要采用了IGBT芯片,不少中低端电动汽车采用工业级IGBT芯片来应对芯片短缺和降低成本,因此IGBT市场需求大幅增长;另一方面在电源模块电机驱动电池模块、LED驱动、充电桩等产品领域大量应用了MOSFET、二极管等功率分立器件,如现在售价几万元电动汽车的充电桩,已经大量采用超级结MOSFET来做功率开关。 

提问3: 当前全球功率分立器件市场格局情况如何,市场排名变化的内驱因素有哪些? 

李国强:从全球市场来看,欧美厂商仍占据主流,中国公司则持续大幅度进步。在全球前十排名中,安世半导体表现亮眼,其主要受益于汽车电子产品的缺芯和大幅涨价,已上升到全球第六。安世半导体虽被国内企业收购,但在合作历史和地缘优势上,成长受益于欧洲汽车工业的强大。 

虽然国际厂商在功率器件领域发展较早,有深厚的积累,但在技术方面,国内在功率器件的某些领域发展也并不晚,尤其在二极管、三极管、晶闸管、MOSFET等领域。加之,国内对进口替代的需求,促使国内厂商近年来产品和工艺研发、市场发展迅速。在市场方面,涨价、大规模出口需求、囤货、细分市场需求爆发以及中国是全球制造中心,成为国内厂商2021年爆发式成长的五大关键条件。 

目前国内分立器件厂商总体规模超上百家,主要分布在沿海地区,内陆地区较少。在《中国功率IC市场年度报告2022》中,我们统计了国内主要的30多家公司。在国内排名中,华润微、扬州扬杰、捷捷微电、江苏长晶、士兰微等企业的表现也相当亮眼。比如扬州扬杰,新扩展的MOSFET产线就贡献了不少营收。 

提问4: 这些诱发了2021年高增长的因素,在2022年还会继续存在吗? 

李国强:我们认为,2022年市场的高速增长不会持续,原因有两个。第一是产品涨价的不可持续,第二是囤货进入到了去库存阶段。我们预测2022下半年到2023年,全球和中国功率分立器件产业将进入下行阶段,甚至会出现大降价现象,要提防踩踏事件的发生。 

提问5:国际形势动荡对功率分立器件产业是否构成影响? 

李国强:整体来说影响不大。欧美巨头企业在功率器件领域处于国际领先地位。国内功率分立器件产业发展也很早,功率分立器件本身工艺和芯片设计都相对简单,设备和材料等配套产业要求不是很高,产业生态建设较好。功率分立器件产业IDM模式又是主流模式,产业链供应和控制较好。因此,和其他半导体芯片相比,目前国际形势的变化对功率分立器件产业影响较小。 

提问6: 您对2022年中国功率分立器件市场的整体判断和预测是怎样的? 

李国强:我们预测,2022年国内功率分立器件市场整体与去年基本持平,给予1个点左右的增长预测。理由在于上述提到的影响因素。大型设计公司的库存备货压力更大。由于芯片生产存在较长的晶圆制造和封测交付周期,设计企业去年下的单,很多要到今年才能交付,造成库存产品处于高价位。在产业进入下行阶段后,可能会带来较强的成本压力。另外,我们注意到,前2年大量备货的手机等厂商,目前库存很大,有很强的出货压力,如OPPO大幅度砍单,小米手机大幅降价出货等等。 

我们认为,2022年中国市场不少细分领域存在增长亮点。在汽车电子市场,电动汽车向高端和中低端两面延伸。在中高端新能源汽车中,SiC MOSFET将迎来大量应用。在中低端电动汽车领域,因为使用方便,价格实惠,极大地满足了城市和短距离交通的需求,我们预期售价几万元的电动汽车将继续大幅成长,年销量将超过百万辆,这将为IGBT、MOSFET、二极管等功率分立器件带来了巨大的市场需求。在计算市场,直播、短视频、安防监控等终端应用的全面开花,让云服务和计算市场需求猛增。2022年初,中国已正式公布了“东数西算”工程,这将大幅拉动计算市场新一轮增长。在通信市场方面,国家将会继续推进5G基站和传输交换网络等通信基础设施建设,产品中有大量的电力管理和电源管理模组等,需要大量的MOSFET、二极管、晶闸管、IGBT等分立器件产品。 

提问7: 中国功率分立器件厂商的挑战有哪些? 

李国强:总体来看,国内厂商的挑战和压力也是很大的,主要在于技术提升。除IGBT外,国内厂商在二极管、晶闸管、MOSFET、功率晶体管等领域都有着不错的技术积累。有此作为根基,分立器件领域的国产替代将会更加深入。但在汽车电子等高可靠性要求的应用领域,国内厂商的芯片设计、制造工艺等方面还有所欠缺,亟待突破加强,比如汽车中大量采用的IGBT、MOSFET等功率分立器件产品。 IGBT是功率分立器件中制造工艺要求很高的产品类型,国内IGBT产业存在制造工艺、制造产能和芯片设计等多方面的挑战,尤其是在制造工艺领域,受到国外严格隔离,没有参考,只能自主探索。相信在国内IGBT产线大幅扩产后,国内产业水平将逐步接近国际领先水平。去年,中国IGBT市场大幅增长,主要源于产品大幅涨价和市场需求,今年中国市场仍将持续增长。 

此外,2021年大热门的宽禁带半导体(又叫第三代半导体,主要是SiC和GaN)方面还面临不少挑战,这是国内外厂商需要共同面对的。相比于传统硅基产品,宽禁带半导体器件研发难度更大。总体而言,碳化硅比氮化镓的挑战更多,衬底、外延、器件等良率和质量都有待进一步提高。氮化镓衬底上不存在问题(主要采用现成的高质量硅衬底),挑战主要在器件制造、外延等领域。 

提问8: 面对2022年,国内厂商该如何应对? 

李国强:中国功率分立器件产业已经发展到比较高水平阶段,二极管、晶体管、晶闸管、MOSFET在国内已经具备很好的技术水平、产业基础和产业生态。目前进入全球前10大功率分立器件企业的中国公司,只有安世半导体一家,因此提升产品竞争力,扩展新的产品线,进入高端产品领域,持续提高营收,乘胜追击应该是国内厂商的主要课题。 

目前国内主要厂商已有了动作。比较典型有:华润微电子最近也发布了碳化硅MOSFET的建厂计划,以及重庆12英寸功率分立器件生产线建设;捷捷微电发力“车规级”功率半导体封测;扬州扬杰也从二极管整流桥等产品拓展到了MOSFET和IGBT领域;士兰微在厦门投资建设新的功率分立器件产线,扩充产能、发展第三代半导体;吉林华微的12英寸项目也在积极谋划中。 

提问9: 政策该如何引导国内功率分立器件产业的发展,有哪些建议? 

李国强:我们建议,积极给予国内功率分立器件厂商在技术研发上的支持,包括政策优惠、投资、人才福利等方面,努力提升制造工艺、产品良率和产品可靠性,提升现有产品的竞争力。同时,建议政策性支持国内功率分立器件厂商向汽车电子等高端、高可靠性产品领域进军,持续扩大产品覆盖领域,提升产业整体能力和实力,进一步服务中国电子产业。 

提问10:产业该如何推动国内厂商的发展,有哪些建议? 

李国强:我们呼吁国内终端厂商与国内功率器件厂商加强合作,共同推动产业链的深度融合发展。虽然国际厂商产品质量高,种类全,但也存在单价高、产能有限、交期多变、物流中断等产业链脆弱的严重挑战,近两年的全球新冠疫情,使得上述问题暴露无遗,并加剧了2021年芯片紧缺问题。近年来国内功率分立器件厂商的实力不断提升,与国内终端厂商在地缘和沟通上存在极其明显的优势,可以在芯片定义、研发、生产等阶段与国内终端厂商深度合作,形成紧密研发和应用优势,更好地助力国内产业的发展。 

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