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新赛道来临!国产功率半导体准备换道超车

11/06 11:33 作者:芯师爷
阅读需 11 分钟
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作为电子装置电能转换与电路控制的核心,功率半导体几乎进入国民经济各个工业部门和社会生活的各个方面。

随着下游行业高景气传导至上游,功率半导体也迎来了发展的黄金时期,全新赛道下,国产厂商有望实现换道超车。

今天,芯师爷对话瑞能半导体全球市场总监谢丰从三大方面出发,一起聊聊功率半导体的当下和未来:

1、狂飙突进的功率半导体

2、迈向高端价值链,入局者的必由之路

3、新赛道来临,国产厂商迎来换道超车

 

·狂飙突进的功率半导体·

近年来,由于功率半导体在数字化时代生产结构中的应用地位日益凸显,且其生态建设的要求及对先进制程的依赖性相对较低,多重因素的综合考量下,功率半导体正成为国产半导体提速突围的关键领域,在政策、应用、资本等诸多方面得到重视。

一方面,在全球“碳达峰”“碳中和”的背景下,功率半导体成为可再生能源和高效负载能源网络的关键驱动力,其下游应用场景不断拓展,从传统的工业、通信和消费电子领域,逐步进入新能源汽车、光伏、变频家电、轨道交通等新兴终端市场。

而应用端庞大的潜力,也拉动了功率半导体市场成长。根据Yole预测,全球功率半导体器件市场将有望从2020年175亿美元增长至2026年的262亿美元,年均复合增长率为6.9%。

另一方面,我国在持续加大政策扶持力度,为国产功率半导体赛道增添发展新动能。

此外,得益于验证周期相对较短,商业模式清晰且收益较快,狂飙突进的功率半导体赛道也获得了资本的广泛青睐。

据芯师爷此前文章统计(可参考《单轮融资达30亿元!国产功率半导体火了》),2021年以来,资本不断涌入国内功率半导体赛道。融资规模方面,多家企业均为数千万、过亿元,其中一家D轮融资金额甚至高达30亿元。

·迈向高端价值链,入局者的必由之路·

由于半导体产业“高壁垒”的行业特性,后发者与领先者间存在着难以逾越的“技术鸿沟”,长期以来,我国在多个细分领域都处于劣势地位。面对现实的技术瓶颈与发展的客观规律,我们只能选择从低入手,一步一个脚印向前迈进。

在功率半导体方面,国内厂商从二极管晶闸管、低压MOSFET等中低端器件起步发家,经过数十年的追赶,随着技术发展与科研创新,功率二极管、功率三极管、晶闸管等大部分产品已实现国产化,并逐渐迈向IGBT、中高压MOSFET等高端器件领域。

国内最早开始布局碳化硅产品的瑞能半导体就是一个极好的例子。

据瑞能半导体全球市场总监谢丰介绍,公司敏锐地洞察到SiC-MOSFET等第三代半导体关键器件的市场趋势和客户需求,凭借深厚的技术优势,经过两年的艰苦攻关,于2021年底成功推出1200V SiC-MOSFET产品,2022年中又释放了1700V SiC-MOSFET,并逐步丰富产品组合。

图源:瑞能半导体

同时,公司还积极投入资源来进行车规级SiC-Diodes和SiC-MOSFET验证,计划将产品于2023年开始批量推向市场。如今,瑞能半导体已成为国内极少数能提供完整的SiC-MOSFET和SiC-Diodes产品组合的公司,其最新一代技术——第六代碳化硅二极管平台,更是与国际厂商的技术迭代保持一致。

图源:瑞能半导体

除了卓越的技术和优质的产品,品牌建设也是企业迈向高端价值链的关键。

从一条隶属于恩智浦的产品线,成长为一家产品门类齐全的功率半导体公司;从一个背着恩智浦烙印的公司,成长为知名的功率半导体国际品牌,瑞能半导体以优秀的品牌建设推动企业高质量发展。

七年时间里,瑞能半导体始终秉承着“高效、创新、可靠”的理念,坚持“质量优先、客户至上”的原则,积极倾听客户的声音,保持产品在市场端优秀的性能表现,以国际厂商作为参考和竞争的对象,获得了广大客户的信任和认可,在行业内外屡获殊荣,成为了全球功率半导体行业的佼佼者。

2021年度硬核中国芯卓越功率半导体企业

2021年度硬核中国芯最佳功率芯片

2021“司南科技奖”年度宽禁带半导体创新企业 

2021年江西省年度制造业单相冠军企业

海尔卡奥斯创智物联2021年度优秀供应商

代傲电子控制2021年度最佳供应商

高性能碳化硅MOSFET产品开发项目入选2022年南昌市重大科技项目重大科技攻关计划

……

身处全球最大的功率半导体消费国,随着自身硬实力的提升,以瑞能半导体为代表的国产功率半导体厂商们,也借助进口替代浪潮和市场上行景气,逐渐在全球市场中崭露头角。

·新赛道来临,国产厂商迎来换道超车·

与此同时,随着5G、光伏、储能、新能源汽车等新兴应用场景的拓展,功率半导体市场进入井喷时期,迎来了全新的竞争赛道。

一是“工业和汽车”两大原有应用领域的增量市场。随着《中国制造2025》和“工业4.0”的不断推进,以及新能源汽车全球普及加速,这两类原有市场开辟出新的增量空间。

工业和汽车是功率半导体的主要应用领域,合计应用占比高达64%,图源:华安证券

新能源汽车为例,由于动力来源的改变,汽车对电力转换与控制要求提升,促使功率半导体成为车辆的重要部件。根据麦肯锡统计,纯电动汽车的半导体成本为704美元,比传统汽车350美元高出近1倍,其中功率半导体的成本为387美元,占总成本的55%。

具体到细分领域上,增量赛道有硅基IGBT、硅基MOSFET、硅基电池管理系统以及碳化硅MOSFET等等。

其中,碳化硅功率器件凭借材料的优越特性,正逐渐成为主要的进步发展方向。瑞能半导体CEO Markus Mosen就曾指出,碳化硅MOSFET凭借更高的逆变器效率、更小的系统尺寸、更低的系统成本,有望对传统的硅基器件加速替代。

二是光伏、储能、5G等新兴终端市场中所蕴藏的全新机遇。

光伏方面,随着光伏产业链的景气度持续升温,全球光伏装机容量保持高速增长态势,这进一步拉动了光伏逆变器(光伏发电设备的核心组部件)的产量提升。而作为光伏逆变器的核心零部件,光伏IGBT赛道也因此焕发新机。

与光伏逆变器相类似,受益于储能产业带来的二次增长,储能逆变器以及其中的功率半导体也迎来了“春天”。具体赛道上,从工信部今年8月发布的《关于推动能源电子产业发展的指导意见(征求意见稿)》中可窥见一斑:

图源:工信部官网

5G时代下,5G通信基站和数据中心等设备进入大规模建设期,通信设备需求端增长的同时,设备的全天候供电需求、以及Massive MIMO技术所带来的功耗增加,也进一步推动着功率半导体市场。

这些全新的赛道,既是初创芯企追赶壮大的机会,也是成规模芯企加强布局、拓展市场的好时机,更是国产厂商换道超车的新机遇。

在市场格局上,与处理器、存储芯片等领域相比,功率半导体市场竞争格局相对分散,暂未存在绝对垄断的情况。这意味着,国产厂商的换道超车,不再是难以实现的口号与幻想。

图源:开源证券

此外,功率半导体不依赖于先进制程,对先进高端设备要求不高,但对特色工艺、产业链配套要求较高。而中国功率半导体行业较全球先进水平差距较小,具备应用场景丰富、产业链配套完善、工程师红利等全球比较优势。这些优势叠加国内庞大的内需市场,我们有望借此冲击海外巨头的垄断地位。

当然,要真正实现这一目标,国内厂商还得不断加强技术研发,如瑞能半导体一般积极拓展平台产品、建设丰富多元的产品组合,以满足市场的需求变化。唯有如此,我们才能在新发展格局中抢占先机,引领中国半导体产业补齐技术与市场的差距,实现快速崛起!

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