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华夏主动抢占领机合成物半导体分立器件集镇领

      中国越发认识到芯片自主可控的重要性,因此,各种可替代的芯片都会陆续进行研发,尤其是航天和可靠性要求较高的领域。技术方面,海思、展讯等已经迎头赶上。国内在各种行业和领域,也会出现各种差异化的芯片。此外,国内已经积累了很多集成电路人才。

目前,全球半导体分立器件主要以美日欧企业为主,高端市场几乎被这三大主力国垄断。在高端半导体分立器件领域,由于国内厂商尚未形成规模效应与集群效应,所以其生产仍以“代工”模式为主。

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      中国是世界最大的半导体消费国,占45%全球芯片需求量,但是超过90%的芯片消费依赖进口,本土集成电路公司进入半导体市场很晚,几乎是落后世界20年,而半导体公司极度依靠规模和产品周期,所以一直处于追赶状态。

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智东西(公众号:zhidxcom)编 | 司北

      相信不久的将来,“中国芯”一定会照耀世界。以下为电子产业各细分领域最核心供应商名单:

半导体分立器件主要应用市场

根据国际半导体巨头英飞凌统计,一辆传统燃料汽车的电机驱动系统中功率半导体的价值为17美元,而一辆纯电动汽车中价值为265美元,增加了近15倍。新能源汽车为功率半导体带来了极大的增长潜力。

国内IC芯片产业链

汽车领域是全球半导体分立器件最大的应用市场,且全球排名前十的分立器件厂商的占比均以汽车为主。以下为半导体分立器件(制造)产业链图:

本期的智能内参,我们推荐来自天风证券的功率半导体行业报告,介绍了在新能源电动车热潮中,功率半导体行业的全球格局与市场新机遇。如果想收藏本文的报告(天风证券-电子行业:“技术推进+应用驱动”,功率半导体迎来新一轮发展机遇),可以在智东西公众号回复关键词“nc352”获取。

IC设计公司:海思半导体、中兴微电子、紫光展锐、全志科技、华大半导体、大唐半导体、智芯微电子、杭州士兰微、国微技术、中星微电子、紫光国芯、国民技术、欧比特、中颖电子、澜起科技、北斗星通、北京君正、兆易创新、格科微电子、中国电子、韦尔半导体、同创国芯、复旦微电子、艾派克微电子、汇顶科技、联发科、集创北方、同方微电子、中天联科、圣邦微电子等。台湾地区主要有联发科、敦泰科技、义隆电子、神盾科技、凌阳、威盛等。

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以下为智能内参整理呈现的干货:

半导体材料公司:中能硅业科技、中环半导体、晶龙集团、新特能源、西安隆基、中硅高科、阳光能源、奥瑞德光电、天宏硅业、上海申和热磁(日企独资)、国盛电子、江丰电子材料、有研亿金、北京达博、上海新阳、安集微电子、有研新材料、湖北兴福电子、江化微、金瑞泓等。

目前,中国半导体分立器件较全球仍较低端,汽车占比仅15%。未来,新能源汽车和智能驾驶有望燃爆半导体分立器件,传统内燃机汽车单台分立器件用量仅71美金,而新能源汽车单台用量达到387美金,是传统汽车用量的5倍以上。

一、功率半导体:电能转换核心器件

半导体设备公司:北方华创微电子装备、中微半导体设备、上海微电子装备、拓荆科技、中电科电子装备集团、中微半导体,七星华创、华海清科、深南电路、睿励科学仪器、上海微电子、达谊恒精密机械、汉民科技、琦升机械设备、上海康克仕商贸等。

半导体分立器件种类及命名

功率半导体器件是实现电能转换的核心器件,广泛应用于消费电子、新能源交通、轨道交通、发电与配电等电力电子领域。

半导体制造公司:中芯国际、三星(中国)半导体有限公司、SK海力士半导体(中国)有限公司、华润微电子、华虹宏力、英特尔半导体(大连)有限公司、台积电(中国台湾)、华力微电子、西安微电子、和舰科技、联电(中国台湾)、力晶(中国台湾)、武汉新芯、君耀电子、吉林华微电子、上海贝岭、苏州固锝、扬杰科技、士兰微、东晨电子、先进半导体、无锡纳瑞电子、芯原股份、西安航天华迅、高云半导体,方正微电子等。

半导体分立器件各类繁多,通常可分为半导体二极管、晶体三极管、功率整流器件和场效应晶体管等。

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半导体封测公司(含在华外资及台厂):通富微电、天水华天、南通华达微电子、威讯联合半导体、英特尔产品(成都)有限公司、海太半导体(无锡)有限公司、江苏新潮科技、安靠封装测试(上海)有限公司、晟碟半导体(上海)有限公司、日月光半导体、矽品、力成、南茂等。

半导体二极管又可分为普通二极管和特殊二极管,晶体三极管则包括锗管和硅管。功率整流器件主要包括晶闸管整流器和硅堆等。场效应管可分为结型场效应管和绝缘栅型场效应管两种。

根据载流子类型,功率半导体可以分为双极型功率半导体和单极型功率半导体。

IGBT供应链

命名:中国半导体分立器件型号命名方法在国家标准《半导体分立器件型号命名方法》(GB249-89)中进行了规定,该标准于1990年4月1日开始实施。

双极型功率半导体包括功率二极管、双极结型晶体管、电力晶体管、晶闸管、绝缘栅双极型晶体管等。

IGBT是半导体分立器件重要的组成部分,目前全球有70% IGBT模块市场被日系企业控制,德系的英飞凌在独立式IGBT功率晶体领域拥有24.7%的全球最高市占率。中国本土的IGBT厂商目前做得最出色的是中车时代、嘉兴斯达以及比亚迪等。

第一部分:器件的电极数目,用阿拉伯数字表示;

单极型功率半导体包括功率MOSFET、肖特基势垒功率二极管等。

国外:日立、英飞凌、三菱、富士电机、东芝、ABB、安森美、ADI、Vishay、赛米控、威科、丹佛斯、艾赛斯等。

第二部分:材料和极性,用字母表示;

从市场格局来看,目前国外功率半导体厂商制造水平较高,已经形成了较高的专业壁垒。

国内:IDM厂商主要有中车时代、嘉兴斯达、比亚迪、士兰微、华微、中航微电子、中环股份等;模块/设计厂商主要有永电、爱帕克、新佳、宏微、南京银茂等;设计厂商有中科君芯、芯派、华微斯帕克、达斯、同方微、新洁能、金芯微电子、科达等;在制造方面,主要厂商有华虹宏力、先进半导体、中芯国际、方正微、华润上华等。

第三部分:类别,用字母表示;

欧美日厂商凭借其技术和品牌优势,占据了全球功率半导体器件市场的70%。其中,英飞凌器以18.6%的市场占有率排名世界第一(2017年英飞凌财报数据)。

MLCC供应链

第四部分:序号,用数字表示;

我国开展功率半导体的研究工作比较晚,目前大陆、台湾地区主要集中在二极管、低压MOSFET等低端功率器件市场,IGBT、中高压MOSFET等高端器件市场主要由欧美日厂商占据。

目前,全球MLCC(片式多层陶瓷电容器)主要由日韩厂商主导,其中日本村田(Murata)是全球最大的MLCC供应商。韩国三星电机全球MLCC市占率仅次于村田。

第五部分:规格号,用字母表示。

不过,国际功率半导体厂商尚未形成专利和标准的垄断。相比国外厂商,国内厂商在服务客户需求、降低成本等方面具有竞争优势。

国外:日系的有村田、太阳诱电、京瓷、TDK等,韩系的主要有三星电机、三和电容等。

其中,场效应器件、半导体特殊器件、复合管、PIN管、激光器件的型号命名只有第三、四、五部分。

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国内:台厂国巨、华新科、禾伸堂,陆厂风华高科、宇阳科技、火炬电子等。

半导体分立器件全球市场分布

根据中商产业研究院数据,2022年全球功率半导体市场规模将达426亿美元,其中国产代替空间十分广阔。

液晶屏面板供应链

美国:美国半导体分立器件目前居于全球领先地位,拥有一大批如TI、IR(国际整流器)、Diodes、Fairchild(被ON收购)、ON(安森美)、Vishay等在全球拥有绝对影响力的分立器件制造商。除此之外,美国半导体厂商在电源管理芯片领域也拥有绝对优势,其市场客户主要针对亚太市场。

二、电动汽车崛起,点燃全球功率半导体市场

芯片厂商:矽创、联咏、奇景、格科微、旭耀、天利、天域、瑞鼎、瑞萨、新向微、奕力等。

欧洲:主要有Infineon(英飞凌)、NXP(被美国高通收购)、ST(意法半导体)等全球知名半导体厂商,产品线齐全,无论是IC还是分立器件都具有领先实力。从市场客户分布来看,亚太地区也是欧洲厂商最大的应用市场,其次是欧洲市场。

功率半导体是电动汽车的重要部件,比如特斯拉Model S车型使用的三相异步电机驱动,其中每一相的驱动控制都需要使用28颗IGBT(绝缘栅双极型晶体管)芯片,三相共需要使用84颗IGBT芯片。

模组厂商:天马、同兴达、信利、三龙显示、TCL显示、帝晶、中光电、天亿富、比亚迪、永信、星源、煜彩、国显、京东方、宝锐视、亿都、夏普、东芝、NEC、日立、京瓷、三菱、索尼、富士通、亿华、博一、雅视、易欣达、优纳思、维拓、比亚迪、宇顺、海飞、德思普、凯圣德、立德通讯、莱宝、兴展、聚睿鼎、易快来等。

日本:日本也是全球半导体分立器件厂商主力国,主要有东芝(Toshiba)、瑞萨(Renesas)、罗姆(Rohm)、富士电机(Matsushita Fuji)等半导体厂商,日本厂商在半导体分立器件方面具有较强竞争力且厂家众多,但很多厂商的核心业务并非半导体分立器件,从整体市场份额来看,日本厂商落后于美国厂商。从日本厂商的市场客户分布来看,日本国内是其最大的市场,其次是亚太(不包括日本)市场,在欧美市场占有少量的市场份额。

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在面板制造方面:韩国有LG,三星,HYDIS,现代,金星等;欧美有元太、IBM,Pixel Qi,爱普生,FINLUX等;日本则有夏普(被鸿海收购),东芝、松下、NEC、京瓷、三菱、光王、鸟取三洋、索尼、IDTech、富士通、精工、IPS Alpha、卡西欧、STI、先锋、星电、IMLS、西铁城、阿尔卑斯等。

中国台湾:台湾的半导体分立器件芯片及成品市场近年发展较快,拥有立铸(NichTek)、富鼎先进(A-Power)、茂达(Anpec)、崇贸(SG)等厂商。从台湾地区厂商的市场客户分布来看,大陆和台湾本土是其最大的应用市场。产品方面,除了崇贸(SG)提供 AC/DC 产品之外,台湾地区厂商主要偏重于DC/DC领域,主要产品包括线性稳压器和功率MOSFET等。总体来看,台湾地区半导体分立器件厂商的发展较快,技术方面和国际领先厂商间的差距进一步缩小,产品主要应用于计算机主板、显卡和LCD等设备。

因此,新能源汽车产业的崛起为功率半导体带来了极大的增长潜力。电机控制系统和充电桩是车用IGBT的主要增长点。

大陆面板厂近年迅速崛起,以京东方为首的面板商已成功打入苹果供应链。除京东方之外,国内主要厂商还有天马、奇信、龙腾、上广电、奇菱、凌巨、清达光电、信利、中星光电、中电熊猫、比亚迪、华森、海信、维信诺、翰图微、长智光电、彩虹、宝锐视、德邦、虹欧、吉林彩晶、亿都、平达、静电、智炫等。

中国大陆:近年,中国半导体分立器件的全球话语权正在稳步提升,目前已是全球最大的分立器件市场。

IGBT在电力驱动系统中属于逆变器模块,将动力电池的直流电逆变成交流电提供给驱动电动机。

台湾地区面板制造商主要有奇美-群创、友达、中华映管、瀚宇彩晶、统宝、锦祥、广辉、ORTUSTECH、全台晶象、联友、奇晶、达基、晶采、晶达、众福、久正光电、光联、悠景、台盛、富相、智晶、铼宝科技、南亚光电等。

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IGBT约占新能源汽车电机驱动系统及车载充电系统成本的40%,折合到整车上约占总成本的7~10%,其性能直接决定了整车的能源利用率。

手机触控产业链

香港、台湾、韩国为国产半导体分立器件主要出口市场,其中,香港为最大出口市场。目前,广东、江苏、上海稳居国内半导体分立器件出口量前三名,国内半导体分立器件出口大省仍以沿海各省为主。

1、IGBT:硅基功率半导体核心

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