2023中国功率半导体和第三代半导体行业发展现状和前景分析报告

功率半导体是电能转换及电路控制核心，市场规模大且中国为最大消费国 2022年全球功率半导本市场规模达481亿关元：预计至2024年将增长至522亿美元，年复合增长率约为5.46%，增长平稳 中国作为全致最大的功率率导伴消爱同，贡截了约40%的办率毕导体市海润内2022年市场规模为191亿关无，消计至2024.年市塔规模有望达到206亿美元 MOSFET和IGBT是全球市场主流应用，下游需求强劲 ·MOSFET和IGBT为功率率导体产品主力产品。MOSFET具有输入阻我高、唤声低、热荐定性好、封造工艺简单和胡射强等优点，遥常被用于最大电路或开关它路。IGBT由BJT和MOSFET组合而点且录具两者优点，即高输入阻抗、低导通压降、巢动劳率小而总和压降低等。 MOSFET技术选代方向：更高开关频率、更高功率密度及更低功耗 MOSFET市场规模保持增长，海外厂商占据市场主导，国产化率快速提升 GBT现已发展到第七代，向更高功率密度不断迭代 ·自20世纪80点代发至今：IGBT具计经质了7代技术及工艺的子级，从平而穿遵型（PT）基，发展至目情策新的微沟槽场我三型（Micro-PattemTrench)技术，IGBT老蕊片面积，工艺线克、通态饱和压及关断时间等各项指标方面不断进行优化 IGBT技术围绕栅极及纵向结构变化，向小型化、低损耗、高性能方向发展 全球IGBT市场规模持续增长，海外企业龙头效应显著，国产替代正当时 国内电动车、新能源行业等新应用爆发，成为IGBT新的增长点 ，我国IGBT需求结均与全球市场不司，断能源汽车，消资电子和工拉是IGBT需举占比最大的下游航城：市占率分到为31%、27%和20% 内IGBT需求增长的主要驱动力 IGBT是电动车、充电桩核心器件，车规级产品技术、封装要求高 充电线直流特热柔缆：在充效电过热中实现直交汽电格换 封装技术委求 产品技术要求 ，IG6T影响电动汽车的动力释放速度，丰辆加速能力和最高速度等多项核心着标：汽IGT技术认证标准权高，IGBT委违入纠汽率供应商行列，今委满总新汽车饭标准V324/AQG324类求及中国动率车导体联盟、中关村式誉带联盟等团体标准：认证抬标主委色括退度冲击、功率描环、温度德环、结温及全生命周期可靠性等，汽立IG3T还要通近终联汽车客户的认江，一表来说，认证周期在约3-5年 车规规IGBT产品工作温度产上分委注重强摄动争华，其对装要求高于工业级和消管版，汽车本年件在高退、高湿、高区各件下委避免展热或算化，车部就车半伙安求可本受温度区间达-40℃至150℃，且对于产品寿命委求较长，达10年以上：IG汀模块对装穿委满是摄动导认委式，高部定线、相头连接件、社板焊料层及针装外老等委术机高 光伏IGBT技术难点高，在核心逆变环节助力提升功率密度 *IGBT等功率器件是新能源发电逆支器实现逆变动能价核心，主要应用在DC/DC升医，DC/AC逆变电露中，在中国能策发电市烫加速转型骨势景下光代发展大有可为，这电是IGBT市场强动的疆动力，增造将持频远超全球平均水平 光伏IGBT当前设计、制造及对装难点 >说计环节 元失IGBT工作环为大电流，高电压与高频率的工作获境，对产品可意性要求高，产品需保证芯片的设计与参数优化调整的均街，满是容户的定创化营求，对企业自主研发要求高 光代IGBT的制透难点在于背面工艺及薄片工艺。青面工艺在于减薄工艺、背面注入、背面退火，青面金属化，整体求质战大，减萍工艺需妥点股8英寸以上的腔片成浮互一定院片易自约问题对装环节 散热效率方模决计蒙中的关键指标，立接影响IGBT的最高工作结温，从而影响GBT达率留度 传统硅基功率器件发展达到极限，第三代半导体时代已经到来云资 硅基材料难以满足：高压、高频、大功率、高温，体积小等应同需求 第三代半导体在材料性能上的优势使得器件具备耐高压、高频和高温的特性对应满足在低能耗、小体积小重量等下游应用需求云油资本 第三代半导体材料性能优势 适用领域及优势 器件性烧优势 高能源效率要来，如光代逆变器 》耐高压 +降低开关损耗+高开关频率 同等耐压等级器件灵荐+灵低阻抗 紧漆尺寸及小重量领域，如汽车OBC 》耐高额 可有效减数热设备而积+大幅综小功多器件芯片尺寸+使用更小更医器，降假系统然积及重量 +电阻率开关耗小+开关转接效率提高+反向恢复时间超 可在高温下稳定工作+更高功率密度 各地政府陆续出台政策支持第三代半导体发展、鼓励企业深入布局 ■2016年7月，图务院之关于印发“十三五一国家科排创新惠划的通起3明冠发展第三代丰号体芯片：2019年11月工信部将第三代率导体产品写入家重点新材料前批次应用示范指学日录》：2019年12月，在《长江三角图区域一体化发展规划钢要》中明确要求加快培育市局第三代三导体产业，推动制造业离盾量发展；2020年7月为鼓品全业积权发展集点电路，国家减免相关企业税收；2021年3月，十四五规划中特剂规出第三代半导体要取得发：2021年8月，工信部华第三代半导体结入“十四五”产业科技剑新相关发展规划 2022年，各效攻府兵发有29项与第三代半导体行业期关的重委政策法规，政策案度依旧较高。在净级层面10省份共发市12项，规划性政策6项，支特性据施6项；市、区点易西17项，姚划连致策4项，落实性指施13项。同时，出台政第较多的地区集中在江苏苏州、安载今配、浙江杭州、湖北武汉等产聚区 美欧日头部厂商已实现碳化硅全产业链布局，国内厂商正分产业链环节加速追赶 SiC衬底是产业链最关键也是最缺乏的一环，全球都面临“缺衬底”难题云融资本 新能源汽车受800V驱动，以主逆变为代表的SiC渗透全面提速，贡献最大下游市场并带动充电桩、光储及UPS市场逐步增长 遵过当前碳化硅功率器件性能对比和下游应用工作条件分析，碳化硅器件当前以电压等级600-1700V功率等级10kW-1MW的硅基IGBT为主要替代对象，以下五类细分应用成为当前和未来的核心潜力额点 800V架构带来的直接性能提升，叠加供给端、应用端、成本端多重利好，推动新能源汽车成为SiC未来5年核心应用阵地云融资本 光伏行业1500V时代的直接性能需求、补贴退坡伴随的系统性降本压力刺激Sic在光伏行业的应用和渗透云轴贵 光伏行业整体进入1500V时代，直接提升对功率器件性能妥求 光失 2022年开给光伏检业补贴全面送，至入平价上网时代 清用Si施IGBT方策只能运行在较低开关须率、导致无逐器件（电感电容)的参积增力、效章降低、数机成本本无法有效控制 电价持续降对光代系统提出更高的点本优化实求，而SiC器件将转换效率从96%凝升至.99%，能量损耗降假50%以上，并提子设备循环寿命，降低光代的系统注投资和运雕点本 SIC方案疏可以实现较高的开关频率，同讨又能有效的降情损耗提高效率：减小整就的体积 碳化硅高度契合光伏逆变器演进方向，性能更优的碳化硅逆变器规模化应用将成为光伏行业必然趋势 中国从2016年就开始在光伏电站中采用碳化硅技术，已有超过10个柔直输配电网应用案例 按照国家科技部制定的总体闻标，“十四五”末霸万代千安级SiC器件会出样品，预计2030年万代千安级SiC器件能实现示范工程小批量应用，2035年左右应该能够实现商业化应用 目前碳化硅在电网输配电领域的渗透率大约为0.2%，预计2030年渗透率将趣过5%，2050年将超过50% 氮化镓是新兴产业发展的刚性需求，2026年功率器件市场渗透率有望达到40%云贵 相较于国际厂商、资中国氮化厂商行业集中度较分散，同时在消费电子、射频功率、显示等领域竞相发展云轴资云融资本 氮化镓为光伏微逆变器大幅降本增效，技术革新带来系统级优势 氮化镓在48V数据中心架构上具有显著的效率及节能优势 -效率凝高1%(GaN93%, 5i94%)-节省电量15%/1.1W) 氮化镓依托消费电子充电器，正向毛利更高的5G射频和PSU电源功率器件发展 功率半导体及第三代半导体一级市场投资一一一云观点 功率率导体市场逆周期增长，电动汽车及新能源市场给国内功率半导体厂商带来发展机遇 国产功率半导体从低端走向高端，与国际厂商仍存在差距，产业链玩家需携手共进 全球节能减排需求道切、受电动汽车以及新能源应用劳动，功率立导体市场规模持续增长，且中国市场增速高于全球，近几年国际头部厂商相继面临产能紧张，涨价和断供等间题，多品类持续告不应求，给国产厂商带来发展 我国功率半导体已经逐步从消费电子、工业控制等中低压品类，向应用于电动汽车、新能源等高压品类拓展当前国产化率达到30%对可靠性要求高的车规及风光储产品中，国产化率仍较低。国内产品在设计及工艺等方面还有提升空间，需设计、制造、模决封袭及应用的产业等玩家紧密配合 01 02 中国在第三代半导体有设备、材料、剖造、应用全产业链优势，有望建立全球竞争力 光伏、风电及新能源汽车行业等国内优势产业，是中国半导体未来发展的巨大市场机逼 截至2022年载国光伏新增装机规已连续10年位居全球首位，光伏累计装机规模也连续8年位居全球首位，2022年新能源乘用车国内零售销量排名前15的厂商中，有12家是自主品牌：光伏行业蓬勃发展及自主品牌智能电动汽车销量高速培长，终中国半导体行业带来了巨大市场机遇 ，刻蚀设备作为半导体没备的中皇力量，有望率先完成回产替代：尤其是介质刻独机，是我国最具优势的半导依设备领域，也是同产替代占比量高的率导体设各之一在半绝嫁性SiC村底行业，全球市场出现三足鼎立前局面，国内山东天岳成为全球市场龙头，全球市占比高达30%，国内出现以长飞先违率导依为代表的IDM厂商，不仅拥有独立大规漠SiCMOSFET流片生产能力，同时技术工艺震盖从外延生长、器件设计，到晶固流片制造和模组封袭 04 03 云岫资本 WIN5 O U L C APITA L 云油资本是中国额先的科技产业投资服务机构，公司成立于2015年，业务包括私募融资服务、兼并救购及私募股权投资，深度覆盖半导体、新能源、新材料、智能制造、企业服务与产业科技、生命科学和医疗科技等新兴科技产业领域云融资本 自2015年创立以来，云坤已帮助客户成功完成超350笔、近900亿人民币私募融资、并购交易：管理十教支硬科技专项基金，并发起设立一支硬科技产业人民币基金，云融资云融资本云融资本 云已成为最具影响力的科技产业投资服务平台之一 行业组织 科大硅谷 云岫全生命周期的立体化投行、孵化、投资业务体系 云抽资本一一2021年度科创板最具贡献机构、2023年度科创板卓越服务团队 云资本凭借在硬科技创投领域的多年深耕，2021年荣府《财经》杂志联合科创数据研究中心（SMDC）颁发的"2021年度科创板最具贡献机构"奖项，2023年度整榜“2023科创板卓越服务团队”；公司于2022年入选北京市经信局“专精特新”FA服务库，为仅五家认证机构之一，2023年签约科大硅谷“首批全球合伙人”。截至目前，在云迪助力的企业中，恒账半导体（股票代码：688416）、佰维存储（股票代码：688525）、杰华特微电子（般票代码：688141）均登陆科创板，富特科技已创业板过会，飞聚科技、芯旺徽电子均已经审报IPO、另有近30家科创企业在申报计划中 作为中国领先的科技产业精品投行及投资机构，云迪资本很荣幸陪伴着350多家硬科技企业高速成长，2020年以来，中国融资超过5亿人民币的半导体芯片项耳数量为46个，其中14家为云抽服务项目，占比30.4%，2023年云岫资本作为独家财务顾问完成长飞先进A轮38亿元融资，是国内第三代半导体最大单笔融资。未来，云岫将进一步扩充科创企业储备库，为科创企业提供更为专业系统的梯度培育服务，挖掘更多属于中国的科创独角兽！ 云岫3年内将有近30家企业IP0申报 科创板上市股票代码：688416 恒烁半导体 科创板上市股票代码：688141 科创板上市股票代码