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

云本 WINSOULCAPITAL 2023中国功率半导体与第三代半导体 行业发展现状及前景分析 云融资本 云资本合伙人&CTO赵占祥 资本WINSOUECAPITAL 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 云融资 半导林 全球及中国功率半导体市场携模（单范美元） ■全延市培糕量中国市培规构 E00 其点电路光电子分立器件专感器500 441 48 464 422 442 481 St2522 400 数字IC模划IC小信号分豆装件功平分立器件 300 200173 183177 171 198206 191 182 100 信号链IC电源管理IC 二税管品体管201742C1842019A202042021A2022A2023E2324E B/TMOSFETIGBT 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 功率率导体206亿美元 凝据来源：Omdia、云独资本垫理 云帕资本！ 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。 各类功率车导体市场姚模占比情况（裁至2022年H1） MOSFETIGBT二根管及整流器品堂BJT 41%30%%DZ5%4% IGBT 新淀源汽车智能电材 电格效系地勇力发电 SJMOSFET 通白色家电 恋电焊机 电 MOSFET 个人电脑小家电云服务系 手机电助自行电器 LED明 充电池 8V200V600V1,20DV6,500V 数据来源：中会研完所、云岭资本登理 电压 云帕资本！ MOSFET技术选代方向：更高开关频率、更高功率密度及更低功耗 云油资本 云触资本 10μm线宽制程 云资本 纺率密度、FOM及开关数率提升 0.15~0.35μm线宽判程 超站功车 MOSFETMC5FETMOSFETM3SFET 云融房高压耐压范国：话压耐压范图：600V-800V A0OZ 易子整动，工作效 100V 易于距动，频车超高， 打了鞋限，大标降 丰高易于距动，工作效报耗税低益其高耐区、低导通电阻和开关损 芯片面积大：额料率高：熟稳定性好，低电阻，最新一代功 高提耗低车器件新的沟精金展冠化物 半导体器件工艺 云融资本云融资本 硅基 开关特性、高温待性改进及项耗降低 SiC、多化缘 轰据来源：东微半导体公专、云站资本整理 云帕资本| 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 云轴资本 云迪资 2C0 MOSFET行业全球市场规漠（亿美元）MOSFET行业国内市规模（亿美元） 69.5 云资本 160.5 64.7 160 120 113.2 129.6 133.9 150s 141.550 45.5 54.0 56.6 60.3 76.3 84.740 29.5 S'EE 40 2019A2020A2021A2022A2023E2024E 20 20252026E 本 2024E2C25E2026E 云融资本 云轴资本 MOSFET行业全球竞争格局中国MOSFET国产化率 80%+中能压+高压一是压 ±兰,3%, 安征手本,4% 60%51.9% 资本其,22% 44.6% 53.9% 66.8% 5-1.2% 举润微,4%40%33.3% 38.4%6 38.6% SE'LE 55.9% 43.0% 54.5% 云融资本 成世导依,43 安森关,11%32.4%35.7% 246%27.4329.3% 20% olpha&O-nega,4% 意法年导依,10%%0 18.13 20.1%23.6%6 云轴资 品萨,5% L志E,5%2020A2021A2022A2023E2024E2025E2026E 凝据来源：Omdia、美发、云域资本空理 云背本！ 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 第一代IGBT第二代IGBT桥第三代IGBT第四代IGBT第五代IGBT第六代IGBT第七代IGBT 发射极框授发射极发时极拥授发时极 -bahutatr 集电极桌电板集电极集电投集电视 柔电板 推出年价1991199420002007201320172020 类型平面语+穿道三面辑+非》消格款+运录止 沟指摄+场益止Trench+F5 清品 表面设钢Micropattern 芯片面积1 （以第一代为基段） 0.550.440.20.320.26麦小 功率密度(KW/m")30,537085117170250 地和电压（V)3.73.12.121.71.51.4 开通延远时间（μs)0.30.280.169000.30.080.15 工艺复亲，点本生能更加优化，降过一步降低开关 芯片龄购花，厚质一实承高175的如 产品特点 高，不利于并取 抗柜，请在输出 电流洗方 是一步成少移工作站温 凝据来源：SemiEngineering、美凌、云融资本整理 ◆云帕资本！6 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 平面橱沟槽栅 节 GaxEmitterGate emiar 橱板 结构道绝购归特整，消除IFET结构， n+. p n'doping Callaclor 消道密定提升，近表面或流于浓度度更务，使实可以调节出单合总的心容比易，于美报影锋低，于美待 垂直结约省去硅表影作平查通谨面 积，利于元他的景券设计，清和导采用虚款降请站将和非忘源区，2 电沟道宽度，隧低沟道电阻遵态对发制板据载子求晟提升 coilector 云资本 Coilector 云 穿通型（PT)非穿通型（NPT)微沟增督(FS) 发射板稀极发射极拼极 由P+村点作为起始基支数秀司N-材 底作为忽始层。驻片译庭战小，热 N.外E降低的40% 进一少调和对总星度、耐压和通步N+压价增大的务局 就向改善PT型不可并联工作特品，实现关用单针N型基权区补底，联片更 结构电连均流，扩大砖车点用范围 该岛购生产时富类谢面减等，寻进 行光划，刘谈、离子注入年工， N-外E屋等，饱和氏降策，导项茂线小：关N-外廷层 选度更快，且基太元电迪流尾 易支生片和享局，工艺过程复杂，》工艺更复：加工度更大N场载止星点本高，或品平低P+ 集电极 紫电话焦电极 数据来源：美飞液、云缺资本垫理 云帕资本 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 云轴资本 云触资 IGBT行业全球市场规模（亿美元）IGBT行业国内市场规模（亿美元） 14040 12135 105 104 30 26 资本 7020 55 心 51 10 云融资 2019A202042021A2022A2023E2024E2025E 资本 2019↓2023A2021A2322A2023E2024E2025E IGBT行业全球竞争格局2017年至2023年IGBT国产化率 卖%,14%40% 美格达，3% 32.9% ±兰德,4% x萨,4% 思飞829% 30%25.5% 20% 18.4%19.5% 16.3§ 云融资本 力特,4%14.1% 12,3% 表芝,4%1G% 需±电8,15% 云融资 安森美，6% 志法车争依,8%~ C% 三及,9%2317A201842019A20204202142022.A2023E 凝据来源：Omdia、云独资本登理 云帕本X 国内电动车、新能源行业等新应用爆发，成为IGBT新的增长点 云融资本 资本 ，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 全球及中国IGBT下游需求结构占比情况（数据截至2021年） 工牛拉材新能源汽车家电乾交、电网及其他 37%%8Z%6%818% 新能派汽车★消费电子长工业拉制断能源发电★幼文电网及其地 31%%z%0z11%11% 中国车规级IGBT市场规模中国光代发电IGBT市场锐模 282.4 240 中国三挑城IGBT市源（之元）中国产量（万销） 12C0 中光依发电IGBT市场（亿元）一等GW连支器点本（亿元） C8T900 211.8 1206001.2 6000E 0.6 202CA2021A2022A2023E2024E2025E 2020A2021A2022A2023E2024E2025E a.c 凝据来源：Omedia，SemiEngineering、云融资本垫理 云帕资本！ IGBT是电动车、充电桩核心器件，车规级产品技术、封装要求高轴资本 车用转向助电机控制器：在主连变器中将高互电流的 丰用空支编力象绒UGBT ISBT OBC（充电/造定）IGBT 直流电格换为基动电执的文洗电 车放空调控必系院：将投为交流电导，来动空销压维机电机过行工作 车芯充电器0BC：参与220V交汽电格换 为直流并为高压电德充电 车前转向转力系统：通过电压、电速制节 输出确率，进码按制车充电 直流/义流转换系统 充电线直流特热柔缆：在充效电过热中 有电机8T高电热系欢IGBT实现直交汽电格换 产品技术要求封装技术委求 ，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 等多项核心着标高于工业级和消管版资本 ：汽IGT技术认证标准权高，IGBT委违入纠汽率供应商行列，，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 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就车半伙安求可本受温度区间达-40℃至150℃，且对于产品寿命 ：认证抬标主委色括退度冲击、功率描环、温度德环、结温及全委求较长，达10年以上 生命周期可靠性等：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、 ，汽立IG3T还要通近终联汽车客户的认江，一表来说，认证周社板焊料层及针装外老等委术机高 期在约3-5年 级据来源：比亚运公司官网、云跨资本整理 云帕资本！10 光伏IGBT技术难点高，在核心逆变环节助力提升功率密度 云轴资本 轴资本 云 *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 光伏发电并用过程 太阳能板真速环您立流/交流交流涛流器电流隔房公共电网 油贵 光伏IGBT当前设计、制造及对装难点光代IGBT未来将助力提升逆变器功率密度 >说计环节2021-2030光伏逆变器功率密度走向（单位Kw/Kg) 元失IGBT工作环为大电流，高电压与高频率的+集中式+组式十分布式 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4.0 创化营求，对企业自主研发要求高2.79 3.20 3.50 光代IGBT的制透难点在于背面工艺及薄片工艺。 3.0 2.39 2.66 1.45 1.83 1.90 云轴资本 L181.17 青面工艺在于减薄工艺、背面注入、背面退火，2.01.23 1.28 1.9 1.551.65 青面金属化，整体求质战大，减萍工艺需妥点股8 英