功率半导体分立器件行业现状

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1、功率半导体分立器件行业现状一、 半导体材料景气持续，市场空间广阔半导体是指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。无论从科技或经济发展的角度来看，半导体都至关重要。2010年以来，全球半导体行业从PC时代进入智能手机时代，成为全球创新最为活跃的领域，广泛应用于计算机、消费类电子、网络通信和汽车电子等核心领域。半导体产业主要由集成电路、光电子、分立器件和传感器组成，据WSTS世界半导体贸易统计组织预测，到2022年全球集成电路占比8422%，光电子器件、分立器件、传感器占比分别为741%、510%和326%。半导体工艺复杂，技术壁垒极高。芯片生产大体可分为硅片制造、芯片制造和封装测试三个流程。

2、其中硅片制造包括提纯、拉单晶、磨外圆、切片、倒角、磨削、CMP、外延生长等工艺，芯片制造包括清洗、沉积、氧化、光刻、刻蚀、掺杂、CMP、金属化等工艺，封装测试包括减薄、切割、贴片、引线键合、模塑、电镀、切筋成型、终测等工艺。整体而言，硅片制造和芯片制造两个环节技术壁垒极高。二、 功率半导体行业壁垒功率半导体器件行业是人才、技术和资金密集型的行业，行业的发展以芯片设计能力、晶圆制造能力、技术创新能力、先进生产能力和综合管理能力为根本，对技术方案设计、产品性能优化、产品更新换代、后续技术服务，以及为客户提供定制化开发产品能力等方面均有较高的要求，需要长时间的实践和积累。由于客户对产品性能多元化需求

3、、对质量标准日益提高的需求，以及国家对行业发展规划的需要，国内功率半导体厂商需要通过持续技术创新，实现技术突破，提高技术储备，以高性价比的产品和服务实现核心电子元器件国产化，响应国家产业政策的发展规划。（一）功率半导体行业技术壁垒功率半导体分立器件的研发生产过程涉及微电子、半导体物理、材料学、电子线路、机械力学、热力学等诸多学科，需多种学科的交叉融合，行业内企业需要综合掌握外延、微细加工、封装测试等多领域技术或工艺，并加以整合集成。功率半导体分立器件行业属于技术密集型行业，技术门槛较高。下游客户对产品提出了较高的耐久性、稳定性、可靠性要求，行业内企业需要拥有丰厚的技术、工艺经验储备并持续技术革

4、新和创新，而且能够在短期内成功开发出多品类、适宜量产的产品，才能在市场上站稳脚步。新进企业很难在短时间内掌握先进技术，亦难以持续保持技术的先进性，这些均构成了技术壁垒。（二）功率半导体行业产品质量壁垒功率半导体分立器件是内嵌于电子整机产品中的关键零部件之一，在电流、电场、湿度以及温度等外界应力激活的影响下，存在潜在的失效风险，进而影响电子整机产品的质量和性能。在功率半导体分立器件大批量生产过程当中，对产品良率、失效率及一致性水平等方面提出了较高要求。实现精益化生产、拥有先进的生产设备、精细的现场管理以及长期的技术经验沉积是行业内企业确保产品质量、性能和可靠性的基本保障。行业新进入者由于缺少长期

5、的生产实践经验积累以及成熟的质量管理体系，短期内较难达到高水平的质量控制要求。（三）功率半导体行业客户认证壁垒功率半导体分立器件作为一种基础性功能元器件最终应用于整机产品，在很大程度上影响下游产品的质量和性能，因此通过客户严格的认证是进入本行业开展竞争的必要条件。为保证整机产品质量及性能的稳定性，终端客户对器件的稳定性和可靠性标准较高，对产品的认证周期相对较长。终端客户在选择供应商时，产品需要经过产品选型、样品测试、整机测试、整机可靠性分析等多个步骤的认证，行业产品通过认证后方可成为合格供应商。一旦通过则能与客户建立起长期、稳定的合作关系。行业新进入者通过终端客户的认证需要一定的周期以及较高的

6、条件，这对新进入者形成了一定认证壁垒。（四）功率半导体行业人才壁垒功率半导体行业的高技术门槛同时也造就了该行业的高人才门槛，企业高素质的经营管理团队和具备持续创新力的研发团队的实力成为企业的核心竞争力。行业内较为缺乏对功率半导体分立器件尤其是先进器件产品有长期实践和经验积累的人才。而且，行业内企业在产品技术升级、新产品推出、产品的售后服务上，对生产技术工人、研发技术人才和专业的营销人才有一定的依赖性，新进入企业很难在短时间内招募到足够的人才，这会对生产效率、产品成本、交货期等产生重大不利影响。因此，功率半导体分立器件行业需要既懂芯片设计同时又懂生产制造工艺、器件可靠性及应用的高素质人才，这在很

7、大程度上也提高了该行业企业的准入门槛。（五）功率半导体行业资金壁垒设备投入方面，外延、光刻、蚀刻、离子注入、扩散等工序所需的研发、生产、测试设备中部分需要进口，价格昂贵。在日常经营中，企业需要大量的流动资金应对产品的设计、生产、应用评估测试、可靠性考核等，还需要丰富产品矩阵，满足不同下游客户的要求，贏得市场竞争力。在研发投入方面，行业技术更新换代迅速，需要不断投入研发资金包括提高核心研发人员的待遇水平，才能在技术上取得领先优势。综上，行业内的新进入者如果没有持续的大量资金投入，将很难与行业内现有企业竞争。三、 中国为全球最大半导体市场，国产化提升大势所趋复盘半导体行业发展历史，共经历三次转移。

8、第一次转移：1973年爆发石油危机，欧美经济停滞，日本趁机大力发展半导体行业，实施超大规模集成电路计划。1986年，日本半导体产品已经超越美国，成为全球第一大半导体生产大国；第二次转移：20世纪90年度，日本经济泡沫破灭，韩国通过技术引进实现DRAM量产。与此同时，半导体厂商从IDM模式向设计+制造+封装模式转变，催生代工厂商大量兴起，以台积电为首的中国台湾厂商抓住了半导体行业垂直分工转型机遇；第三次转移：2010年后，伴随国内手机厂商崛起、贸易摩擦背景下国家将集成电路的发展上升至国家战略，半导体产业链逐渐向国内转移。中国为全球最大半导体市场，占比约1/3。随着中国经济的快速发展，在手机、PC

9、、可穿戴设备等消费电子，以及新能源、物联网、大数据等新兴领域的快速推动下，中国半导体市场快速增长。据WSTS数据显示，2021年全球半导体销售达到5559亿美元，而中国仍然为全球最大的半导体市场，2021年销售额为1925亿美元，占比346%。国产化率极低，提升自主能力日益紧迫。近年来，随着产业分工更加精细化，半导体产业以市场为导向的发展态势愈发明显。从生产环节来看，制造基地逐步靠近需求市场，以减少运输成本；从产品研发来看，厂商可以及时响应用户需求，加快技术研发和产品迭代。我国作为全球最大的半导体消费市场，半导体封测经过多年发展在国际市场已经具备较强市场竞争力，而在集成电路设计和制造环节与全球

10、领先厂商仍有较大差距，特别是半导体设备和材料。SIA数据显示，2020年国内厂商在封测、设计、晶圆制造、材料、设备的全球市占率分别为38%、16%、16%、13%、2%，半导体材料与设备的重要性日益凸显。四、 半导体行业发展情况半导体行业是电子信息产业的基础支撑，主要分为集成电路、分立器件、传感器和光电子器件等四大类，广泛应用于5G通信、计算机、云计算、大数据、物联网等下游终端应用市场，是现代经济社会中的战略性、基础性和先导性产业。自半导体核心元器件晶体管诞生以来，半导体行业遵循着摩尔定律快速发展。2013年到2018年，全球半导体市场规模从3，056亿美元迅速提升至4，688亿美元，年均复合

11、增长率达到893%。2019年，受国际贸易环境恶化导致市场信心不足等因素影响，全球半导体市场出现下跌。2020年，受益于疫情催生远程办公设备销量提振以及全球汽车产业复苏所推动的需求强劲反弹，全球半导体市场规模恢复增长态势。2021年，全球半导体市场规模进一步增长至4，743亿美元，发展态势良好。五、 细分领域（一）汽车电子汽车半导体按种类可分为MCU、功率半导体（IGBT、MOSFET等）、传感器及其他。随着新能源车技术提升，相关半导体芯片需求逐渐提升。ICInsights预测，未来MCU出货量将持续上升，车规级MCU市场将在2020年接近460亿元，2025年将达700亿元，单位出货量将以1

12、11复合增长率增长。IHSMarkit预测，全球功率半导体市场规模将从2018年的391亿美元增长至2021年的441亿美元，年化增速为41%。据Yole统计，2019年全球CIS市场规模170亿美元，预计2024年全球CIS市场规模将达到240亿美元，年化增速7%。（二）手机产业射频芯片受下游5G手机创新量价齐升。根据Skyworks预测，到2020年5G应用支持的频段数量将实现翻番，新增50个以上通信频段，某些高端手机滤波器的数量到2020年甚至可100只。Yole预测2017年射频前端市场规模为147亿美元，2023年射频前端的市场规模将达341亿美元，复合增速14%。六、 半导体政策大

13、基金一期主要投向半导体产业中游，包括制造、设计、封测的行业龙头企业，成效显著。2015年我国集成电路销售额为3610亿元，同比增197%，完成目标，2016-2017年也维持了20%以上的增速，发展势头良好。同时我国在晶圆制造、特色工艺、晶圆封装与关键设备和材料等领域也取得了累累硕果，第一阶段的目标基本完成。大基金二期将更多投向上游和下游，瞄准设备、材料等薄弱环节的细分龙头企业。投资风格也更加灵活多变，不仅投资行业龙头企业，还会与龙头企业共同投资设立合资子公司。七、 行业发展逻辑在整个行业专业的垂直分工模式下，晶圆代工厂根据客户下单情况来决定生产情况。当需求开始增加时，订单随之增加。晶圆代工厂

14、需要花费长达两个月的时间进行生产，产能不可能瞬间增加。客户对于上游半导体产品采购的核心原则是宁可库存太多，绝不能库存不足。一家大型OEM客户（如苹果或三星）的最大顾虑，是在新品即将发布时，零组件备货库存不足。这样一来，OEM厂、ODM以及分销商渠道内不得不创建库存提前备货，下单量大于真正需求量的情况也不可避免的出现。半导体公司开始增加产能以满足膨胀的下游需求。交货时间大大压缩，这时供应链将减少库存，造成半导体厂商订单量的减少要大于终端市场需求降低速度。硅周期历经三个主要阶段:1）库存修正:OEM厂商和分销商渠道内库存过剩，纷纷开始较少存货向半导体供应商下单减少甚至出现取消订单的情况产品价格开始

15、下滑在需求量真正确定前，晶圆代工厂以及少数IDM厂商对于扩产均持谨慎态度。2）稳定状态:订单量与终端需求一致，整个产业链处于供需平衡的状态。存货经过上一次库存修正后逐渐消耗后达到正常值，产能利用率以及价格也慢慢趋于平稳。3）库存建立:新产品发布或者经济上行推动终端需求增长为了能够即时供货，OEM厂商等开始增加库存订单量大幅增加半导体价格下降减缓甚至开始上升产能利用率提升。一定程度上，双重下单的情况出现（OEM、ODM厂商和分销商纷纷加大订单量）。最后，库存过剩引发下一次修正。全球半导体行业从1989年以来已经经历了三个完整周期，在这三个完整周期中，一个明显的规律就是：需求推动行业产能的上升，然后行业的资本开支扩产导致价格的下降和市场需求的萎靡，接着导致行业资本性支出下降又将导致产能增速下降，然后第二轮接着价格和市场需求开始上升，行业企业的资本性支出意愿又开始激增，基本是需求-产能投资价格四象限循环。根据SIA数据，全球半导体终端需求主要以通信类（含智能手机）占比为31%，PC/平板占比为29%，消费电子占比14%，汽车电子占比12%等，其中以通信类规模最大，汽车ASP弹性最大，同时潜在5G射频、汽车电动化、物联网等技术周期将带来未来几年硅含量快速提升。