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关注 | 张汝京看好的功率半导体,是否会有春天?
旺材芯片 | 2020-08-11 14:11:19    阅读:4380   发布文章

前几周,很少发声的中芯国际创始人张汝京老先生,参加了中信建投组织的半导体论坛。在论坛上,张老先生多次强调,希望大家支持第三代半导体,支持功率半导体的发展。



功率半导体领域,我国的市占率也低得可怜,最大的龙头公司也不足世界2%左右的份额。可谓是“国产替代”的春天。但是,这个春天是否会如约而至?还是会跟着一场倒春寒?张老先生看好的机遇,又会如何展开?我们今天就来聊一聊。

 


01. 并不土的百亿美金市场


功率半导体,包括功率器件即就是各种二极管,以及功率IC也就是集成电路等。 而功率器件,顾名思义,主要功能是实现各种功率转换。它以前名字叫做“电力半导体”,可以精确地调节电路中的电压、电流、频率等参数,因此被誉为电力电子装置中的“CPU”。 电力,听起来似乎很“土”的感觉,但是这个领域的下游空间并不小,未来依然是百亿美元市场。华安证券梳理了三个主要领域:新能源、光伏风电等、家电。咱们逐一看下。 IGBT是新能源汽车重要的核心电子器件之一,成本可达到新能源车总造价的8%;并且由于传统燃油车功率半导体器件电压低,只需要硅基的MOSFET,新能源车产业对于IGBT的需求可以说是完全的纯增量。 除去车用IGBT外,作为充电设备中功率转换的核心器件,充电基础设施的建设也极大地扩充了IGBT市场的基本盘。华安团队假设单车平均IGBT用量逐渐下滑至2025年的430美元/车,2025年预测中国新能源车销量504万辆,那么就是22亿美金,全球预计60亿美金。 光伏领域,据Bloomberg预测,2025年全球光伏新增装机接近300GW,风电也比照光伏5年2.5倍左右的增长,对应IGBT的全球需求量级在12-15亿美金。 在家电领域,主要是变频空调带来增长,按照国家政策,2020年停止生产非变频空调,2021年停止销售非变频空调。而目前变频空调的市场占比只有50%,这就意味着未来短短半年的时间内变频空调要增产一倍。预计2022年规模10亿美金。而工控领域,发展平稳,2025年全球预计24亿美金。 因此,整体来看,在2025年左右,IGBT全球市场达到110亿美金左右,比现在的60亿美金市场,几乎翻倍。 

02. 后进者困境


功率器件领域,有一个重要现象:后进者实现业务拓展并不容易(也就是说,国产化替代空间高,但未必好实现)。主要原因有两个: 首先,下游客户多为电力、工业、汽车等领域,这些客户对稳定性、安全性要求非常高,宁可多花钱也要少出事。新进入者验证期很久,而在验证期间,可能领先者又出新技术了。 因此就是,一步追不上,步步心发慌 其次,这个领域不单纯依赖设计能力,更重要的是行业经验know-how。同样的材料,略微不同的配比可能效果就差很多。同样的工艺,不同的时长,可能效果也差很多。所以,老一辈的经验就很关键,一步步摸索。但如果实现效能10%的提升,那也是千亿万亿的市场空间。 目前这个领域的龙头基本都是海外巨头,比如英飞凌、三菱等,而这些公司也无疑都是靠了德国、日本先进工业体系的大山,又通过“先发优势”,牢牢占据了市场。 坦白而言,在正常的商业环境下,国产产品要取代英飞凌、三菱等公司,是很有难度的。一句话就是,客户凭什么换? 

03. 国产替代春天


商业并非一成不变,而国产化替代趋势也出现了几大有利因素。 首先,中美贸易摩擦不断扩大化,即使现在欧洲、日本尚未表态,但是国内公司不得不警惕,需要扶持国内IGBT来预防万一。商业的生态平衡,唯有强硬外力打破。 其次,行业未来的增量,也集中在了中国。新能源车、光伏、风电等新兴领域,都是我国重点发展的产业。 未来几年我国对IGBT的需求占比将逐渐提升到50%左右,“主场作战”的优势将极大提升国内IGBT企业的竞争力。前文有过阐述,到2025年新能车及其配套产业几乎可以“再造”一个IGBT市场,而这市场的大部分份额都集中在中国。 这块蛋糕目前来讲最大的受益者有比亚迪半导体。截至2019年,比亚迪半导体虽然只占据国内车规级IGBT 18%的市场份额,但作为第一家自主研发、生产车用IGBT的本土厂商,已经有能力去挑战英飞凌的霸主地位了。 另外,国内目前技术也已经有了改善。我国功率半导体大概是从2005年开始,从美国国际整流器(IR)公司,回国了不少人才。包括斯达半导汤艺、达新半导体陈智勇、陆芯科技张杰、银茂微电子庄伟东等博士。 经过十几年的发展,技术都有了提升。比如斯达半导,国产化芯片自给率达到了50%。中车时代半导体拥有国内首条、全球第二条8英寸IGBT芯片。而华为等研发实力雄厚的大厂,也相继入局IGBT,高投入也会进一步促进国产替代的进程。 国内IGBT主要受制于晶圆生产的瓶颈,没有专业的代工厂进行IGBT的代工,但是随着中芯国际绍兴工厂和青岛芯恩半导体扥晶圆厂的落成,相信这个局面会有很大改观。而在IGBT封装材料方面,日本在全球遥遥领先,德国和美国处于跟随态势,我国的材料科学则相对落后。 但整体而言,我国目前的技术储备,已经具备良好的“备胎”,甚至正面PK的能力。 

04. 结语


功率半导体领域,新材料的使用,也会加速改变行业格局。当前新的材料技术是SiC。它能将新能源车的效率再提高10%,比攒电池效高多了。目前,特斯拉的Model3就采用了这个技术。 但SIC 芯片目前的成本依然很高,是IGBT的4-5倍,降低到成本效率性价比阶段仍需要三到五年。一方面,国内企业也已经进行了相关技术布局,另一方面,要抓主要矛盾。 而当前行业投资的核心矛盾,依然是国内厂商在工控、家电、新能源等领域,实现国产份额的快速提升。这是值得期待的。


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