[研报PDF] 功率半导体行业深度:新能源引发行业变革,Fabless与IDM齐头并进

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  核心观点

  功率半导体是电能转换的载体,22年全球功率器件市场约为281亿美元,2022-25年CAGR8.2%。功率半导体是功率器件与电源管理IC的集合,其中功率器件例如二极管、MOSFET及IGBT等作为快速的电子“开关”可实现电流、电压状态的改变。以电为能量来源的应用均需用到功率器件,其是电子系统运行的底层基础。

  工艺为功率半导体的技术核心。有别于集成电路设计作为产品差异化的关键,功率器件的功能实现及差异更多来源于不同的器件结构,因此制造工艺是功率器件的核心,制造商多以IDM模式为主。其中,不同产品形态各有侧重,单管产品偏标准化,通过芯片结构设计与性能拉开差距;模块产品偏定制化,依靠对下游应用的know-how及客户黏性构筑壁垒。

  未来行业将向着高效率、高可靠性和低成本方向发展。功率器件生命周期长迭代慢,因此企业通过芯片向高效率、小面积的发展构筑性能与成本的产品竞争力;封装形式向高可靠性、高集成度方向发展以增强客户黏性;制造工艺向12英寸转移以实现规模化降本;大功率器件的材料由硅向碳化硅、氮化镓过渡以获得技术领先性。

  全球格局渐稳,新能源触发新一轮行业变革。功率器件多样化应用决定了市场集中度不高,第一大厂商市占率不到20%。在新能源与工控的驱动下,预计全球功率器件市场将由21年的259亿美元增至25年的357亿美元,汽车、新能源发电和电网等增速均超15%。碳化硅为增速最快的器件,2021-25年CAGR42%,预计25年市场将超43亿美元。

  中国企业份额提升迅速,当前阶段Fabless与IDM模式差异化竞争尚不显著。全球IGBT分立器件及模块、MOSFET前十中均有中国企业,在新能源发电、汽车等增量市场国产化率提升迅速,部分已超50%。未来三年,国内代工产能增速大于IDM厂商,Fabless可与代工深度合作共同推进工艺开发;加之目前行业仍处于单品替代阶段,IDM规模化与技术迭代优势体现仍需时日,中短期维度Fabless与IDM界限渐模糊、差异化竞争尚不显著。

  投资建议:建议关注在增量市场产品与份额持续拓展的IDM公司士兰微、时代电气、闻泰科技、扬杰科技、BYD半导(未上市)及华润微,在IGBT、超结MOS等产品领先的设计公司斯达半导、宏微科技、东微半导及新洁能,特色工艺代工龙头华虹半导体、中芯集成(未上市)。

  风险提示:新能源行业增速不及预期;行业竞争激化面临产能过剩风险。

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