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1735亿元!功率器件需求爆发,本土玩家跑步入局

最新更新时间:2023-09-20
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近日,Yole Intelligence发布最新研究报告,报告指出,由于政府法规、对可再生能源的需求,以及对提升能效的需要,功率电子市场在继续增长。2022年,包括分立式器件和模块在内的功率电子市场总规模达209亿美元。预计到2028年该市场将增长到333亿美元。


长期以来,全球功率器件市场由国际大厂把持, 但近几年,随着电动汽车、新能源 等领域的快速发展,让作为电子系统中电能转换和开关控制核心的功率器件站上风口,据德勤中国报告预计,中国的功率半导体市场规模至2027年有望达到238亿美元(折合人民币1735亿元)。本土企业随之迎来自主突围新拐点,在研发和生产方面不断取得新突破。


特别是受全球半导体产能紧张、主要企业交期延长等因素影响,一些本土企业开始将目光转向国产功率器件,进一步为国产替代提供了新契机,自主功率半导体由此逐渐在市场占据一席之地。


目前,中国是全球最大的功率半导体消费国, 面对庞大的市场空间,本土厂商在进口替代,以及技术、产品、产能建设等方面,现阶段取得了哪些重要突破?又面临哪些困局,该如何克服?


由业界领先的半导体电子信息媒体芯师爷举办的第五届“芯师爷-硬核芯年度活动”,汇聚了百余家中国半导体芯片产业的知名企业、潜力企业。我们就以上问题,采访了5家功率器件领域的本土企业(以下排名,不分先后):


绍兴澎芯半导体有限公司(简称:澎芯半导体)

浙江翠展微电子有限公司(简称:翠展微电子)

深圳市晶扬电子有限公司(简称:晶扬电子)

深圳辰达半导体有限公司(简称:辰达半导体)

深圳市杰盛微半导体有限公司(简称:杰盛微)





当前行业周期下行,如何看待功率器件行业的发展现状,及市场趋势?




澎芯半导体董事长 计建新:


行业周期下行背景下,消费电子市场整体表现低迷,半导体行业冷风频吹。受益于新能源产业光伏、储能、风电、工业自动化、汽车电动化/智能化等应用蓬勃发展,功率半导体“逆势而上”,增量空间不断打开,市场规模呈现稳健增长态势。


相对于发达国家,我国功率半导体行业发展起步相对较晚,尚未出现能与国际巨头相抗衡的企业。但近年来,为推动功率半导体产业健康快速发展,国家相关部门不断加大扶持力度,国内功率半导体行业正驶入发展快速道,整个行业正由中低端产品竞争转向高性能的品质竞争,发展空间广阔。


其中,第三代功率半导体无疑是最为关注的重点细分领域之一,特别是在能源转型的巨大需求之下,产业保持高速发展。作为第三代半导体材料的典型代表,碳化硅(SiC)材料被认为是行业主要进步发展方向,用于制作功率器件,可显著提高电能利用率。作为产业链上的一员,澎芯半导体对SiC的市场增长前景充满信心,将继续加大投入,不断推动技术创新和产品升级,为推动行业的发展贡献更多力量。


晶扬电子项目总监 郑义:


当前功率半导体分立器件行业面临着挑战和机遇,企业需要灵活应对市场变化,关注技术创新,拓展新兴市场,并在供应链、成本控制等方面保持稳定和竞争力。


从市场需求来看,行业周期下行通常意味整体经济状况较弱,这可能导致消费者和企业对电子产品的需求下降。功率半导体分立器件通常用于电源管理、能源转换等应用,市场需求可能会受到影响。


鉴于目前供需关系变化、竞争态势加剧,企业为了整合资源,增强竞争力,将进一步加速产业整合并购的步伐,这将导致市场份额的重新分配,影响行业格局。


另一方面,尽管主流市场面临冲击,但可再生能源、电动汽车、工业自动化等新兴行业的强力发展,将催生功率半导体分立器件的长期需求。而且,随着技术的不断创新,功率半导体器件的性能不断提升,进一步降低能耗、提高效率,应用范围不断扩大,为各行业带来了更多的创新和发展机遇。



面对庞大的市场空间,本土厂商取得了哪些重要突破?面临哪些困局?




澎芯半导体董事长 计建新:


近几年,受疫情和国际环境影响,国内车规级、工控级功率器件国产替代需求强劲,采用本土厂商功率器件产品的意愿明显提升。


与此同时,经过近几年的不断积累,国内在硅器件的低压SGT、高压超结器件、IGBT及IGBT模块等方面,不管是在技术、产品以及规模化产能上均取得突破性进展。在SiC领域SBD达到国际先进水平,平面MOSFET取得突破并进入量产。


但在IGBT的高端应用方面和沟槽SiC MOSFET方面积累的时间和经验都不足,需要夯实基础,使之能满足整机要求,稳定量产,并不断推进技术迭代工作。澎芯半导体也在联合合作单位,加快推进沟槽SiC MOSFET的技术进步。


晶扬电子项目总监 郑义:


目前,国内功率器件产业链日趋完善,在技术创新、产能建设等方面取得了显著进展:一方面实现了封装技术、材料研发等领域的突破;另一方面在技术壁垒较高的 IGBT、MOSFET 等产品领域的技术研发和生产制造亦有所成就。


尽管取得了一些重要突破,但与国际领先企业相比,本土企业在一些高端技术领域、产业链完整度、知识产权保护、人才培养等方面存在一定差距。面对广阔的市场前景,国内厂商在技术水平和市场份额的提升上仍有较大的发展空间。


随着国内企业逐步突破行业高端产品的技术瓶颈,产品的质量、性能、技术标准不断提升,中国功率半导体器件对进口的依赖将会减弱,国产替代效应将持续显现。未来,在国家政策支持、产业生态逐渐完善、人才水平逐渐提高的背景下,中国本土企业有望进一步向高端功率器件领域迈进。



公司主要产品以及技术亮点




澎芯半导体董事长 计建新:


澎芯半导体是一家专注于碳化硅(SiC)功率半导体器件研发的设计公司,向客户提供650V-1700V SiC SBD和SiC MOSFET 6英寸晶圆与封装成品,主要应用在新能源汽车充电桩、光伏、风电、通信电源服务器、储能等领域。产品具有比导通电阻低、开关损耗低和可靠性高等优点。


翠展微电子研发副总经理 吴瑞:


翠展微电子是一家以车规级功率模块为核心,同时覆盖光伏、储能、电网、工控领域的功率半导体设计生产厂家,主要为客户提供 IGBT 和碳化硅产品,以及模块应用的一站式软硬件开发解决方案。


在车规功率模块应用领域,基本涵盖了国内车规功率模块封装需求和电流规格,主要封装包括HP1、DC6、DC61、HPD、Econodual系列、TPAK及TO-247PLUS系列等,可满足250KW以内新能源汽车主驱的应用需求。


最新推出的TPAK模块,采用塑封工艺,封装体积小,功率密度高,便于系统功率拓展;器件的DBC可直接与散热器集成,系统拥有更低的热阻;同时,可实现SiC和Si器件共用封装,便于平台化灵活应用;器件可拓展铜带焊接,拥有更高功率密度和功率循环寿命。


工业领域,现有的量产模块电压等级覆盖了工业各种应用场合,电压等级覆盖了650V、1200V、1700V,电流细分从10A-600A,可满足3并联以内所有功率设备的应用需求。


光伏储能领域,目前基于flow2封装的产品主要是650V/300A,650V/450A模块,还有基于铜基板Easy 3B封装的950V/450A 和1200V/200A已经在市场上得到批量验证。


晶扬电子项目总监 郑义:


晶扬电子成立于2006年,多年专业从事IC设计、生产、销售及系统集成,属于国家高新技术企业、国家专精特新“小巨人”科技企业,专注为客户提供专业、高效、经济、快捷的配套服务。


公司主营产品包括ESD、TVS、MOS管、电源管理芯片、霍尔传感器、高精度运放芯片、汽车音频功放芯片等等。涉及的应用领域有:电脑、笔记本、机顶盒、电视、网络通信、手机、平板、智能穿戴、安防监控、家电、工控、新能源汽车、车载、TWS、电子烟、电动工具等。


辰达半导体营销总监 马奕鸿:


辰达半导体是一家专注于半导体功率器件研发设计、封装测试及销售的国家高新技术企业,深耕半导体领域15载。


产品线涵盖MOSFET、二极管、三极管、整流桥、SiC等全系列、高可靠、高性能的产品服务矩阵,产品广泛应用于新能源汽车、通信通讯、储能、光伏、电源以及仪器仪表等多个领域,服务于全球40多个国家与地区。


近年来,随着国产新能源汽车品牌的崛起,以及国家大力支持光伏产业,辰达半导体于2021 年下半年开始研发推出国家第三代半导体碳化硅,目前包含碳化硅MOS,有650V、1200V、1700V,目前已经批量使用在充电桩、光伏逆变器等多个领域。


杰盛微总经理 杨静璇:


杰盛微目前有四条产品线:栅压电机驱动芯片, 霍尔传感器,MOS场效应,以及可控硅。其中,栅压电机驱动芯片和霍尔传感器由杰盛微自主研发,能够实现进口一线品牌的兼容和替代。

杰盛微产品应用领域覆盖光电、光伏、储能、新能源、电机驱动、逆变器电机、家用电器等,比如,已在空调、电视机、洗衣机、扫地机等终端上广泛落地使用。今年开始,杰盛微已切入医疗设备领域,且在技术研发上取得突破,成功研发出750V产品,超过国际同等水平。


杰盛微栅压驱动拥有多项核心技术:国内首创四端口单片集成高压自举,自适应高压侧窄脉冲传输,增强型快速电平移位,互导型电容隔离信号传输,超高精度的片上集成双向过流保护等多项功率IC芯片核心技术。



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本文由芯师爷整理自企业提供信息,内容为作者独立观点,仅供交流学习之用,如有任何疑问,敬请与我们联系info@gsi24.com。


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