半导体系列专题_国产功率半导体高端布局加码,国产替代加速.pdf

电子电子 证券研究报告证券研究报告 行业深度行业深度 2020 年年 3 月月 28 日日 强于大市强于大市 公司名称公司名称 股票代码股票代码 股价股价 人民币人民币 评级评级 捷捷微电 300623 SZ 33 60 买入 扬杰科技 300373 SZ 24 01 买入 华 润 微 688396 SH 35 45 增持 斯达半导 603290 SH 119 58 增持 资料来源 万得 中银证券 以2020年3月27日当地货币收市价为标准 相关研究报告相关研究报告 华为 华为 P40发布会点评 发布会点评 20200326 电子行业 电子行业 2019年报前瞻 年报前瞻 20200229 半导体系列专题 半导体系列专题 晶圆代工篇晶圆代工篇 20200223 中银国际证券股份有限公司中银国际证券股份有限公司 具备证券投资咨询业务资格具备证券投资咨询业务资格 电子电子 赵琦赵琦 021 20328313 qi zhao 证券投资咨询业务证书编号 S1300518080001 王达婷王达婷 021 20328284 dating wang 证券投资咨询业务证书编号 S1300519060001 半导体系列专题半导体系列专题 国产功率半导体高端布局加码 国产替代加速 功率半导体是电子装置中电能转换与电路控制的核心 是实现电子装置中电功率半导体是电子装置中电能转换与电路控制的核心 是实现电子装置中电 压 频率 直流交流转换等功能的核心部件 本篇报告将重点围绕功率半导压 频率 直流交流转换等功能的核心部件 本篇报告将重点围绕功率半导 体的器件类型 应用市场 行业格局以及体的器件类型 应用市场 行业格局以及 SiC GaN 的发展情况进行展开 的发展情况进行展开 支撑评级的要点支撑评级的要点 常见的功率半导体类型及区别 常见的功率半导体类型及区别 功率半导体是电子装置中电能转换与 电路控制的核心 主要用于电压 频率 直流交流转换等功能 功率 IC IGBT MOSFET 二极管是四种运用最为广泛的功率半导体产品 功功率半导体率半导体下游下游应用领域应用领域 汽车电动化是功率半导体发展新动能 电 动车的空调 充电系统 逆变器 DC DC 等核心部件都需要功率器件 实现供电电压和直流交流的转换 根据英飞凌预测 轻度混合动力汽 车 插电混合动力汽车 纯电动汽车半导体元器件价值量分别达到 531 美元 785美元 775美元 光伏等新能源发电逆变器 变频家电等是 IGBT等功率半导体的重用应用领域 5G通讯技术也将带来功率半导体 需求的提升 根据英飞凌数据 4G MIMO 射频板上功率半导体的价值 量约为 25美元 但 5G massive阶段的射频板功率半导体价值量将提升 到 100美元 是 MIMO射频板的 4倍 SiC GaN 的发展现状和前景的发展现状和前景 SiC 具有宽禁带 高临界击穿电场 高 饱和电子迁移速度和高热导率等特性 在大功率 高频 高温等应用 方面潜力较大 新能源汽车为碳化硅功率器件的重要市场 GaN 具有 宽禁带 高饱和电子漂移速度 高电子迁移率等物理特性 但 GaN的 功率器件类型相对碳化硅较少 其中 GaN HEMT 为氮化镓最受关注的 功率器件类型 GaN 因具有高输出功率 高能效特性在在消费电子快 充产品上得以应用 功率半导体的市场格局功率半导体的市场格局 高端 MOSFET IGBT 等领域仍以英飞凌 安 森美 意法半导体 三菱电机 东芝 瑞萨等国际大厂占主导 同时 在车用半导体领域 国际大厂也积极布局 外延并购完善汽车电子产 品线 近年来国产功率半导体取得较大进步 从低端市场开始逐步向 车用等高端运用市场渗透 重点推荐重点推荐 随着新能源汽车产业的发展 5G通讯到来 功率半导体器件的需求将 持续提升 在半导体国产化的大趋势下 国内功率半导体企业有望迎 来新的发展机遇 推荐 捷捷微电 华润微 扬杰科技 斯达半导 评级面临的主要风险评级面临的主要风险 新能源汽车 家电 通讯等的需求不及预期 功率半导体的国产化进 程不及预期 2020年 3月 28日 半导体系列专题 2 目录目录 1 常见的功率半导 常见的功率半导体类型及区别 体类型及区别 5 2 功率半导体主要应用领域有哪些 功率半导体主要应用领域有哪些 12 3 SIC GAN 的发展现状和前景 的发展现状和前景 23 4 功率半导体的市场格局如何 功率半导体的市场格局如何 27 5 投资建议 投资建议 31 6 风险提示 风险提示 32 扬杰科技 34 华润微 36 斯达半导 38 2020年 3月 28日 半导体系列专题 3 图表图表目录目录 图表图表 1 半导体产品分类半导体产品分类 5 图表图表 2 全球功率半导体市场结构全球功率半导体市场结构 5 图表图表 3 肖特基功率二极管肖特基功率二极管 6 图表图表 4 快恢复功率二极管快恢复功率二极管 6 图表图表 5 主要功率二极管结构及特性主要功率二极管结构及特性 6 图表图表 6 半导体产品分类半导体产品分类 7 图表图表 7 LDMOS MOSFET结构图结构图 7 图表图表 8 Planer MOSFET结构结构 8 图表图表 9 Trench MOSFET结构结构 8 图表图表 10 第六代第六代 IGBT结构结构 9 图表图表 11 第七代第七代 IGBT结构结构 9 图表图表 12 6代代 IGBT性能比较性能比较 9 图表图表 13 功率半导体下游市场运用广泛功率半导体下游市场运用广泛 9 图表图表 14 影响功率半影响功率半导体性能的主要因素导体性能的主要因素 10 图表图表 15 三代硅材料物理性能三代硅材料物理性能 10 图表图表 16 各种半导体材料运用领域各种半导体材料运用领域 11 图表图表 17 全球功率半导体市场规模全球功率半导体市场规模 12 图表图表 18 国内功率半导体市场规模国内功率半导体市场规模 12 图表图表 19 功率半导体在新能源车电机驱动 功率半导体在新能源车电机驱动 DC DC 充电器上的运用 充电器上的运用 12 图表图表 20 功率半导体直接受益于汽车电动化功率半导体直接受益于汽车电动化 13 图表图表 21 电动车相比于传统汽车功率半导体需求量大幅提升电动车相比于传统汽车功率半导体需求量大幅提升 13 图表图表 22 传统车企在新能源汽车领域的进展传统车企在新能源汽车领域的进展 14 图表图表 23 全球电动汽车渗透率快速提升全球电动汽车渗透率快速提升 14 图表图表 24 全球主要国家电动车充电器数量全球主要国家电动车充电器数量 百万个 百万个 15 图表图表 25 全球主要国家电动车充电需求量全球主要国家电动车充电需求量 十亿瓦时 十亿瓦时 15 图表图表 26 电动车充电桩结构电动车充电桩结构 15 图表图表 27 充电站功率器件价值量充电站功率器件价值量 16 图表图表 28 充电站功率器件价值量充电站功率器件价值量 16 图表图表 29 光伏逆变器功率组件结构光伏逆变器功率组件结构 17 图表图表 30 新能源产业发展带动高压功率半导体发展新能源产业发展带动高压功率半导体发展 17 图表图表 31 变频技术对家电产品的运用价值变频技术对家电产品的运用价值 18 图表图表 32 功率半导体是变频电路的核心器件功率半导体是变频电路的核心器件 18 图表图表 33 变频空调 洗衣机和冰箱的出货占比变频空调 洗衣机和冰箱的出货占比 19 2020年 3月 28日 半导体系列专题 4 图表图表 34 家电用家电用功率半导体市场规模快速增长功率半导体市场规模快速增长 19 图表图表 35 5G运用场景带动功率半导体需求提升运用场景带动功率半导体需求提升 20 图表图表 36 频率越高 基站覆盖面积越小频率越高 基站覆盖面积越小 20 图表图表 37 国内基站数量国内基站数量 21 图表图表 38 自动化生产驱动工业用功率半导体需求量提升自动化生产驱动工业用功率半导体需求量提升 21 图表图表 39 工业互联网市场规模快速发展工业互联网市场规模快速发展 22 图表图表 40 Si SiC和和 GaN材料特性的对比材料特性的对比 23 图表图表 41 SiC产业链环节及参与厂商情况产业链环节及参与厂商情况 24 图表图表 42 SiC功率器件的市场规模功率器件的市场规模 24 图表图表 43 SiC模块与硅模块与硅 IGBT功率模块的电力损耗比较功率模块的电力损耗比较 25 图表图表 44 GaNHEMT 结构图结构图 25 图表图表 45 电源中的氮化镓器件电源中的氮化镓器件 26 图表图表 46 适配器原理图适配器原理图 26 图表图表 47 氮化镓器件的市场规模氮化镓器件的市场规模 26 图表图表 48 功率半导体市场格局功率半导体市场格局 27 图表图表 49 MOSFET市场格市场格局局 27 图表图表 50 分立分立 IGBT市场格局市场格局 28 图表图表 51 IGBT 模块市场格局模块市场格局 28 图表图表 52 英飞凌汽车业务营收英飞凌汽车业务营收 29 图表图表 53 意法半导体汽车业务意法半导体汽车业务营收营收 29 图表图表 54 国内功率半导体企业及业务情况国内功率半导体企业及业务情况 30 附录图表附录图表 55 报告中提及上市公司估值表报告中提及上市公司估值表 33 2020年 3月 28日 半导体系列专题 5 1 常见的功率半导 常见的功率半导体体类型及类型及区别 区别 功率半导体是电子装置中电能转换与电路控制的核心 是实现电子装置中电压 频率 直流交流转功率半导体是电子装置中电能转换与电路控制的核心 是实现电子装置中电压 频率 直流交流转 换等功能的核心部件 换等功能的核心部件 根据器件集成度不同 功率半导体可以分为功率 IC和功率分立器件两大类 功率分立器件包括二极管 晶体管 晶闸管三大类别 其中晶体管是分立器件中市场份额最大的种 类 常见晶体管主要有 BJT IGBT和 MOSFET IGBT和 MOSFET是当前市场关注度较高的功率型晶体 管 功率 IC是将晶体管 二极管 电阻 电容等元件集成在一个半导体晶片上 具有所需电路功能 的微型结构 根据运用场景的不同 功率 IC包括 AC DC DC DC 电源管理 驱动 IC等种类 图表图表 1 半导体产品分类半导体产品分类 资料来源 华润微招股说明书 中银证券 功率功率 IC IGBT MOSFET 二极管是四种运用最为广泛的功率半导体产品 二极管是四种运用最为广泛的功率半导体产品 根据 Yole数据 2017年功 率 IC 占全球功率半导体市场规模的 54 是市场份额占比最大的功率半导体产品 MOSFET 主要运 用于不间断电源 开关电源 变频器音频设备等领域 2017 年 MOSFET 市场规模占功率半导体整体 市场规模的 17 功率二极管主要用于电源 适配器 汽车 消费电子等领域 2017 年全球功率二 极管销售额占功率半导体整体销售额的比例约 15 由于 IGBT的操作频率范围较广 能够覆盖较高 的功率范围 适用于轨道交通 光伏发电 汽车电子等领域 2017年 IGBT的销售占比达到 12 图表图表 2 全球功率半导体市场结构全球功率半导体市场结构 资料来源 Yole IHS gartner 中银证券 2020年 3月 28日 半导体系列专题 6 1 功率二极管 功率二极管 功率二极管是一种不可控型的功率器件 因此功率二极管不可以作为开关器件使用 功率二极管电 流容量大 阻断电压高 但是开关频率较低 功率二极管的单向导电性可用于电路的整流 箝位 续流 外围电路中二极管主要起防反作用 防止电流反灌造成期间损坏 功率二极管细分产品包括功 率整流二极管 功率肖特基二极管 快速恢复二极管 超快速恢复二极管 小电流整流二极管 变 容二极管等种类 普通整流功率二极管一般采用 p pnn 的结构 反向恢复时间长一般在 25微秒 电流定额范围较大 可。