电子设备、仪器和元件行业:从器件类型与材料性能看功率半导体未来前景

类别:行业研究 机构:长江证券股份有限公司 研究员:莫文宇,杨洋,王平阳 日期:2019-04-02

从器件类型与材料性能看功率半导体未来前景

    分立器件中功率器件占据主要地位,典型的功率半导体处理功能包括变频、变压、变流、功率放大和功率管理等。因此,功率半导体器件是电力电子变化技术的基础,也是电力电子变化装置的核心组件,其在车用市场与能源效率观念推动下,市场规模不断攀升。我们认为功率半导体市场的成长是由其性能决定的,从器件类型角度看,普通二极管逐步向高性能的IGBT、MOSFET跨越;从材料角度看,碳化硅和氮化镓将通过突破硅的性能极限。

    器件的高端化:关注IGBT与MOSFET

    当前全球功率器件市场规模接近200亿美元,伴随着清洁能源行业、电动汽车行业以及物联网行的需求不断增长,预计2023年达到221亿美元。从竞争格局上看,大陆、台湾地区厂商主要集中在二极管、晶闸管、低压MOSFET等低端功率器件领域,IGBT、中高压MOSFET等高端器件主要由欧美日厂商占据。中国作为全球的电子终端加工中心,是功率半导体最大的市场,国内厂商与下游客户的距离更近,与本土客户的沟通交流更加顺畅,能够对客户的需求做出更加快速的响应,国产替代空间巨大。因此,结合能源方面的市场需求扩容与国产化必要性,IGBT与MOSFET方向值得密切关注。

    材料的先进化:化合物半导体将全面提升器件性能

    第三代化合物半导体相对传统硅基器件速度更快、节能效果更好,可以作为传统功率器件技术升级的方向,海外巨头已经开始布局。目前第三代半导体功率器件发展方向主要有SiC和GaN两大方向,SiC拥有更高的热导率和更成熟的技术,而GaN高电子迁移率和饱和电子速率、成本更低的优点,两者的不同优势决定了应用范围上的差异,GaN的市场应用偏向高频小电力领域,集中在600V以下;而SiC适用于1200V以上的高温大电力领域。未来,电动车与电源领域对于第三代化合物半导体器件的需求将随低耗化趋势打开。

    建议关注标的

    考虑到未来功率半导体的市场前景,建议关注涉及化合物半导体领域的三安光电,功率半导体生产制造的扬杰科技、闻泰科技以及产业链上下游优质标的。

    风险提示:

    1.下游汽车、电源等需求不及预期;

    2.功率半导体技术进展不及预期。

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