MOSFET行業(yè)需求與投資規(guī)劃報告

MOSFET行業(yè)需求與投資規(guī)劃報告

利用我國工業(yè)領(lǐng)域自動化、智能化升級的機遇，面向工業(yè)機器人和智能控制系統(tǒng)等領(lǐng)域，重點推進伺服電機、控制繼電器、傳感器、光纖光纜、光通信器件等工業(yè)級電子元器件的應(yīng)用。高端裝備制造市場面向我國蓬勃發(fā)展的高鐵列車、民用航空航天、海洋工程裝備、高技術(shù)船舶、能源裝備等高端裝備制造領(lǐng)域，推動海底光電纜、水下連接器、功率器件、高壓直流繼電器等高可靠電子元器件的應(yīng)用。加速創(chuàng)新型產(chǎn)品應(yīng)用推廣面向人工智能、先進計算、物聯(lián)網(wǎng)、新能源、新基建等新興需求，開發(fā)重點應(yīng)用領(lǐng)域急需的小型化、高性能、高效率、高可靠電子元器件，推動整機企業(yè)積極應(yīng)用創(chuàng)新型產(chǎn)品，加速元器件產(chǎn)品迭代升級。健全產(chǎn)業(yè)配套體系鼓勵和引導(dǎo)化工、有色金屬、輕工機械、設(shè)備儀器等企業(yè)進入電子元器件領(lǐng)域，開展關(guān)鍵材料、設(shè)備的研發(fā)和生產(chǎn)，推進產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新，實現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展，增強試驗驗證能力，提升關(guān)鍵環(huán)節(jié)配套水平。引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級（一）提升智能化水平引導(dǎo)企業(yè)搭建數(shù)字化設(shè)計平臺、全環(huán)境仿真平臺和材料、工藝、失效分析數(shù)據(jù)庫，基于機器學(xué)習(xí)與人工智能技術(shù)，推進關(guān)鍵工序數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化改造，優(yōu)化生產(chǎn)工藝及質(zhì)量管控系統(tǒng)，開展智能工廠建設(shè)，提升智能制造水平。（二）推廣智能化設(shè)計引導(dǎo)國內(nèi)軟件企業(yè)開發(fā)各類電子元器件仿真設(shè)計軟件，鼓勵使用虛擬現(xiàn)實、數(shù)字孿生等先進技術(shù)開展工業(yè)設(shè)計，提高企業(yè)設(shè)計水平。（三）加快智能化改造圍繞連接器與線纜組件、電子變壓器、電聲器件、微特電機等用工量大且以小批量、多批次訂單為主的分支行業(yè)，探索和推廣模塊化、數(shù)字化生產(chǎn)方式，加快智能化升級。（四）培育工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺鼓勵和支持產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)較好的分支行業(yè)，探索工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)模式，鼓勵龍頭企業(yè)面向行業(yè)開放共享業(yè)務(wù)系統(tǒng)，帶動產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)開展協(xié)同設(shè)計和協(xié)同供應(yīng)鏈管理。（五）推廣綠色制造推進全行業(yè)節(jié)能節(jié)水技術(shù)改造，加快應(yīng)用清潔高效生產(chǎn)工藝，開展清潔生產(chǎn)，降低能耗和污染物排放強度，實現(xiàn)綠色生產(chǎn)。優(yōu)化電子元器件產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計，開發(fā)高附加值、低消耗、低排放產(chǎn)品。制定電子元器件行業(yè)綠色制造相關(guān)標準，完善綠色制造體系。設(shè)綠色工廠，加大節(jié)能環(huán)保投入，實施節(jié)能環(huán)保技術(shù)提升工程，鼓勵企業(yè)采用信息化、智能化技術(shù)處理污染物并實時監(jiān)控，將企業(yè)的環(huán)保執(zhí)行措施與企業(yè)信用等級掛鉤。（六）生產(chǎn)綠色產(chǎn)品嚴格執(zhí)行《電器電子產(chǎn)品有害物質(zhì)限制使用管理辦法》等政策，鼓勵骨干企業(yè)開展產(chǎn)品全生命周期的綠色化設(shè)計，加快輕量化、模塊化、集成化、高可靠、長壽命、易回收的新型電子元器件產(chǎn)品應(yīng)用。（七）發(fā)展綠色園區(qū)加強電子元器件相關(guān)產(chǎn)業(yè)園區(qū)企業(yè)與其他企業(yè)的合作，推動基礎(chǔ)設(shè)施共建共享。發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，加強余熱余壓廢熱資源和水資源循環(huán)利用。（八）搭建綠色供應(yīng)鏈支持骨干企業(yè)實施可持續(xù)的綠色供應(yīng)鏈管理戰(zhàn)略，實施綠色伙伴式供應(yīng)商管理，加強對上游供應(yīng)商的環(huán)?？己耍瑑?yōu)先將綠色工廠發(fā)展成供應(yīng)商，優(yōu)先采購綠色產(chǎn)品。（九）培育優(yōu)質(zhì)企業(yè)鼓勵龍頭企業(yè)通過兼并重組、資本運作等方式整合資源、擴大生產(chǎn)規(guī)模、增強核心競爭力、提高合規(guī)履責(zé)和抗風(fēng)險能力。培育一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)、產(chǎn)品附加值高、有核心競爭力的專精特新小巨人和制造業(yè)單項冠軍企業(yè)。突破關(guān)鍵材料技術(shù)支持電子元器件上游電子陶瓷材料、磁性材料、電池材料等電子功能材料，電子漿料等工藝與輔助材料，高端印制電路板材料等封裝與裝聯(lián)材料的研發(fā)和生產(chǎn)。提升配套能力，推動關(guān)鍵環(huán)節(jié)電子專用材料研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化。工業(yè)自動化設(shè)備市場利用我國工業(yè)領(lǐng)域自動化、智能化升級的機遇，面向工業(yè)機器人和智能控制系統(tǒng)等領(lǐng)域，重點推進伺服電機、控制繼電器、傳感器、光纖光纜、光通信器件等工業(yè)級電子元器件的應(yīng)用。功率半導(dǎo)體行業(yè)面臨的機遇和挑戰(zhàn)（一）功率半導(dǎo)體行業(yè)面臨的機遇功率半導(dǎo)體行業(yè)為國家政策支持的行業(yè)。2019年11月國家發(fā)改委發(fā)布的《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（2019年版）》鼓勵電力電子器件及高性能覆銅板；2021年1月工業(yè)和信息化部發(fā)布《基礎(chǔ)電子元器件產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃（2021-2023年）》實施重點產(chǎn)品高端提升行動，重點發(fā)展高可靠半導(dǎo)體分立器件及模塊。新基建中的每個行業(yè)均離不開電能，功率半導(dǎo)體作為電能處理的核心器件將隨著新基建的推進迎來不斷增長的市場空間。國家產(chǎn)業(yè)政策同時從供給和需求端為功率半導(dǎo)體行業(yè)的快速發(fā)展營造了良好的政策環(huán)境。根據(jù)市場發(fā)展規(guī)律，制造業(yè)鄰近下游需求的空間分布，能夠降低生產(chǎn)成本、促進產(chǎn)品開發(fā)合作、縮短供貨周期、及時響應(yīng)客戶需求，下游需求的崛起為孕育上游本土化的功率半導(dǎo)體企業(yè)創(chuàng)造了優(yōu)沃土壤。相比國外廠商，國內(nèi)廠商與下游客戶的距離更近，客戶的溝通交流更加順暢，并且在客戶需求服務(wù)響應(yīng)、降低成本等方面具有競爭優(yōu)勢，功率半導(dǎo)體率逐漸上升是大勢所趨。此外，功率半導(dǎo)體產(chǎn)品銷售從導(dǎo)入到驗證需要一定的周期，因此，在客戶拓展正式形成銷售后具有較強的客戶粘性。在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移和國產(chǎn)化政策的驅(qū)動下，中國功率半導(dǎo)體企業(yè)迎來了發(fā)展壯大的產(chǎn)業(yè)環(huán)境。功率半導(dǎo)體的應(yīng)用十分廣泛，幾乎覆蓋了所有的電子制造業(yè)，且隨著新應(yīng)用場景的出現(xiàn)而發(fā)展。隨著智能制造和新基建等國家政策的深入推進，以上每個行業(yè)均離不開電能，功率半導(dǎo)體作為電能處理的核心器件將隨著智能制造和新基建的推進迎來不斷增長的市場空間。此外，碳達峰、碳中和雙碳戰(zhàn)略的落實，功率半導(dǎo)體作為新能源裝置的重要零部件之一，將迎來不斷增長的市場空間。需求端的發(fā)展為功率半導(dǎo)體行業(yè)提供了良好的市場環(huán)境。（二）功率半導(dǎo)體行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)目前，在功率半導(dǎo)體市場，國外廠商占據(jù)了主導(dǎo)地位。由于國外半導(dǎo)體企業(yè)對其掌握的先進技術(shù)實行嚴格的技術(shù)封鎖，本土企業(yè)很難直接從大型半導(dǎo)體企業(yè)學(xué)習(xí)先進技術(shù)，必須依靠自主研發(fā)實現(xiàn)技術(shù)突破，在一定程度上延緩了我國高端功率半導(dǎo)體的發(fā)展速度。功率半導(dǎo)體由于其應(yīng)用場景豐富，下游需求廣泛。目前，受益于下游市場需求增長，功率半導(dǎo)體行業(yè)整體景氣度較高，但不排除未來市場形勢發(fā)生變化，進入周期性調(diào)整階段，出現(xiàn)下游市場需求降低、產(chǎn)品供給過剩等情形，導(dǎo)致產(chǎn)品價格下跌，制造企業(yè)產(chǎn)能過剩、產(chǎn)能利用率不足，從而對行業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營形成挑戰(zhàn)。功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的特點及發(fā)展趨勢作為電子系統(tǒng)中的基本單元，功率半導(dǎo)體是電力電子設(shè)備正常運行不可或缺的部件，應(yīng)用場景廣泛，且需求日益豐富。從行業(yè)技術(shù)和性能發(fā)展來看，功率半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)朝復(fù)雜化演進，功率半導(dǎo)體的襯底材料朝大尺寸和新材料方向發(fā)展；由于不同結(jié)構(gòu)和不同襯底材料的功率半導(dǎo)體電學(xué)性能和成本各有差異，在不同應(yīng)用場景各具優(yōu)勢，功率半導(dǎo)體市場呈現(xiàn)多器件結(jié)構(gòu)和多襯底材料共存的特點。（一）功率半導(dǎo)體是電力電子的基礎(chǔ)，需求場景日益豐富功率半導(dǎo)體是構(gòu)成電力電子轉(zhuǎn)換裝置的核心組件，幾乎進入國民經(jīng)濟各個工業(yè)部門和社會生活的各個方面，電子設(shè)備應(yīng)用場景日益豐富，功率半導(dǎo)體的市場需求也與日俱增。隨著新應(yīng)用場景的出現(xiàn)和發(fā)展，功率半導(dǎo)體的應(yīng)用范圍已從傳統(tǒng)的消費電子、工業(yè)控制、電力傳輸、計算機、軌道交通、新能源等領(lǐng)域，擴展至物聯(lián)網(wǎng)、電動汽車、云計算和大數(shù)據(jù)等新興應(yīng)用領(lǐng)域。消費電子和工業(yè)控制仍是功率半導(dǎo)體的主要應(yīng)用領(lǐng)域，2020年消費電子和工業(yè)控制用功率半導(dǎo)體市場份額分別為23．8%和20．3%。（二）從器件結(jié)構(gòu)來看，功率半導(dǎo)體呈現(xiàn)多世代并存的特點功率半導(dǎo)體自20世紀50年代開始發(fā)展起來，至今形成以二極管、晶閘管、MOSFET、IGBT等為代表的多世代產(chǎn)品體系。新技術(shù)、新產(chǎn)品的誕生拓寬了原有產(chǎn)品和技術(shù)的應(yīng)用范圍，適應(yīng)更多終端產(chǎn)品的需求，但是，每類產(chǎn)品在功率、頻率、開關(guān)速度等參數(shù)上均具有不可替代的優(yōu)勢，功率半導(dǎo)體市場呈現(xiàn)多世代并存的特點。二極管結(jié)構(gòu)簡單，有單向?qū)щ娦裕辉试S電流由單一方向流過，由于無法對導(dǎo)通電流進行控制，屬于不可控型器件。二極管廣泛應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品中，主要用于整流、開關(guān)、穩(wěn)壓、限幅、續(xù)流、檢波等。與二極管相比，晶閘管用微小的觸發(fā)電流即可控制主電路的開通，在實際應(yīng)用中主要作為可控整流器件和可控電子開關(guān)使用，主要用于電機調(diào)速和溫度控制等場景。此外，與其他功率半導(dǎo)體相比，晶閘管具有更高電壓，更大電流的處理能力，在大功率應(yīng)用領(lǐng)域具有獨特的優(yōu)勢，主要應(yīng)用場景有工業(yè)控制的電源模塊、電力傳輸?shù)臒o功補償裝置、家用電器的控制板等領(lǐng)域。MOSFET為電壓控制型器件，具有開關(guān)和功率調(diào)節(jié)功能。與二極管和晶閘管依靠電流驅(qū)動相比，電壓驅(qū)動器件電路結(jié)構(gòu)簡單；與其它功率半導(dǎo)體相比，MOSFET的開關(guān)速度快、開關(guān)損耗小，能耗低、熱穩(wěn)定性好、便于集成；MOSFET在節(jié)能以及便攜領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。例如，在消費電子、工業(yè)控制、不間斷電源、光伏逆變器、充電樁的電源模塊、新能源車的驅(qū)動控制系統(tǒng)等領(lǐng)域。IGBT為電壓驅(qū)動型器件，耐壓高，工作頻率介于晶閘管和MOSFET之間，能耗低、散熱小，器件穩(wěn)定性高。在低壓下MOSFET相對IGBT在電性能和價格上具有優(yōu)勢；超過600V以上，IGBT的相對優(yōu)勢凸顯，電壓越高，IGBT優(yōu)勢越明顯。IGBT在軌道交通、汽車電子、風(fēng)力和光伏發(fā)電等高電壓領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。（三）從襯底材料來看，硅基材料的晶圓襯底為市場主流目前，全球半導(dǎo)體襯底材料已經(jīng)發(fā)展到第三代，包括以硅（Si）、鍺（Ge）等為代表的第一代元素半導(dǎo)體材料，以砷化鎵（GaAs）等為代表的第二代化合物半導(dǎo)體材料，以及以碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）等為代表的第三代寬禁帶半導(dǎo)體材料。新材料進一步改善功率半導(dǎo)體的性能，但整體來看，硅基材料的功率半導(dǎo)體產(chǎn)品仍是市場主流。近年來，隨著第三代寬禁帶材料半導(dǎo)體迅速發(fā)展，SiC與GaN功率半導(dǎo)體器件的應(yīng)用規(guī)模開始持續(xù)增長。相對于硅襯底，寬禁帶材料半導(dǎo)體具有更大的禁帶寬度，在單位尺寸上能獲得更高的器件耐壓，以寬禁帶材料為襯底制作的功率半導(dǎo)體器件尺寸更小，在特定應(yīng)用場景具有優(yōu)勢。但由于生產(chǎn)規(guī)模還相對較小，生產(chǎn)技術(shù)有待成熟，產(chǎn)品價格相對較高，其應(yīng)用場景受到了一定的限制。硅材料因其具有單方向?qū)щ娞匦?、熱敏特性、光電特性、摻雜特性等優(yōu)良性能，可以生長為大尺寸高純度晶體，且儲量豐富、價格低廉，故而成為全球應(yīng)用最廣泛、最重要的半導(dǎo)體襯底材料。在物理性能方面，硅氧化膜性能優(yōu)異，與其它襯底材料相比，與硅晶格適配性好，器件穩(wěn)定性好。目前全球半導(dǎo)體市場中，90%以上的芯片都是基于硅材料制造而成。半導(dǎo)體的生產(chǎn)效率和成本與硅片尺寸直接相關(guān)。一般來說，硅片尺寸越大，用于產(chǎn)出半導(dǎo)體芯片的效率越高，單位耗用原材料越少。但隨著尺寸增大，硅片的處理工藝難度越高。按照量產(chǎn)尺寸來看，半導(dǎo)體硅片主要