功率半導(dǎo)體分立器件產(chǎn)業(yè)走勢解讀

“瑞能半導(dǎo)體2021年的出貨量超13億顆”，這個數(shù)據(jù)來自瑞能半導(dǎo)體全球市場部總監(jiān)謝豐在瑞能半導(dǎo)體全球運(yùn)營中心啟動儀式上的分享。

作為一名聽者，你可能會產(chǎn)生兩個問題，一個是：瑞能半導(dǎo)體是誰？另一個是：13億片顆，這是個怎樣的體量？那接下來我們就來回答這兩個問題。

瑞能半導(dǎo)體是誰？

瑞能半導(dǎo)體脫胎于恩智浦的雙極型產(chǎn)品線，2015年前，這條產(chǎn)品線的產(chǎn)品相對單一，主要有中低功率的晶閘管和中低功率的功率二極管。

獨(dú)立運(yùn)營后，瑞能半導(dǎo)體延續(xù)了恩智浦的管理架構(gòu)，高管和大部分員工也是由原恩智浦員工轉(zhuǎn)移過來的。從初期的30多人的運(yùn)營團(tuán)隊(duì)到現(xiàn)在人數(shù)翻了好幾倍，產(chǎn)品線也有相當(dāng)?shù)臄U(kuò)充從主要適合消費(fèi)類應(yīng)用延伸至工業(yè)和汽車相關(guān)的應(yīng)用。

13億顆，這是個怎樣的體量？

13億顆是瑞能半導(dǎo)體2021年的總出貨量，來自晶閘管、二極管、碳化硅器件、IGBT、TVS/ESD等產(chǎn)品線。

圖 | 瑞能半導(dǎo)體全球市場部總監(jiān)謝豐

要了解這是個怎樣的體量，我們先來看一組市場數(shù)據(jù)。根據(jù)Omdia 2021年的最新報告顯示，2020年功率半導(dǎo)體分立器件市場約為145億美金，到2024年這個市場將增長到172億美金，增長率將近18%。而如果將分立器件和模塊放到一起來看，中國在全球功率半導(dǎo)體市場上約占40%的份額，是全球最大的單一市場，2025年相比2020年，整體市場的成長率將達(dá)到43%。

由此可知，功率半導(dǎo)體分立器件處在一個上升的市場環(huán)境下。結(jié)合Omdia分享的細(xì)分市場數(shù)據(jù)，來看一下瑞能半導(dǎo)體最重要的晶閘管產(chǎn)線的情況。

根據(jù)Omdia 2021年的報告顯示，目前瑞能半導(dǎo)體在晶閘管領(lǐng)域，全球細(xì)分市場份額排名第二，中國細(xì)分市場排名第一；在碳化硅整流器領(lǐng)域，全球細(xì)分市場排名第五（國內(nèi)細(xì)分市場排名第一）。

綜上可知，13億顆的出貨量是個不小的數(shù)字。

第三代半導(dǎo)體市場發(fā)展迅速，同時硅基市場依然保持主導(dǎo)地位

說到功率半導(dǎo)體分立器件，就不得不提到近幾年火熱的第三代半導(dǎo)體市場。從2000年第一個碳化硅器件商用以來，近兩年整個市場的增量非常巨大。2018年以后，市場對SiC的接受度越來越接高，有分析機(jī)構(gòu)預(yù)測，2025年整個SiC市場將突破25億美金，2030年以后將超過30億美金。而引起高增長的點(diǎn)主要分布在PV太陽能、新能源汽車EV/HEV、充電系統(tǒng)、高壓傳輸電等領(lǐng)域。

另根據(jù)Omdia 2021的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，在各功率器件門類都呈現(xiàn)增長趨勢的同時，SiC和IGBT的增幅是最大的，其中SiC的增幅將超過130%，IGBT將有近80%的增幅。

第三代半導(dǎo)體市場發(fā)展迅速，未來前景被人看好。于此同時，硅基市場依然保持主導(dǎo)地位，根據(jù)Omdia 2021的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，發(fā)展到2024年，硅基功率器件仍將占據(jù)整個市場的主要份額，約80%。

功率半導(dǎo)體分立器件產(chǎn)業(yè)走勢分析

所有半導(dǎo)體器件，包括功率半導(dǎo)體分立器件，市場量級的變化都源于終端應(yīng)用需求的變化，所以宏觀經(jīng)濟(jì)對功率器件的增長是有很大的促進(jìn)作用的。

我們知道，2021年11月初，新一輪國際能源氣候大會在英國舉辦，會上確定了各國碳中和、碳達(dá)峰的時間表。其中德國2050年可再生能源的比重將大于80%，按照中國“雙碳3060”戰(zhàn)略，2060年中國可再生能源的比重將大于50%。而清潔能源比重的提升，會對可再生能源和能源的轉(zhuǎn)換效率提出很多要求。于是在這個過程中，就需要更好的功率器件來輔助完成任務(wù)。

此外，對于智能發(fā)電和智能電網(wǎng)，越來越多家庭的分布式光伏系統(tǒng)被采用，智能電網(wǎng)的互通互聯(lián)對功率器件的增長有很大的作用。發(fā)電后就需要將能量儲存起來，當(dāng)更多電池類應(yīng)用被采用，包括cordless無刷電機(jī)以及Batteryfication，高效的能源存儲方案也會對功率半導(dǎo)體的增長有很大的促進(jìn)作用。

圖 | 瑞能產(chǎn)品組合示意

還有目前火熱的新能源汽車市場，功率器件在新能源汽車的占比有很大的提升，目前來看整車的新能源汽車，功率器件占比約55%，價值約在400美金。從英飛凌提供的數(shù)據(jù)來看，充電時間隨著功率增加有很快的改善，即越來越短，這也符合人們的消費(fèi)習(xí)慣。

對此，瑞能半導(dǎo)體碳化硅項(xiàng)目負(fù)責(zé)人章劍鋒表示：“ 瑞能半導(dǎo)體的功率器件，尤其是碳化硅產(chǎn)品，在新能源汽車充電樁或車載充電機(jī)，車內(nèi)的DC-DC轉(zhuǎn)換和馬達(dá)驅(qū)動等多個電路模組中有廣泛應(yīng)用前景。目前看來，新能源汽車充電電壓從400V到800V的過渡是非常明確的一個市場趨勢，現(xiàn)在是400V為主，但是今天新能源車有兩個最大的痛點(diǎn)，一是行駛里程，二是充電速度。為了增加行駛里程就會去增加電池容量，為了充電快就是要加大功率。而加大功率無非就是提高電流、電壓，提高電流做到最極致的就是特斯拉，它已經(jīng)把電流升到600A，在這種電流下它里面的銅材線徑包括散熱管理都已經(jīng)是非常極限了，已經(jīng)采用了雙面水冷，各種能想的招都想了，后面已經(jīng)走不下去了。但實(shí)際上大家覺得充電速度還是不夠，為了更快，大家就會想到把電壓再翻倍，從400V到800V，整個系統(tǒng)散熱等都會有很大的改善。”

“當(dāng)然800V對整個汽車產(chǎn)業(yè)也是新的挑戰(zhàn)，整個電控系統(tǒng)要重新設(shè)計，這對車企的設(shè)計能力是一個不小的考驗(yàn)，所以最早推出800V的就是保時捷的Taycan。現(xiàn)在有些比較激進(jìn)的造車新勢力也會首先推出來，慢慢的每年都會有新的800V充電款推到市場上，速度會越來越快，因?yàn)樗膬?yōu)勢是非常明顯的，基本上兩到三年會成為新能源車的主流。而瑞能半導(dǎo)體今年會用最新的SiC技術(shù)，去開發(fā)車規(guī)級SiC二極管和SiC MOS產(chǎn)品，來滿足市場的需求。” 章劍鋒補(bǔ)充道。

附：瑞能重點(diǎn)聚焦應(yīng)用領(lǐng)域介紹（消費(fèi)電子、可再生能源、大數(shù)據(jù)和汽車電子）

消費(fèi)電子：
產(chǎn)品：三相限可控硅、鉗位電壓ACT/ACTT可控硅、SABERTM 超快恢復(fù)二極管、650V碳化硅二極管
應(yīng)用：洗衣機(jī)等大家電、咖啡機(jī)等小家電、空調(diào)、電視機(jī)和電源適配器

可再生能源：
產(chǎn)品：1200V快恢復(fù)二極管、650V和1200V SiC二極管、SiC-MOSFET、IGBT
應(yīng)用：太陽能逆變器、風(fēng)能、充電樁、車載充電器以及功率模塊的產(chǎn)品

大數(shù)據(jù)：
產(chǎn)品：高壓晶閘管、EEPP & SABER快恢復(fù)二極管、SiC二極管、場效應(yīng)管、靜電保護(hù)器件
應(yīng)用：電源類產(chǎn)品，比如不間斷電源（UPS）、通信電源（Telecom  Power）、服務(wù)器電源（Server  Power）、有源以太網(wǎng)（POE），以及通信連接產(chǎn)品

汽車電子：
產(chǎn)品：晶閘管、快恢復(fù)二極管、SiC產(chǎn)品
應(yīng)用：汽車的充電樁、車載充電機(jī)和摩托車的應(yīng)用，包括點(diǎn)火、調(diào)壓、車燈控制