1.1 Pasar perangkat daya domestik sangat besar, dan percepatan substitusi impor merupakan tema pengembangan industri.

Produk semikonduktor dapat dibagi menjadi sirkuit terpadu, perangkat diskrit, dan kategori lainnya, di mana perangkat daya semikonduktor merupakan bagian penting dari perangkat diskrit. Sirkuit terpadu mengintegrasikan berbagai komponen sirkuit dasar pada sebuah chip kecil dan kemudian mengemasnya untuk membentuk unit multifungsi, yang terutama mewujudkan pemrosesan, penyimpanan, dan konversi informasi; perangkat diskrit mengacu pada komponen sirkuit dasar dengan fungsi tunggal, yang terutama mewujudkan pemrosesan dan konversi energi listrik. Perangkat diskrit terutama meliputi dioda daya, transistor daya, thyristor, MOSFET, IGBT, dan produk lainnya. Produk seri MOSFET dan produk seri IGBT yang diproduksi oleh perusahaan merupakan produk perangkat diskrit semikonduktor dengan tingkat teknologi domestik terdepan.

Perkembangan teknologi perangkat diskrit didorong oleh kebutuhan hilir, dengan peningkatan dan iterasi dalam kinerja, struktur, material, dan lain-lain untuk mengatasi berbagai skenario aplikasi yang lebih luas. Dioda dan transistor awal terutama digunakan dalam sistem industri dan tenaga; thyristor meningkatkan kemampuan kontrol; perangkat seperti MOSFET daya dan IGBT mencapai peningkatan signifikan dalam kinerja frekuensi tinggi dan rugi daya rendah; MOSFET superjunction mematahkan "batas silikon" tradisional untuk memenuhi kebutuhan aplikasi daya tinggi dan frekuensi tinggi; perangkat berbasis silikon secara bertahap dikembangkan hingga batasnya, dan material semikonduktor generasi ketiga SiC dan GaN mulai digunakan untuk menggantikan silikon.

Perangkat diskrit semikonduktor merupakan salah satu komponen dasar dan inti dari produk elektronika daya. Ukuran pasar perangkat diskrit di negara saya mencapai 270 miliar yuan. Menurut data dari Biro Statistik Nasional, proporsi industri perangkat diskrit dalam total industri semikonduktor tetap berada di antara 22% dan 25% dalam beberapa tahun terakhir. Negara saya adalah basis manufaktur perangkat diskrit semikonduktor terpenting di dunia dan pasar terbesar. Menurut data dari Asosiasi Industri Semikonduktor China, penjualan perangkat diskrit tahunan di negara saya mencapai 266 miliar yuan pada tahun 2018, meningkat 7.50% dari tahun 2017. Pada periode yang sama, skala produksi perangkat diskrit domestik mencapai 747.1 miliar unit.

Dalam beberapa tahun terakhir, tren substitusi impor di industri perangkat diskrit negara saya sangat jelas, dan tingkat pertumbuhan skala impor telah menurun secara signifikan. Menurut statistik dari Asosiasi Industri Semikonduktor China, impor perangkat diskrit negara saya pada tahun 2018 mencapai US$28.5 miliar, pada dasarnya sama dengan tahun 2017. Dari perspektif tingkat perkembangan teknologi, tingkat teknologi keseluruhan industri domestik saat ini masih tertinggal dari tingkat terdepan internasional. Struktur produk sebagian besar berupa produk kelas menengah hingga rendah bernilai rendah, dan impor di bidang kelas menengah hingga tinggi mencapai lebih dari 70%.

Dengan pasar semikonduktor daya senilai 1.2 miliar dolar, perangkat domestik beralih dari aplikasi kelas menengah ke kelas bawah hingga kelas atas.

Perangkat daya merupakan komponen penting dari perangkat diskrit semikonduktor dan merupakan pendorong utama pertumbuhan pesat pasar perangkat diskrit semikonduktor di Tiongkok. Perangkat daya terutama meliputi dioda daya, transistor daya, thyristor, MOSFET, IGBT, dan lain-lain, yang digunakan di hampir semua industri manufaktur elektronik, termasuk komputer, komunikasi jaringan, elektronik konsumen, elektronik otomotif, elektronik industri, dan industri elektronik lainnya. Selain itu, bidang aplikasi yang sedang berkembang seperti kendaraan energi baru/staf pengisian daya, manufaktur peralatan pintar, Internet of Things, dan energi baru fotovoltaik secara bertahap menjadi pasar aplikasi penting untuk perangkat daya semikonduktor, sehingga mendorong pertumbuhan permintaannya.

Pasar semikonduktor daya domestik bernilai 100 miliar yuan, dan sepuluh perusahaan teratas di dunia dimonopoli oleh raksasa luar negeri. Menurut statistik terkini dari IHSMarkit, ukuran pasar perangkat daya global sekitar US$39.1 miliar pada tahun 2018 dan diperkirakan akan tumbuh menjadi US$44.1 miliar pada tahun 2021. Saat ini, rantai industri semikonduktor daya domestik semakin membaik. Sebagai konsumen semikonduktor daya terbesar di dunia, permintaan pasar Tiongkok mencapai US$13.8 miliar pada tahun 2018, yang menyumbang 35% dari permintaan global. Ukuran pasar diperkirakan akan mencapai US$15.9 miliar pada tahun 2021.

Tiga produk teratas di pasar semikonduktor daya Tiongkok adalah IC manajemen daya, MOSFET, dan IGBT, yang masing-masing menyumbang 60.98%, 20.21%, dan 13.92% dari total pasar semikonduktor daya Tiongkok pada tahun 2018. Pasar MOSFET dan IGBT daya tumbuh pesat, dengan tingkat pertumbuhan gabungan masing-masing sebesar 15% dan 12% dari tahun 2016 hingga 2018.

Pasar MOSFET dan IGBT daya berkembang pesat, dan kendaraan energi baru merupakan pendorong utama dalam aplikasi hilir. Menurut data dari Yole, dua bidang terpenting untuk aplikasi IGBT dan MOSFET adalah kendaraan energi baru dan industri. Pada tahun 2023, ruang pasar di bidang kendaraan energi baru diperkirakan mencapai US$3.7 miliar dan bidang industri akan mencapai US$2.5 miliar. Berkat perkembangan pesat inverter motor servo, inverter fotovoltaik energi terbarukan, dan konverter tenaga angin dalam otomatisasi industri, serta inverter untuk motor kendaraan listrik dan fasilitas terkait pengisian daya, pasar otomotif dan industri akan menjadi dua bidang dengan pertumbuhan tercepat di industri semikonduktor daya, dengan tingkat pertumbuhan tahunan gabungan mencapai 8.2% dan 3.8%.

1.3 Aplikasi baru membantu pengembangan industri, dan material dengan celah pita lebar memperkaya arah perluasan teknologi.

1.3.1 Kendaraan energi baru diperkirakan akan menghadirkan pasar tambahan senilai puluhan miliar

Transformasi mobil tradisional menjadi sumber energi baru telah mendorong perkembangan industri semikonduktor daya. Pasar kendaraan energi baru didorong oleh kebijakan pada tahap awal dan oleh harga pasar pada tahap selanjutnya. Negara-negara maju utama telah menetapkan rencana pengurangan emisi gas buang CO2 dari mobil untuk mempercepat pengembangan kendaraan listrik. Uni Eropa memperkirakan emisi CO2 akan berkurang sebesar 37.5% pada tahun 2030, dan negara-negara penghasil mobil utama telah menyusun rencana untuk menghentikan penjualan kendaraan bermesin pembakaran internal. Dalam 10 tahun ke depan, berbagai wilayah secara bertahap akan menggantikan sebagian pangsa pasar mobil tradisional yang didorong oleh penegakan kebijakan + mekanisme pasar.

Tren elektrifikasi kendaraan + peningkatan penetrasi pasar kendaraan listrik mendorong pertumbuhan pesat permintaan pasar untuk semikonduktor daya otomotif. Seiring dengan meningkatnya tingkat elektrifikasi mobil, dari model mikro-hibrida yang hanya digunakan untuk fungsi start-stop hingga kendaraan listrik penuh yang membutuhkan pemulihan energi dan pengisian daya di dalam kendaraan, permintaan akan perangkat daya meningkat. Perangkat semikonduktor daya untuk kendaraan listrik terutama meliputi inverter motor, konversi DC/DC, penggerak bantu, inverter pengisian daya OBC, dan IC manajemen baterai kendaraan.

Dengan mengklasifikasikan kendaraan ke dalam kendaraan berbahan bakar bensin, kendaraan hibrida plug-in, dan kendaraan listrik murni, serta membandingkan proporsi biaya material, ditemukan bahwa karena pengenalan sistem listrik sebagai sumber daya pada kendaraan hibrida plug-in dan kendaraan listrik murni, proporsi biaya sistem kontrol elektronik telah meningkat secara signifikan. Konsumsi komponen daya kendaraan berbahan bakar bensin tradisional sekitar US$50/kendaraan, sedangkan konsumsi komponen daya kendaraan listrik meningkat dari US$75/kendaraan untuk kendaraan hibrida ringan 48V menjadi US$455/kendaraan untuk kendaraan listrik murni.

Menurut rencana industri kendaraan energi dari Kementerian Perindustrian dan Teknologi Informasi, penjualan kendaraan energi baru akan mencapai 25% dari total penjualan pada tahun 2025 dan 40% pada tahun 2030. Tingkat pertumbuhan penjualan total pasar otomotif lambat, dengan tingkat pertumbuhan tahunan hanya 1-2%. Namun, tingkat penetrasi diperkirakan akan meningkat pesat didorong oleh kebijakan. Diperkirakan penjualan kendaraan energi baru di Tiongkok akan mencapai 6.4 juta unit pada tahun 2025 dan 11 juta unit pada tahun 2030. Kendaraan energi baru dapat dibagi menjadi plug-in hybrid PHEV dan kendaraan listrik murni (EV) berdasarkan jalur teknologi. Saat ini, EV mencapai sekitar 80%, dan proporsinya diperkirakan akan meningkat lebih lanjut menjadi 85% di masa mendatang. Dalam jangka pendek, pasar berada di bawah tekanan karena pandemi. Dalam jangka menengah dan panjang, kendaraan energi baru domestik diperkirakan akan memasuki periode pertumbuhan yang pesat. Tingkat pertumbuhan majemuk dalam 10 tahun ke depan diperkirakan mencapai 25.3%.

Karena setiap model kendaraan cukup berbeda, diasumsikan bahwa jumlah perangkat daya yang digunakan dalam kendaraan listrik murni (EV) akan meningkat dari kategori A00 hingga kategori C. Diasumsikan bahwa nilai perangkat daya yang sesuai adalah 800, 1000, 3000-3500 yuan/kendaraan. Karena plug-in hybrid (PHEV) adalah sistem listrik yang terhubung ke sistem tenaga bahan bakar, diasumsikan bahwa konsumsi perangkat daya adalah 2,100 yuan/kendaraan. Hasil perhitungan: Ruang pasar tambahan perangkat daya kendaraan energi baru di Tiongkok diperkirakan mencapai 16 miliar yuan pada tahun 2025 dan 27.5 miliar yuan pada tahun 2030.

1.3.2 Tiang pengisian daya infrastruktur pendukung kendaraan energi baru

"Tiang pengisian daya + kendaraan energi baru" analog dengan "kendaraan berbahan bakar tradisional + SPBU". Kemajuan pembangunan tiang pengisian daya harus diselaraskan dengan kendaraan energi baru, jika tidak, rasio kendaraan terhadap tiang pengisian daya akan tidak seimbang. Tiang pengisian daya dapat dibagi menjadi dua kategori berdasarkan jenis antarmuka: pengisian daya lambat AC dan pengisian daya cepat DC. Karena daya keluaran tiang pengisian daya DC tinggi dan konsumsi perangkat semikonduktor daya lebih tinggi daripada tiang pengisian daya AC, tiang pengisian daya DC merupakan arah utama pengembangan industri di masa depan, yang berarti bahwa tiang pengisian daya DC diharapkan dapat mendorong pengembangan pasar semikonduktor daya secara terkoordinasi.

Status terkini dan asumsi tren masa depan pasar stasiun pengisian daya di negara saya: 1) Rasio jumlah kendaraan yang mengisi daya terhadap jumlah stasiun pengisian daya saat ini sekitar 3:1, dan diperkirakan akan turun lebih jauh menjadi 2:1 di masa mendatang. 2) Sebagian besar stasiun pengisian daya pribadi menggunakan mode pengisian daya AC. Karena beberapa pemilik mobil tidak memiliki tempat parkir tetap dan kesulitan dalam pengelolaan properti, diperkirakan stasiun pengisian daya umum akan menjadi arus utama di masa mendatang, dan stasiun pengisian daya pribadi akan terbatas pada pemilik mobil pribadi dengan tempat parkir tetap. 3) Stasiun pengisian daya umum dibagi menjadi DC dan AC berdasarkan jenis pengisian daya. Saat ini, rasio AC/DC stasiun pengisian daya umum sekitar 6:4. Dengan asumsi bahwa biaya pengisian daya DC berdaya tinggi secara bertahap menurun, rasio AC/DC diperkirakan akan cenderung menuju 1:1 di masa mendatang.

Stasiun pengisian daya publik berkembang pesat dan dapat dibagi menjadi tipe pengisian daya DC dan AC. Di antara keduanya, stasiun pengisian daya DC diperkirakan akan menjadi bagian yang paling cepat pertumbuhannya di masa mendatang. Rasio stasiun pengisian daya DC dan AC publik saat ini adalah 4:6, dan diperkirakan akan mencapai 1:1 pada tahun 2030. Menurut perhitungan, jumlah stasiun pengisian daya DC publik akan mencapai 2.1 juta pada tahun 2025 dan 7.5 juta pada tahun 2030.

Pengisian daya DC menggunakan daya pengisian tinggi. Sistem ini menggunakan lebih banyak semikonduktor daya daripada mode AC biasa, dan permintaan akan IGBT sangat besar. Dengan menghitung skala permintaan perangkat daya pada stasiun pengisian daya DC publik hanya berdasarkan asumsi biaya, permintaan pasar kumulatif dari tahun 2020 hingga 2025 sekitar 14 miliar yuan, dan permintaan pasar dari tahun 2025 hingga 2030 sekitar 40 miliar yuan. Dalam 10 tahun ke depan, permintaan perangkat daya dalam pembangunan stasiun pengisian daya DC akan melebihi 50 miliar yuan.

1.3.3 Pembangkit listrik energi terbarukan

Pembangkit listrik fotovoltaik adalah proses mengubah energi matahari menjadi energi listrik dan menyalurkannya ke jaringan listrik. Sistem ini terdiri dari komponen sel surya, baterai, dan pengontrol. Karena proses pembangkit listrik fotovoltaik menghasilkan arus searah (DC), diperlukan inverter fotovoltaik untuk mengubah arus searah menjadi arus bolak-balik (AC) yang memenuhi persyaratan jaringan listrik sebelum dapat dihubungkan ke jaringan. Inverter fotovoltaik merupakan komponen kunci dari seluruh sistem pembangkit listrik tenaga surya, di mana IGBT adalah perangkat inti dari inverter fotovoltaik. Inverter fotovoltaik memiliki dua fungsi dasar: 1) Menyelesaikan konversi arus DC/AC dan menghubungkannya ke jaringan listrik; 2) Meningkatkan dan mengoptimalkan efisiensi konversi energi dari sistem fotovoltaik. Pilihan topologi inverter berkaitan dengan daya keluaran nominal. Inverter fotovoltaik tegangan tinggi dan daya tinggi dapat menggunakan topologi multi-level, inverter fotovoltaik daya menengah menggunakan topologi full-bridge dan half-bridge, dan inverter fotovoltaik daya kecil menggunakan topologi forward dan flyback.

Teknologi pembangkit listrik fotovoltaik memiliki ruang yang sangat besar untuk pengurangan biaya, kemajuan teknologi yang pesat, dan kepastian industrialisasi yang kuat. Ini adalah salah satu metode pembangkit listrik energi bersih berbiaya rendah utama yang akan dikembangkan di masa depan. Pada tahun 2019, kapasitas fotovoltaik terpasang baru di Tiongkok adalah 30 GW. Menurut peta jalan pengembangan industri fotovoltaik Tiongkok, tingkat pertumbuhan tahunan gabungan kapasitas terpasang baru dalam lima tahun ke depan diperkirakan sekitar 9.9%. Pada tahun 2025, kapasitas terpasang baru diperkirakan secara konservatif mencapai 65 GW, dan secara optimis diperkirakan mencapai 80 GW.

Untuk mencapai manfaat ekonomi maksimal, rasio kapasitas desain pembangkit listrik fotovoltaik secara bertahap meningkat. Pada awalnya, sistem fotovoltaik dirancang dengan rasio kapasitas 1:1. Kemudian, dengan inovasi teknologi, peningkatan rasio kapasitas akan membantu meningkatkan efisiensi operasional inverter dan pendapatan pembangkit listrik. Dengan asumsi siklus penggantian inverter fotovoltaik adalah 10 tahun, permintaan inverter fotovoltaik tahunan terutama terdiri dari penambahan dan penggantian baru pada tahun tersebut. Berdasarkan asumsi tersebut, kami memperkirakan bahwa permintaan pasar inverter fotovoltaik di Tiongkok akan mencapai 75 GW pada tahun 2025.

Inverter fotovoltaik umumnya dibagi menjadi tiga kategori: terpusat, string, dan terdistribusi. Karena efek skala, biaya per unit tipe terpusat relatif lebih rendah daripada tipe string. Biaya per unit akan cenderung menurun seiring dengan kematangan teknologi dan produksi massal skala besar. Menurut perkiraan CPIA, biaya rata-rata tertimbang inverter fotovoltaik domestik pada tahun 2019 sekitar 0.2 yuan/W, dan diperkirakan akan turun menjadi 0.15 yuan/W pada tahun 2025. Dengan asumsi bahwa biaya modul daya dan perangkat diskrit mencapai 9-10% dari total biaya, permintaan Tiongkok akan semikonduktor daya untuk inverter fotovoltaik diperkirakan sekitar 390 juta yuan pada tahun 2019 dan 961 juta yuan pada tahun 2025. Permintaan domestik kumulatif dalam lima tahun ke depan sekitar 5 miliar yuan.

1.3.4 Permintaan akan kinerja yang lebih tinggi mendorong percepatan industrialisasi material generasi ketiga

Karena material generasi ketiga memiliki karakteristik celah pita yang lebih besar, kecepatan pergeseran saturasi elektron yang lebih tinggi, sifat optoelektronik yang sangat baik, kecepatan tinggi, frekuensi tinggi, daya tinggi, ketahanan suhu tinggi, dan ketahanan radiasi tinggi, perangkat ini memiliki potensi pengembangan yang besar di bidang optoelektronik, frekuensi radio, dan elektronika daya. Saat ini, material semikonduktor berbasis silikon mendekati batas fisik karena sifat materialnya. Generasi ketiga material semikonduktor senyawa telah dengan cepat memasuki proses industrialisasi. Persiapan, proses manufaktur, dan fisika perangkat material semikonduktor celah pita lebar yang diwakili oleh SiC dan GaN telah berkembang pesat. SiC memiliki karakteristik ketahanan suhu tinggi, frekuensi tinggi, daya tinggi, dan tegangan tinggi, dan terutama digunakan di bidang tegangan tinggi dan penggerak, seperti inverter fotovoltaik, kendaraan energi baru, tiang pengisian daya, dll.

GaN memiliki daya keluaran yang lebih tinggi dan area yang lebih kecil pada frekuensi tinggi dan terutama digunakan di bidang frekuensi radio; GaN diharapkan dapat secara signifikan meningkatkan aplikasi seperti manajemen daya, pembangkitan daya, dan daya keluaran di bidang tegangan menengah dan rendah. Pasar daya GaN terutama didorong oleh pengisian daya cepat.

Didorong oleh permintaan yang kuat di sektor hilir kendaraan energi baru, 5G, dan elektronik konsumen, pasar perangkat SiC dan GaN global diperkirakan akan tumbuh dengan laju tinggi sebesar 25%-40% dalam beberapa tahun ke depan. Menurut perkiraan ASIACHEM Consulting, pasar perangkat daya SiC akan mencapai sekitar US$500 juta pada tahun 2019, dan ukuran pasar akan mencapai US$3.5 miliar pada tahun 2025. Pada tahun 2019, pasar RF GaN akan mencapai sekitar US$642 juta, dan pasar perangkat daya GaN akan mencapai sekitar US$90 juta. Pada tahun 2025, pasar perangkat RF akan melebihi US$3 miliar, dan pasar perangkat daya akan mencapai US$400 juta.

1.4 Industri perangkat daya domestik telah memasuki masa keemasan, dengan perusahaan-perusahaan terkemuka mendapatkan keuntungan terlebih dahulu.

Didorong oleh berbagai faktor seperti permintaan pasar, kebijakan, talenta, modal, dan teknologi, industri semikonduktor daya domestik diperkirakan akan memasuki periode perkembangan emas dalam 3-5 tahun ke depan. Terlepas dari apakah dianalisis dari berbagai sudut pandang seperti kesulitan mengejar teknologi, kemajuan tata letak industrialisasi, dan dampak faktor eksternal, semikonduktor daya merupakan salah satu segmen dengan substitusi domestik tercepat dalam waktu dekat. Dalam kasus di mana dampak lingkungan eksternal relatif kecil, penyempitan kesenjangan teknologi dan perluasan kapasitas produksi telah melindungi tren substitusi impor. Saat ini, perangkat daya domestik dengan cepat menggantikan produk kelas menengah dan rendah, dan akan terus meluas ke area kelas menengah dan tinggi di masa mendatang.

Terdapat empat tren perkembangan utama dalam keseluruhan industri perangkat daya:

(1) Konsentrasi industri meningkat, tren pengembangan endogen + ekstensial. Saat ini, produsen luar negeri terkemuka di industri perangkat diskrit menguasai setengah dari pasar global dan polanya stabil. Pola industri domestik kecil, besar, dan tersebar, dengan tata letak teknologi dan produk tunggal. Tren yang tak terhindarkan dalam perkembangan industri domestik adalah sejumlah kecil perusahaan dengan keunggulan kompetitif inti akan memperluas visibilitas produk dan pangsa pasar mereka melalui akumulasi teknologi berkelanjutan dan inovasi independen, dan meluas ke ujung manufaktur dan pengemasan.

(2) Selain tingkat pertumbuhan pasar baru yang tinggi, perusahaan domestik diharapkan dapat memperoleh manfaat dari potensi ruang substitusi impor yang sangat besar. Dalam beberapa tahun terakhir, negara kita telah berkembang pesat di bidang produk kelas menengah ke bawah, dan pasar untuk produk kelas menengah ke atas belum terbuka. Di masa depan, perusahaan domestik yang unggul di industri ini akan memperoleh lebih banyak peluang pengembangan berkat keunggulan geografis, teknologi, dan biaya mereka.

(3) Persyaratan kinerja produk mendorong pengembangan modular dan terintegrasi. Pengembangan industri perangkat diskrit didorong oleh permintaan. Untuk memenuhi kebutuhan akan efisiensi konversi daya yang lebih tinggi, stabilitas, tegangan tinggi, daya tinggi, dan kompleksitas, modularisasi perakitan dan integrasi telah menjadi tren utama pengembangan teknologi, dan desainnya menjadi lebih sulit.

(4) Material pita lebar yang baru muncul masih dalam tahap awal industrialisasi, dan relatif sulit bagi negara-negara domestik untuk mengejar ketertinggalan. Material pita lebar yang diwakili oleh SiC dan GaN memiliki keunggulan dalam menembus batas kinerja perangkat silikon tradisional dan sangat strategis serta berwawasan ke depan. Hambatan teknis terletak pada persiapan material, dan kesenjangan teknologi antara negara domestik dan luar negeri terus menyempit.

Sumber: Pengamatan Industri Inti

Catatan: Artikel ini direproduksi dari internet dan mendukung perlindungan hak kekayaan intelektual. Harap sebutkan sumber dan penulis asli saat mencetak ulang. Jika ada pelanggaran, silakan hubungi kami untuk menghapusnya.

Nomor telepon perusahaan: +86-0755-83044319
Faks/FAX: +86-0755-83975897
Surel: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 Manajer Li

QQ: 332496225 Manajer Qiu

Alamat: Ruang 809, Gedung C, Gedung Teknologi Zhantao, No. 1079 Jalan Minzhi, Distrik Baru Longhua, Shenzhen