Idea teras:

Semikonduktor kuasa dijangka akan membawa kitaran ledakan yang tinggi pada tahun 2021. Pada tahun 2018, didorong oleh pertumbuhan pesat permintaan untuk kenderaan elektrik dan permintaan untuk cip lain yang memenuhi kapasiti pengeluaran 8 inci, semikonduktor kuasa mengalami beberapa pusingan kekurangan dan kenaikan harga; pada tahun 2019, terjejas oleh penurunan telefon pintar, penurunan kereta tradisional, dan pembangunan kenderaan elektrik yang stabil, semikonduktor kuasa menunjukkan prestasi yang mendatar; pada tahun 2020, terjejas oleh wabak ini, permintaan untuk semikonduktor kuasa tidak baik pada separuh pertama tahun ini, tetapi selepas suku ketiga, ia terjejas oleh bekalan kuasa 5G, telefon pintar, industri, kenderaan elektrik dan IOT. Didorong oleh peralatan, dsb., permintaan telah meningkat dengan ketara. Wabak luar negara telah menjejaskan bekalan kapasiti pengeluaran pengeluar asing, dan beberapa produk telah mengalami kekurangan dan kenaikan harga. Kami menilai bahawa didorong oleh pelbagai permintaan, semikonduktor kuasa akan membawa kitaran ledakan yang tinggi pada tahun 2021.

Perspektif industri

Pada tahun 2021, pertumbuhan permintaan + kenaikan harga + penggantian domestik akan membawa peluang pembangunan yang baik untuk semikonduktor kuasa: Dijejaskan oleh wabak mahkota baharu global, semikonduktor kuasa global akan menurun pada tahun 2020. QYResearch meramalkan penurunan tahun ke tahun sebanyak 9.1% pada tahun 2020. Ia dijangka berkembang sebanyak 8.1% tahun ke tahun pada tahun 2021, didorong oleh permintaan untuk telefon bimbit 5G, kenderaan elektrik dan IOT. Pada Suku Keempat 2020, masa penghantaran produk semikonduktor kuasa ON Semikonduktor daripada Infineon, STMicroelectronics dan Diod secara amnya dilanjutkan. Trend kenaikan harga beberapa produk MOSFET adalah jelas, terutamanya Infineon. Jenama domestik juga mengalami kekurangan dan kenaikan harga. Harga MOSFET secara amnya meningkat sebanyak 10-20%. Pada tahun 2019, China telah berkembang menjadi pasaran semikonduktor kuasa terbesar di dunia, menyumbang 35.9% daripada dunia. Walau bagaimanapun, kadar sara diri adalah rendah. Dengan mengambil IGBT sebagai contoh, kadar sara diri pada tahun 2019 hanya 16.3%. Kami percaya bahawa pada tahun 2021, semikonduktor kuasa akan membawa peluang pembangunan yang baik didorong oleh pertumbuhan permintaan + kenaikan harga + penggantian domestik, dan rantaian industri akan mendapat manfaat secara aktif.

Kenderaan tenaga baharu sedang berkembang pesat dan permintaan untuk IGBT berkembang pesat. Kenderaan tenaga baharu memasuki tempoh pertumbuhan pesat. Pada November 2020, pengeluaran dan jualan kenderaan tenaga baharu masing-masing adalah 198,000 dan 200,000, mewakili peningkatan tahun ke tahun masing-masing sebanyak 75.1% dan 104.9%. Diramalkan bahawa bilangan kenderaan tenaga baharu global dijangka mencecah 11 juta pada tahun 2025, dengan China menyumbang 50%. Kenderaan tenaga baharu memerlukan sebilangan besar semikonduktor kuasa baharu. Kenderaan hibrid ringan 48V memerlukan peningkatan lebih daripada US$90, dan kenderaan elektrik atau hibrid memerlukan peningkatan lebih daripada US$330. Dijangkakan bahawa kadar pertumbuhan tahunan kompaun modul IGBT automotif akan mencapai 23.5% dari 2018 hingga 2023. Semikonduktor kuasa automotif adalah sukar dan sangat tertumpu, dengan pengeluar Eropah dan Amerika menduduki kelebihan teras. Pada tahun 2019, syarikat terbesar di dunia ialah Infineon, dengan bahagian pasaran sebanyak 25.5%, dan syarikat kedua terbesar ialah STMicroelectronics, dengan bahagian pasaran sebanyak 13.9%. Lima syarikat teratas menyumbang 62.1% secara keseluruhan, menunjukkan tahap kepekatan yang tinggi. Syarikat-syarikat China mempunyai asas yang lemah dalam bidang semikonduktor kuasa automotif, tetapi kenderaan elektrik China telah berkembang pesat dalam beberapa tahun kebelakangan ini, yang turut memacu pembangunan industri IGBT. Infineon menduduki tempat pertama dalam bidang IGBT kenderaan tenaga baharu China pada tahun 2019, menyumbang 49.3%, diikuti oleh BYD, yang terutamanya membekalkan produknya sendiri, menyumbang 20%, dan Star Semiconductor menduduki tempat ketiga, dengan bahagian pasaran sebanyak 16.6% dan pertumbuhan pesat.

Prestasi semikonduktor generasi ketiga adalah sangat baik dan permintaan semakin meningkat. SiC digunakan terutamanya dalam barangan putih, tenaga baharu (kenderaan elektrik, kuasa angin, fotovoltaik), dan aplikasi perindustrian. Diramalkan bahawa saiz pasaran peranti kuasa silikon karbida akan melebihi US$10 bilion pada tahun 2027. Dari segi aplikasi automotif, MOSFET SiC jelas unggul dari segi prestasi, yang dapat mengurangkan kerugian dan mengurangkan isipadu dan berat modul. Model 3 merupakan yang pertama menggunakan MOSFET SiC, yang membawa masuk penggunaan SiC dalam kenderaan elektrik. Pada tahun 2020, BYD Han juga menggunakan modul SiC, yang berkesan meningkatkan prestasi pecutan, kuasa dan ketahanan. Kenderaan sel bahan api Toyota, model Mirai, dilengkapi dengan SiC, mengurangkan isipadu modul kuasa sebanyak 30% dan mengurangkan kerugian sebanyak 70%. Kami percaya bahawa dengan penurunan kos dan kematangan teknologi secara beransur-ansur, SiC mempunyai ruang aplikasi yang baik dalam kenderaan elektrik.

Perusahaan utama: Star Semiconductor, Hua Hong Semiconductor, China Resources Micro, Silan Micro dan New Clean Energy.

Amaran risiko: Pembangunan kenderaan elektrik tidak memenuhi jangkaan, jualan telefon pintar tidak memenuhi jangkaan, dan kemajuan 5G adalah lebih rendah daripada yang dijangkakan.

1. Pelbagai aplikasi dan pembangunan industri semikonduktor kuasa yang mantap

1.1 Kadar pertumbuhan tahunan purata semikonduktor kuasa global dari 2019 hingga 2025 dijangka sebanyak 4.3%

Semikonduktor kuasa digunakan secara meluas dalam pelbagai produk elektronik. Saiz pasaran semikonduktor kuasa pada tahun 2019 ialah US$17.5 bilion. Yole meramalkan bahawa saiz pasaran dijangka mencecah US$22.5 bilion pada tahun 2025, dan kadar pertumbuhan tahunan purata dari 2019 hingga 2025 dijangka sebanyak 4.3%.

Kadar pertumbuhan purata tahunan keseluruhan modul IGBT dari 2019 hingga 2025 ialah 18%. Dengan mendapat manfaat daripada pembangunan pesat tenaga baharu (kenderaan elektrik, kuasa angin dan fotovoltaik) dan industri kawalan perindustrian, diramalkan bahawa keseluruhan modul IGBT akan mencecah US$5.4 bilion pada tahun 2025, menyumbang 24% daripada keseluruhan pasaran semikonduktor kuasa.

Bidang automotif menyumbang kepada perkadaran terbesar, diikuti oleh motor. Pada tahun 2019, hala tuju automotif (termasuk EV, HEV, MOSFET silikon) adalah US$1.5 bilion, pemacu motor (Pemacu Motor, modul IGBT) adalah US$1.4 bilion, telefon pintar dan peralatan tanpa wayar (MOSFET silikon) adalah US$1.3 bilion, teknologi komputer (Pengkomputeran) dan storan (MOSFET silikon) adalah US$1.2 bilion, hala tuju perindustrian (MOSFET silikon) adalah US$1.1 bilion, dan hala tuju EV dan HEV (Modul IGBT) adalah US$600 juta (yang lain adalah US$10.4 bilion. Berdasarkan perkadaran (jumlah) pelbagai komponen dalam pasaran semikonduktor kuasa, MOSFET silikon menyumbang 45%. Satu lagi komponen utama ialah modul IGBT, dengan saiz pasaran US$3.7 bilion pada tahun 2019. Aplikasi dalam industri, penyongsang penjanaan semula tenaga, EV dan HEV telah menarik banyak perhatian (terutamanya EV dan HEV sebagai hala tuju aplikasi terkini).

Pertumbuhan pesat MOSFET SiC automotif. Disebabkan oleh permintaan daripada pengeluar kereta seperti Tesla di Amerika Syarikat dan BYD di China, modul silikon secara beransur-ansur menggantikan modul IGBT sebagai penyongsang utama. Diramalkan bahawa pasaran MOSFET SiC juga akan berkembang disebabkan oleh pertumbuhan EV dan HEV. Transistor diskret SiC akan bersaing dengan MOSFET pada masa hadapan sebagai sistem pengecas atas kapal yang cekap.

1.2 Pasaran semikonduktor kuasa China menduduki tempat pertama di dunia, dan syarikat-syarikat terkemuka domestik sedang membangun dengan pesat

Pada tahun 2019, pasaran semikonduktor kuasa China menyumbang 35.9% daripada pasaran global: China merupakan pengguna peranti kuasa terbesar di dunia, dan produk utama dalam segmen peranti kuasa semuanya menduduki tempat pertama dalam bahagian pasaran China.

Bahagian pasaran global peneraju domestik masih sangat rendah, dan terdapat jurang yang jelas dengan syarikat gergasi antarabangsa: sama seperti keseluruhan industri semikonduktor, berbanding pengeluar IDM peranti kuasa luar negara, jualan tahunan syarikat peranti kuasa terkemuka domestik (China Resources Micro, Star Semiconductor, New Clean Energy, Yangjie Technology, China Microelectronics, Silan Micro, dll.) sangat berbeza daripada syarikat gergasi antarabangsa, dan struktur produknya rendah, menunjukkan saiz pasaran peranti kuasa China. Terdapat ketidakpadanan yang serius antara model dan kadar autonomi, dan terdapat ruang yang besar untuk penggantian domestik. Pada masa ini, industri semikonduktor kuasa China sedang berkembang pesat. Wingtech Technology memperoleh Nexperia, dan beberapa syarikat semikonduktor kuasa seperti Star Semiconductor, China Resources Micro, dan New Clean Energy telah disenaraikan satu demi satu dan sedang berkembang.

2. Didorong oleh permintaan, semikonduktor kuasa akan mengantar kitaran ledakan tinggi pada tahun 2021

2.1 Masa penghantaran pengeluar semikonduktor kuasa antarabangsa utama dilanjutkan

Pada Suku Keempat 2020, masa penghantaran MOSFET, IGBT dan produk lain Infineon secara amnya telah dilanjutkan, dengan masa penghantaran terpanjang setinggi 30 minggu. Antaranya, harga MOSFET voltan rendah dan voltan tinggi serta transistor penerbangan tentera semakin meningkat. Masa penghantaran produk semikonduktor kuasa STMicroelectronics telah menunjukkan trend lanjutan keseluruhan, dan harga kekal stabil.

Pada Suku Keempat 2020, masa penghantaran produk MOSFET dan transistor Diod telah dilanjutkan, dengan kitaran penghantaran terpanjang mencapai 20 minggu, dan harga MOSFET voltan rendah menunjukkan trend menaik. Masa penghantaran produk siri kuasa ON Semiconductor telah dilanjutkan, dan harga produk MOSFET voltan tinggi dan rendah telah menunjukkan trend menaik.

2.2 Trend kenaikan harga MOSFET semikonduktor kuasa adalah jelas

Kenaikan harga MOSFET adalah antara 10-20%. Menurut maklumat penyelidikan rantaian industri, dari November hingga Disember 2020, jenama luar negara kehabisan stok, terutamanya Infineon. Jenama domestik juga mengalami kekurangan dan kenaikan harga. Harga MOSFET di pasaran secara amnya meningkat sebanyak 10-20%.

China merupakan sebuah negara yang mempunyai permintaan yang tinggi untuk MOSFET, tetapi ia sangat bergantung kepada import. Menurut data IHS, saiz pasaran MOSFET global ialah US$7.6 bilion pada tahun 2019, dengan pasaran domestik menyumbang 39%. Dari perspektif struktur pasaran MOSFET, Infineon, ON Semiconductor, Toshiba, ST dan Renesas bersama-sama menyumbang 61% daripada bahagian pasaran domestik. Pengilang antarabangsa utama mengalami bekalan yang tidak mencukupi dan kekurangan yang jelas.

Permintaan melonjak, dan kapasiti pengeluaran 8 inci yang tidak mencukupi menyebabkan kekurangan dan kenaikan harga. Elektrifikasi automobil telah membawa peningkatan besar kepada MOSFET. Permintaan untuk pemuliharaan tenaga dan perlindungan alam sekitar dalam peranti elektronik hiliran bukan sahaja memacu pertumbuhan permintaannya, tetapi juga membawa kepada peningkatan pesat struktur produk. Permulaan proses pengkomersialan 5G telah mendorong permintaan untuk MOSFET meningkat secara eksponen. Dalam bidang bekalan kuasa cerucuk pengecasan dan bekalan kuasa komunikasi 5G, permintaan diramalkan meningkat sebanyak 20-30% tahun ini. Permintaan terpendam pada separuh pertama tahun ini untuk komputer, peralatan rumah dan pengecasan pantas telah beransur-ansur dikeluarkan. Dari segi penawaran, MOSFET terutamanya bergantung pada faundri wafer 8 inci dan 6 inci, dengan 12 inci dan ke bawah menyumbang lebih daripada 80%. Menurut maklumat penyelidikan rantaian industri, kapasiti pengeluaran 8 inci faundri wafer utama kini penuh. Contohnya, kadar penggunaan kapasiti faundri 8 inci domestik seperti Huahong dan China Resources Micro hampir mencapai kapasiti penuh, dan kapasiti faundri wafer 8 inci UMC akan dimuatkan sepenuhnya sehingga separuh kedua tahun 2021.

Diod (AS dan Taiwan) akan mula menaikkan harga beberapa produk bermula 1 Januari 2021. Diod (AS dan Taiwan) menyatakan dalam notis kenaikan harga kepada pelanggan bahawa disebabkan oleh kesan wabak COVID-19, syarikat menghadapi cabaran daripada peningkatan kos dan masa penghantaran yang lebih lama daripada pembekal. Sehubungan itu, ia akan menaikkan harga beberapa produk bermula 1 Januari 2021.

Produk Silan Micro SGT MOS meningkat sebanyak 20%. Pada 9 Disember, Hangzhou Silan Microelectronics menyatakan bahawa disebabkan oleh kenaikan harga wafer dan bahan pembungkusan MOS, serta kesan kapasiti pengeluaran, kos produk berkaitan syarikat kami terus meningkat. Bagi memastikan bekalan produk dan mengekalkan hubungan perniagaan yang baik, syarikat telah mengkaji dengan teliti dan memutuskan bahawa mulai sekarang (9 Disember 2020), harga produk SGT MOS kami akan meningkat sebanyak 20% pada bulan ini.

Xinjie Energy akan menaikkan harga beberapa produk bermula 1 Januari 2021. Pada 21 Disember 2020, Wuxi New Clean Energy juga mengeluarkan notis pelarasan harga kepada pelanggan. Notis tersebut menyatakan bahawa disebabkan oleh peningkatan berterusan dalam kos bahan mentah dan pembungkusan huluan, kapasiti pengeluaran yang ketat, dan kitaran pengeluaran yang dilanjutkan, kos produk telah meningkat dengan ketara, dan harga asal sukar untuk memenuhi keperluan bekalan.

Semikonduktor kuasa dijangka akan membawa kitaran ledakan tinggi pada tahun 2021. Pada tahun 2018, didorong oleh pertumbuhan pesat permintaan untuk kenderaan elektrik dan permintaan untuk cip lain yang memenuhi kapasiti pengeluaran 8 inci, semikonduktor kuasa mengalami beberapa kekurangan dan kenaikan harga; pada tahun 2019, terjejas oleh penurunan telefon pintar, penurunan kereta tradisional, dan perkembangan kenderaan elektrik yang stabil, semikonduktor kuasa menunjukkan prestasi yang mendatar; pada tahun 2020, terjejas oleh wabak ini, permintaan untuk semikonduktor kuasa tidak baik pada separuh pertama tahun ini, tetapi selepas suku ketiga, ia terjejas oleh bekalan kuasa 5G, telefon pintar, pengecasan pantas, industri, kenderaan elektrik, dan Didorong oleh peralatan IoT, dsb., permintaan telah meningkat dengan ketara, dan beberapa produk telah mengalami kekurangan dan kenaikan harga. Kami menilai bahawa semikonduktor kuasa akan membawa kitaran ledakan tinggi pada tahun 2021.

3. Permintaan yang kukuh untuk kenderaan elektrik + didorong oleh permintaan dalam pelbagai bidang + penggantian domestik, IGBT mempunyai masa depan yang cerah

3.1 IGBT - permata mahkota peranti kuasa, CPU dalam peranti dan sistem elektronik kuasa

IGBT ialah peranti semikonduktor kuasa bersepadu dengan prinsip kerja yang kompleks. Secara strukturnya, IGBT mengintegrasikan hampir semua struktur asas peranti semikonduktor, seperti diod, BJT, transistor kesan medan simpang JFET, MOSFET dan SCR. Perubahan dalam parameter struktur IGBT akan menyebabkan perubahan yang sepadan dalam prestasinya. Dari segi teknologi proses, IGBT menggunakan teknologi litar bersepadu MOS untuk penyepaduan kuasa kawasan besar. Reka bentuk menunjukkan bahawa saiz sel unit berkurangan. Lebih banyak sel yang disepadukan secara selari, penurunan voltan keadaan hidup (kehilangan pengaliran) secara beransur-ansur berkurangan.

Teknologi IGBT telah dicipta selama lebih 30 tahun dan kebanyakannya telah melalui 6 generasi penambahbaikan teknologi dan proses. Secara strukturnya, IGBT boleh dibahagikan kepada struktur menegak, struktur get IGBT dan teknologi pemprosesan wafer silikon. Trend pembangunan utama adalah untuk mengurangkan kerugian.

IGBT sesuai untuk medan voltan tinggi: IGBT ialah peranti semikonduktor kuasa komposit yang terdiri daripada BJT dan MOSFET. Ia bukan sahaja mempunyai kelebihan kelajuan pensuisan MOSFET yang tinggi, impedans input yang tinggi, kuasa kawalan yang kecil, litar pemacu mudah dan kehilangan pensuisan yang kecil, tetapi juga mempunyai kelebihan voltan hidup rendah BJT, arus hidup yang besar dan kehilangan kecil. Ia tidak dapat ditandingi oleh peranti kuasa lain dari segi voltan tinggi, arus besar dan kelajuan tinggi. Oleh itu, ia merupakan peranti pensuisan yang ideal dalam bidang elektronik kuasa dan merupakan hala tuju utama pembangunan aplikasi masa hadapan. Kestabilan IGBT sedikit lebih teruk daripada MOSFET dan lebih kuat daripada BJT. Walau bagaimanapun, voltan tahan IGBT lebih mudah dibuat lebih tinggi daripada MOSFET dan tidak mudah gagal disebabkan oleh kerosakan sekunder, menjadikannya sesuai untuk aplikasi voltan tinggi.

Sebagai peranti teras dalam bidang kawalan dan automasi perindustrian, modul IGBT digunakan secara meluas dalam pelbagai bidang seperti penjimatan tenaga motor, pengangkutan rel, grid pintar, aeroangkasa, perkakas rumah, elektronik automotif, penjanaan kuasa tenaga baharu, kenderaan tenaga baharu, dan sebagainya. Dengan perkembangan kenderaan tenaga baharu dan populariti peralatan putih frekuensi boleh ubah, pasaran IGBT terus meningkat. Ia bukan sahaja meningkatkan tahap automasi dan ketepatan kawalan peralatan dalam aplikasi perindustrian, tetapi juga meningkatkan kecekapan aplikasi tenaga elektrik dengan ketara, sambil mengurangkan jumlah dan berat produk serta menjimatkan bahan.

IGBT mempunyai kelebihan yang kukuh melebihi 600V dan kini boleh digunakan pada voltan tinggi 6500V. Dalam bidang voltan tinggi, SiC MOSFET merupakan pesaing IGBT, tetapi kosnya masih tinggi.

Dengan peningkatan aplikasi yang berterusan, keperluan baharu telah dikemukakan untuk cip dan modul IGBT. Cip diperlukan untuk mengurangkan luas dan mencapai pensuisan pantas. IGBT diperlukan untuk membawa voltan dan arus yang lebih tinggi, dan mempunyai kehilangan yang rendah dan kebolehpercayaan yang tinggi.

Modul kuasa gred automotif memerlukan kebolehpercayaan operasi elektrik yang lebih tinggi, jangka hayat yang lebih tinggi, penjimatan tenaga yang lebih baik, anti-gangguan yang kuat, ringan, padat, dan sebagainya.

Bagi memenuhi pelbagai keperluan aplikasi, teknologi pembungkusan modul kuasa juga sentiasa berkembang, terutamanya termasuk teknologi baharu untuk peranti Si, mengurangkan rintangan haba, kaedah kimpalan cip baharu, pelesapan haba dua sisi, meningkatkan integrasi, dan sebagainya.

3.2 Kenderaan tenaga baharu merupakan penggerak utama bagi pertumbuhan modul IGBT

Nilai semikonduktor kuasa untuk kenderaan tenaga baharu telah meningkat dengan ketara: nilai peranti kuasa baharu terutamanya datang daripada sistem "tiga kuasa" automobil, termasuk kawalan kuasa, pemacu elektrik dan sistem bateri. Dalam unit kawalan kuasa, modul IGBT atau SiC menukar arus terus voltan tinggi kepada arus ulang-alik yang memacu motor tiga fasa; dalam pengecas atas kapal, penukar AC/DC dan DC/DC, tiub tunggal IGBT atau SiC, MOS dan SBD digunakan; dalam pengawal tambahan voltan tinggi seperti stereng kuasa elektrik, pam air, pam minyak, PTC dan pemampat penghawa dingin, tiub atau modul tunggal IGBT digunakan; dalam sistem mula-henti ISG, kenderaan elektrik tiub tunggal MOS digunakan dalam pengawal voltan rendah seperti pengelap tingkap.

? (1) Sistem kawalan kelajuan elektrik: Terdapat dua bentuk utama peranti kuasa dalam sistem kawalan kelajuan motor kenderaan tenaga baharu: pencincang untuk motor DC dan penyongsang untuk motor AC. (1) Pencincang: Untuk sistem kawalan kelajuan motor DC, pencincang biasanya digunakan. Litar kuasa agak mudah dan kecekapannya agak tinggi. Dengan perkembangan peranti kuasa, frekuensi pencincang boleh mencapai beberapa ribu hertz, jadi ia sangat sesuai untuk pengawalaturan kelajuan cengkaman DC. Kenderaan tenaga baharu dipacu oleh motor DC. Sama ada motor siri atau motor teruja berasingan, pencincang digunakan sebagai penukar kuasa. Peranti kuasa pencincang kebanyakannya menggunakan MOSFET dan BJT. (2) Dalam mod penukaran DC/DC penyongsang, secara amnya terdapat dua kaedah: pencincang DC campur penyongsang dan penyongsang DC/DA. Oleh kerana voltan bekalan kuasa kenderaan tenaga baharu adalah rendah, jika kaedah sebelumnya digunakan, akan terdapat terlalu banyak pautan penghantaran tenaga, yang akan mengurangkan kecekapan keseluruhan sistem. Penggunaan penyongsang voltan PWM mempunyai litar mudah, beberapa pautan dan kecekapan yang tinggi. Di samping itu, penukar pautan DC resonan dan penukar pautan AC resonan frekuensi tinggi kini telah muncul. Disebabkan penggunaan teknologi pensuisan voltan sifar atau arus sifar, penukar resonan mempunyai kelebihan kehilangan pensuisan yang kecil, gangguan elektromagnet yang kecil, bunyi bising yang rendah, ketumpatan kuasa yang tinggi dan kebolehpercayaan yang tinggi.

? (2) Penukar tenaga: Komponen utama penukar tenaga kenderaan tenaga baharu ialah peranti kuasa. Peranti kuasa yang biasa digunakan pada masa ini termasuk CTO, BJT, MOSFET, IGBT, SITSITH, dan MCT. Antaranya, CTO dan MCT mempunyai kelajuan pensuisan yang tinggi, keupayaan penghantaran tenaga yang tinggi, ciri dinamik yang unggul, dan kebolehpercayaan yang tinggi. Ia sangat sesuai untuk memandu kenderaan elektrik. Pada masa yang sama, peranti kuasa boleh mempengaruhi struktur penukar tenaga. Penukar DC-DC dan DC-AC masing-masing digunakan dalam motor DC dan motor AC.

(3) Peranti pengecasan atas kapal: Pembangunan pengecas atas kapal merupakan syarat yang perlu untuk pembangunan kenderaan tenaga baharu, kerana ia boleh menambah kuasa daripada grid AC ke dalam bateri setiap kenderaan elektrik dengan berkesan. Fungsi pengecas adalah untuk menukar arus ulang-alik kepada arus terus, yang memerlukan penggunaan peranti kuasa seperti IGBT. Kenderaan tenaga baharu telah mengemukakan keperluan baharu untuk peranti kuasa ini. Ia bukan sahaja memerlukan pengecasan dua peringkat arus malar dan voltan malar, tetapi juga memerlukan kecekapan tinggi, ringan, pelbagai fungsi perlindungan seperti pemeriksaan kendiri dan pengecasan automatik, dan keupayaan untuk memprogram lengkung masa pengecasan, memantau suhu bateri, dan tidak mempunyai pencemaran kepada grid kuasa.

? (4) Cerucuk pengecasan: Sebagai kemudahan sokongan asas yang sangat diperlukan untuk kenderaan tenaga baharu, industri cerucuk pengecasan negara saya juga berada dalam tempoh pembinaan yang pesat berkembang, dan ruang pasaran masa depan adalah luas. Statistik Infineon menunjukkan bahawa cerucuk pengecasan 100 kW memerlukan peranti kuasa bernilai US$200-300, dan modul IGBT adalah peranti teras cerucuk pengecasan.

Kenderaan elektrik yang berbeza memerlukan kuantiti peranti semikonduktor kuasa yang berbeza. Apabila bilangan kenderaan elektrik tulen meningkat, peranti semikonduktor kuasa automotif akan menyaksikan peningkatan jumlah dan harga.

Menurut data Infineon, pada tahun 2020, kenderaan hibrid ringan 48V perlu menambah semikonduktor kuasa sebanyak $90, dan kenderaan elektrik atau hibrid perlu menambah semikonduktor kuasa sebanyak $330.

Pada tahun 2019, bilangan kenderaan elektrik global mencecah 2.21 juta, peningkatan tahun ke tahun sebanyak 10%, dan jualan kenderaan tenaga baharu China adalah 1.206 juta, penurunan tahun ke tahun sebanyak 4.0%.

Pada November 2020, pengeluaran dan jualan kenderaan tenaga baharu masing-masing adalah 198,000 dan 200,000, peningkatan tahun ke tahun masing-masing sebanyak 75.1% dan 104.9%. Dari Januari hingga November 2020, pengeluaran dan jualan kenderaan tenaga baharu masing-masing adalah 1.119 juta dan 1.109 juta, yang mana output menurun sebanyak 0.1% tahun ke tahun dan jualan meningkat sebanyak 3.9% tahun ke tahun.

BloombergNEF meramalkan bahawa bilangan kenderaan tenaga baharu global dijangka mencecah 11 juta pada tahun 2025, dengan China menyumbang 50%. Ia dijangka mencecah 28 juta pada tahun 2030 dan 56 juta pada tahun 2040. Menjelang masa itu, jualan kenderaan elektrik akan menyumbang 57% daripada semua jualan kereta baharu.

Semikonduktor kuasa automotif adalah sukar dan sangat tertumpu, dengan pengeluar Eropah dan Amerika menduduki kelebihan teras. Pada tahun 2019, pasaran semikonduktor automotif global mencecah AS$37.2 bilion. Infineon menduduki tempat pertama dengan bahagian pasaran sebanyak 13.4%, dan lima syarikat teratas digabungkan menyumbang 49.1%. Syarikat terbesar di dunia dalam semikonduktor kuasa automotif ialah Infineon, dengan bahagian pasaran sebanyak 25.5%. Syarikat kedua terbesar ialah STMicroelectronics, dengan bahagian pasaran sebanyak 13.9%. Lima syarikat teratas menyumbang sejumlah 62.1%, menunjukkan tahap kepekatan yang tinggi.

Star Semiconductor sedang meningkat naik dengan pesat. Automobil China mempunyai asas yang lemah dan perkembangan yang perlahan dalam bidang semikonduktor kuasa automotif. Walau bagaimanapun, kenderaan elektrik China telah berkembang pesat dalam beberapa tahun kebelakangan ini, yang turut memacu pembangunan industri IGBT. Menurut data Zos Automotive Research, menurut data jualan, Infineon menduduki tempat pertama dalam bidang IGBT kenderaan tenaga baharu China pada tahun 2019, menyumbang 49.3%, diikuti oleh BYD, yang terutamanya membekalkan produknya sendiri, menyumbang 20%, dan Star Semiconductor menduduki tempat ketiga, dengan bahagian pasaran sebanyak 16.6%.

3.3 Kawalan perindustrian, tenaga baharu, penukaran frekuensi perkakas rumah dan bidang lain menggalakkan pertumbuhan IGBT yang stabil

Peranti semikonduktor kuasa semakin banyak digunakan dalam industri pengurusan kuasa. Pada masa hadapan, kawalan perindustrian, tenaga baharu, peralatan rumah frekuensi boleh ubah, pusat data, 5G, IOT dan bidang lain akan menjadi bidang teras untuk pertumbuhan pesat peranti semikonduktor kuasa, dan permintaan untuk IGBT akan terus meningkat.

3.3.1 Kawalan perindustrian merupakan bidang aplikasi IGBT yang terbesar, dengan pertumbuhan permintaan yang stabil

Modul IGBT merupakan komponen teras dalam industri kawalan perindustrian dan bekalan kuasa tradisional seperti penukar frekuensi dan mesin kimpalan inverter, dan telah digunakan secara meluas dalam bidang ini. Memandangkan pasaran industri kawalan perindustrian dan bekalan kuasa secara beransur-ansur pulih, dijangkakan saiz pasaran modul IGBT dalam bidang ini juga akan berkembang secara beransur-ansur.

1) Industri penukar frekuensi: Modul IGBT bukan sahaja memainkan peranan transistor tradisional dalam penukar frekuensi, tetapi juga merangkumi bahagian penerus. Isyarat gelombang sinus yang dihasilkan oleh pengawal diasingkan oleh gandingan optik dan kemudian memasuki IGBT. IGBT menukar kuasa DC yang diperbetulkan 380V (220V) kepada kuasa AC untuk output semula mengikut perubahan isyarat.

Saiz pasaran industri penukar frekuensi negara saya secara amnya semakin meningkat. Penukar frekuensi telah memasuki bidang tenaga baharu dan akan mengekalkan pertumbuhan yang stabil dalam bidang perindustrian seperti metalurgi, arang batu dan petrokimia. Berlatarbelakangkan peningkatan kadar pembandaran, permintaan untuk penukar frekuensi dalam utiliti awam seperti pentadbiran perbandaran dan transit kereta api akan terus berkembang, sekali gus menggalakkan pengembangan saiz pasaran. Dalam beberapa tahun akan datang, pasaran untuk penyongsang voltan tinggi dengan fungsi kecekapan tinggi dan penjimatan tenaga akan terus berkembang didorong oleh dasar. Menjelang 2023, saiz pasaran penyongsang voltan tinggi akan mencecah kira-kira 17.5 bilion yuan.

2) Industri mesin kimpalan inverter: Bekalan kuasa kimpalan arka inverter, juga dikenali sebagai inverter kimpalan arka, merupakan sejenis bekalan kuasa kimpalan baharu. Bekalan kuasa jenis ini secara amnya menukar voltan rangkaian AC frekuensi kuasa tiga fasa (50 Hz) kepada DC melalui pembetulan dan penapisan oleh penerus input, dan kemudian membalikkannya kepada voltan AC frekuensi pertengahan beberapa ribu hertz kepada puluhan ribu hertz melalui tindakan pensuisan berselang-seli komponen elektronik pensuisan berkuasa tinggi (IGBT). Pada masa yang sama, ia dikurangkan kepada voltan puluhan volt yang sesuai untuk kimpalan melalui transformer, dan kemudian diperbetulkan semula dan ditapis oleh reaktans untuk mengeluarkan arus kimpalan DC yang agak stabil.

Menurut data daripada Biro Statistik Kebangsaan, pengeluaran mesin kimpalan elektrik negara saya pada tahun 2018 adalah 8.533 juta unit, peningkatan sebanyak 584,600 unit berbanding tahun 2017. Peningkatan pasaran mesin kimpalan yang berterusan juga akan memastikan peningkatan permintaan secara beransur-ansur untuk IGBT.

3.3.2 Penjanaan kuasa fotovoltaik dan angin berkembang pesat, dan IGBT mengalu-alukan pemacu pertumbuhan baharu

Oleh kerana output tenaga elektrik oleh penjanaan kuasa tenaga baharu tidak memenuhi keperluan grid, ia perlu diubah suai menjadi kuasa DC melalui inverter fotovoltaik atau inverter kuasa angin, dan kemudian diterbalikkan menjadi kuasa AC yang memenuhi keperluan grid sebelum dimasukkan ke grid. Modul IGBT adalah komponen teras inverter fotovoltaik dan inverter kuasa angin. Perkembangan pesat industri penjanaan kuasa tenaga baharu akan menjadi satu lagi daya penggerak untuk pertumbuhan berterusan industri modul IGBT. Penjanaan kuasa global pada tahun 2015 ialah 6414 GW, dan dijangkakan penjanaan kuasa global akan mencapai 8647 GW pada tahun 2025, dengan CAGR 10 tahun sebanyak 3.0%, di mana penjanaan kuasa tenaga boleh diperbaharui mempunyai kadar pertumbuhan yang lebih pantas, dengan CAGR sebanyak 5.9%; Jika dipecahkan lagi, kadar pertumbuhan penjanaan kuasa solar dan penjanaan kuasa angin adalah lebih tinggi daripada kadar pertumbuhan kompaun penjanaan kuasa tenaga boleh diperbaharui, dan CAGR 15-25 tahun penjanaan kuasa solar ialah CAGR penjanaan kuasa tenaga angin ialah 16.4%, yang jauh lebih tinggi daripada kadar pertumbuhan purata industri. Dari perspektif serantau, kuasa angin berkembang pesat di China, Eropah dan Amerika Syarikat, manakala kuasa solar berkembang pesat di China, Eropah, Amerika Syarikat dan rantau Asia Pasifik yang lain.

Kuasa angin: Kuasa angin terutamanya dibangunkan secara aktif oleh China dan Amerika Syarikat. Dalam jangka sederhana hingga panjang, penjanaan kuasa angin berkembang dengan stabil. Berbanding dengan penjanaan kuasa terma, permintaan untuk semikonduktor bagi setiap 1MW loji kuasa angin adalah 30 kali ganda daripada loji kuasa terma. Kuasa turbin angin ialah 1.5 MW pada tahun 2011 dan telah berkembang kepada 2-3 MW pada tahun 2017. Pertumbuhan penjanaan kuasa angin yang stabil akan meletakkan permintaan baharu pada semikonduktor kuasa.

Penjanaan kuasa solar: IHS meramalkan bahawa kadar pertumbuhan kompaun permintaan untuk modul IGBT daripada penjanaan kuasa solar akan menjadi 9.0% dari 2016 hingga 2021. Untuk memenuhi keperluan penjanaan kuasa solar tenaga hijau dan sambungan grid inverter dengan berkesan, gabungan peranti kawalan, pemacu dan kuasa output yang betul diperlukan. IGBT merupakan pilihan yang tidak dapat dielakkan sebagai suis kuasa, dan inverter PV juga akan menjadi salah satu kumpulan pertama peranti berasaskan SiC, yang akan meningkatkan nilai IGBT dengan ketara.

Pengeluar inverter fotovoltaik China sedang meningkat naik, dan IGBT juga semakin meningkat naik. Pada masa ini, pengeluar tempatan, terutamanya Huawei dan Sungrow, terus mencapai kejayaan dalam pasaran inverter fotovoltaik. Menurut statistik SolarEdge, pada tahun 2018, bahagian pasaran inverter global Huawei mencapai 22%, menduduki tempat pertama di dunia dalam bahagian pasaran, dan bahagian pasaran Sungrow adalah 15%, menduduki tempat kedua di dunia. Terutamanya dalam pasaran inverter rentetan tiga fasa, bahagian pasaran Huawei mencapai 56% pada tahun 2017, dengan kelebihan pasaran yang ketara. Perkembangan pesat pengeluar inverter fotovoltaik Cina telah membawa kelebihan penyetempatan yang ketara kepada penggantian IGBT domestik.

3.3.3 Penukaran frekuensi dalam perkakas rumah global sedang mempercepatkan penembusan, dan IGBT menghadapi peluang pembangunan yang baik

Modul IGBT merupakan komponen teras penyongsang perkakas rumah frekuensi boleh ubah. Fungsi pembukaan dan penutupan frekuensi tinggi IGBT boleh memberikan kelebihan berikut: 1. Kehilangan konduksi dan kehilangan pensuisan yang kecil; 2. Prestasi EMI yang cemerlang, yang boleh memenuhi keperluan EMI dengan mengubah saiz perintang pemacu sambil mengekalkan kerugian pensuisan dalam julat yang munasabah; 3. Rintangan litar pintas yang kuat; 4. Lonjakan voltan kecil (untuk melindungi perkakas rumah). Sebagai pasaran perkakas rumah dan pangkalan pengeluaran terbesar di dunia, China juga memupuk pasaran IGBT berskala besar. Mengambil industri penyaman udara sebagai contoh, China, sebagai pasaran perkakas rumah dan pangkalan pengeluaran terbesar di dunia, juga memupuk pasaran IPM berskala besar.

Penukaran frekuensi peralatan rumah dapat menjimatkan tenaga dengan ketara. Berbanding dengan peralatan rumah tradisional, peralatan rumah frekuensi boleh ubah mempunyai kelebihan semula jadi yang jelas dari segi kecekapan tenaga, prestasi dan kawalan pintar. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, peralatan rumah penukaran frekuensi berada dalam peringkat pembangunan yang komprehensif dan kebanyakannya digunakan dalam penghawa dingin, ketuhar gelombang mikro, peti sejuk, pemanas air dan peralatan lain yang menggunakan sejumlah besar kuasa. Contohnya, berbanding dengan peti sejuk tidak boleh ubah, peti sejuk frekuensi boleh ubah mempunyai jangka hayat yang lebih lama, kurang bunyi bising, dan boleh menjimatkan 40% penggunaan tenaga.

Kadar penembusan penukaran frekuensi peralatan rumah diramalkan pada tahun 2022 adalah 65%. Menurut statistik IHS, jualan peralatan rumah global pada tahun 2017 adalah kira-kira 711 juta unit, di mana 467 juta adalah peralatan frekuensi tidak berubah-ubah, menyumbang 66%, manakala bilangan peralatan frekuensi berubah-ubah adalah 244 juta unit, menyumbang 34%. Dijangkakan jumlah jualan peralatan rumah frekuensi berubah-ubah akan mencapai 585 juta unit menjelang 2022, menyumbang 65%, dan CAGR jualan dari 17 hingga 22 akan menjadi 19.1%, manakala jumlah jualan peralatan rumah tidak berubah-ubah akan menurun kepada 317 juta unit, menyumbang 35%.

Nilai semikonduktor kuasa untuk peralatan rumah penukaran frekuensi telah meningkat dengan ketara. Peningkatan pesat dalam jumlah peralatan rumah frekuensi boleh ubah akan meningkatkan nilai semikonduktor seunit peralatan rumah dengan ketara. Infineon meramalkan bahawa nilai semikonduktor akan meningkat daripada 0.7 euro untuk peralatan rumah tidak boleh ubah kepada 9.5 euro. Semikonduktor yang meningkat terutamanya adalah semikonduktor kuasa. Dengan mengandaikan bahawa 9.5 euro ialah nilai semikonduktor purata seunit peralatan rumah frekuensi boleh ubah, pasaran semikonduktor peralatan rumah dijangka akan berkembang daripada 2.645 bilion euro pada tahun 2017 kepada 2.645 bilion euro pada tahun 2022. 5.779 bilion yuan, dengan CAGR sebanyak 16.9% daripada 17 hingga 22 tahun.

Menurut data IHS, saiz pasaran semikonduktor kuasa isi rumah dijangka meningkat daripada US$1.44 bilion pada 2017 kepada US$2.67 bilion pada 2021, dengan kadar pertumbuhan kompaun sebanyak 1

Dengan promosi pemuliharaan tenaga global dan perlindungan alam sekitar yang giat, kadar penembusan penukaran frekuensi untuk peralatan rumah putih akan meningkat secara beransur-ansur, dan semikonduktor kuasa, sebagai komponen teras penukar frekuensi, akan mendapat manfaat yang ketara.

3.4 Pertumbuhan dalam pelbagai bidang: Modul IGBT untuk automobil dijangka mempunyai kadar pertumbuhan tahunan kompaun sebanyak 23.5% dari 2018 hingga 2023

Saiz pasaran IGBT global mencecah AS$6.21 bilion pada tahun 2018. Menurut data IHS, saiz pasaran IGBT global ialah AS$5.255 bilion pada tahun 2017, peningkatan tahun ke tahun sebanyak 16.5% pada tahun 2016. Saiz pasaran IGBT global pada tahun 2018 adalah kira-kira AS$6.21 bilion.

4. Didorong oleh permintaan untuk kenderaan elektrik, silikon karbida menghadapi peluang pembangunan baharu

4.1 Prestasi cemerlang, generasi ketiga semikonduktor muncul pada saat bersejarah

MOSFET berasaskan SiC dan GaN telah menembusi had prestasi, dan penaiktarafan teknologi adalah penting: Berbanding dengan bahan semikonduktor generasi pertama dan kedua, bahan semikonduktor generasi ketiga mempunyai jurang jalur yang luas, medan elektrik pecahan yang tinggi, kekonduksian terma yang tinggi, kadar ketepuan elektron yang tinggi dan rintangan sinaran yang lebih tinggi, dan oleh itu lebih sesuai untuk membuat peranti suhu tinggi, frekuensi tinggi, tahan sinaran dan berkuasa tinggi. Dalam usaha mencapai saiz peranti yang lebih kecil dan prestasi yang lebih baik, pengeluar peranti kuasa secara beransur-ansur mempromosikan penyelesaian teknologi generasi akan datang untuk MOSFET berasaskan SiC dan GaN. Contohnya, 1) MOSFET berasaskan SiC mempunyai struktur kristal yang sangat stabil berbanding MOSFET berasaskan silikon, dan suhu operasi boleh mencapai 600°C; 2) Kekuatan medan pecahan SiC adalah lebih daripada sepuluh kali ganda daripada silikon, jadi voltan penyekatan MOSFET berasaskan SiC adalah lebih tinggi; 3) Kehilangan konduksi SiC jauh lebih kecil daripada peranti silikon, dan ia berubah sangat sedikit dengan suhu; 4) Kekonduksian terma SiC hampir 2.5 kali ganda daripada bahan Si. Kadar hanyutan elektron tepu adalah 2 kali ganda daripada Si, jadi peranti SiC boleh beroperasi pada frekuensi yang lebih tinggi.

SiC digunakan terutamanya dalam barangan putih, tenaga baharu (kenderaan elektrik, kuasa angin, fotovoltaik), aplikasi perindustrian, dan sebagainya.

4.2 Silikon karbida dijangka memainkan peranan utama dalam bidang kenderaan elektrik

Dari segi aplikasi automotif, MOSFET SiC jelas unggul dari segi prestasi, yang dapat mengurangkan kerugian dan mengurangkan isipadu serta berat modul. IGBT pula unggul dari segi kebolehpercayaan dan keteguhan. Peranti silikon karbida digunakan dalam sistem pengecasan kenderaan dan sistem penukaran kuasa, yang dapat mengurangkan kerugian pensuisan dengan berkesan, meningkatkan suhu operasi muktamad dan meningkatkan kecekapan sistem.

Model 3 merupakan yang pertama menggunakan MOSFET SiC, mempelopori penggunaan SiC dalam kenderaan elektrik.

Modul inverter Tesla merupakan yang pertama menggunakan 24 MOSFET SiC silikon karbida, yang disediakan oleh STMicroelectronics. Kemudian, Infineon juga menjadi pembekal semikonduktor kuasa SiC Tesla. Keseluruhan unit modul kuasa terdiri daripada modul tiub tunggal, menggunakan topologi inverter 6-suis standard. Setiap suis terdiri daripada 4 modul tiub tunggal, dengan sejumlah 24 modul tiub tunggal. Peranti ini mempunyai voltan tahan 650V. Reka bentuk modul tiub tunggal SiC Model 3 adalah selaras dengan penggunaan idea tiub tunggal Infineon IGBT Model S/X. Kelebihannya ialah ia boleh mencapai kebolehskalaan pada tahap kuasa yang berbeza, di samping meningkatkan hasil pembungkusan modul dan mengurangkan kos peranti semikonduktor.

BYD Han menggunakan SiC MOSFET untuk meningkatkan prestasi pecutan, kuasa dan ketahanan.

Pada tahun 2020, pengawal motor EV Han BYD menggunakan modul kawalan MOSFET SiC yang dibangunkan dan dikeluarkan secara bebas oleh BYD buat kali pertama, yang telah meningkatkan prestasi motor dengan ketara.

Silikon karbida mempunyai prestasi pecutan yang baik. Manfaat paling langsung daripada jurang jalur yang luas ialah kekuatan medan kerosakan yang lebih tinggi, yang bermaksud ia boleh menahan voltan tinggi, yang bermaksud ia boleh mengawal voltan sistem yang lebih tinggi. BYD Han mampu menggunakan platform voltan 650V, yang juga disebabkan oleh silikon karbida. Voltan tinggi bermaksud arus rendah, yang mengurangkan kerugian dalam perintang peralatan. Untuk reka bentuk motor, ia juga lebih mudah untuk mencapai kuasa yang lebih tinggi dalam saiz yang kecil. Oleh itu, BYD Han boleh mencapai prestasi pecutan 0-100 dengan mudah iaitu 3.9S.

Silikon karbida boleh mencapai kebarangkalian yang tinggi dan hayat bateri yang tinggi. Selain kelebihan yang dibawa oleh jurang jalur yang luas, silikon karbida juga mempunyai dua kelebihan utama, satu ialah kelajuan elektron tepu yang lebih tinggi, dan yang satu lagi ialah kekonduksian terma yang lebih tinggi dan rintangan suhu yang lebih tinggi. Elektron tepu adalah pantas, yang bermaksud ia boleh melepasi arus yang lebih besar. Kelajuan tepu elektron bahan silikon karbida adalah dua kali ganda daripada bahan silikon. Oleh itu, semasa mereka bentuk peranti, lebih mudah untuk memadankan keamatan arus daripada arus tepu peranti, sekali gus mencapai rintangan yang lebih rendah dalam keadaan hidup. Ini boleh mengurangkan kehilangan kuasa, membantu mengurangkan haba peranti, dan memudahkan reka bentuk pelesapan haba. Terutamanya dalam keadaan arus tinggi serta-merta, pengumpulan suhu peralatan berkurangan, ditambah pula dengan peningkatan rintangan suhu dan kekonduksian terma bahan itu sendiri yang lebih kuat, ia juga memudahkan peralatan untuk menghilangkan haba. Kenderaan juga boleh meletup dengan kuasa yang lebih besar. Inilah sebabnya mengapa BYD Han boleh mencapai kuasa 363Kw. Menggunakan litium besi fosfat, jarak pelayaran boleh mencapai 605 kilometer, yang jelas juga disebabkan oleh silikon karbida.

Kenderaan sel bahan api Toyota model Mirai menggunakan modul silikon karbida

Denso telah memulakan pengeluaran besar-besaran modul kuasa rangsangan generasi baharu yang dilengkapi dengan semikonduktor kuasa SiC (silikon karbida), yang akan digunakan dalam model kenderaan sel bahan api Toyota Mirai. Denso dan modul kuasa SiC Toyota telah digunakan dalam HEV, bas sel bahan api dan kereta penumpang sel bahan api. Komponen teras sel bahan api keadaan pepejal generasi seterusnya Mirai baharu, Toyota FC Stack, digandingkan dengan penukar rangsangan FC menggunakan berbilang semikonduktor kuasa SiC. Fungsi penukar rangsangan adalah untuk mengeluarkan voltan yang lebih tinggi daripada voltan input.

Saiz modul kuasa dikurangkan sebanyak 30% dan kehilangannya dikurangkan sebanyak 70%. Menurut pengiraan Denso, berbanding dengan produk yang menggunakan semikonduktor kuasa berasaskan Si, modul kuasa rangsangan baharu yang dilengkapi dengan semikonduktor kuasa SiC (termasuk diod dan transistor) adalah kira-kira 30% lebih kecil saiznya dan mengurangkan kehilangan sebanyak kira-kira 70%. Ia mencapai pengecilan modul kuasa sambil meningkatkan kecekapan bahan api kenderaan.

Mirai baharu yang dilengkapi dengan modul SiC mempunyai peningkatan jarak pelayaran sebanyak 30%. Toyota berkata bahawa dengan menggunakan semikonduktor SiC dalam transformer langkah naik FC dan menggunakan bateri voltan rendah litium-ion, ia dapat mengurangkan kehilangan penggunaan tenaga sistem. Pada masa yang sama, berdasarkan peningkatan prestasi susunan FC, kecekapan penjanaan kuasa dipertingkatkan dengan menggunakan teknologi kawalan penjanaan semula aktif pemangkin. Hasilnya, Toyota telah mencapai jarak pelayaran maksimum kira-kira 850km dalam keadaan operasi Mirai WLTC baharu, iaitu kira-kira 30% lebih tinggi daripada model generasi sebelumnya.

4.3 Diramalkan bahawa skala peranti kuasa silikon karbida akan melebihi 10 bilion dolar AS pada tahun 2027

Diramalkan bahawa saiz pasaran peranti kuasa silikon karbida akan melebihi US$10 bilion pada tahun 2027. Saiz pasaran peranti kuasa silikon karbida adalah kira-kira US$390 juta pada tahun 2018. Didorong oleh permintaan yang besar untuk kenderaan tenaga baharu dan peralatan kuasa serta bidang lain, IHS meramalkan bahawa saiz pasaran peranti kuasa silikon karbida akan melebihi US$10 bilion menjelang 2027. Bermula dari tahun 2021, didorong oleh kenderaan elektrik, SiC MOSFET akan mengekalkan pertumbuhan pesat dan menjadi peranti kuasa SiC diskret paling laris.

5. Lebih daripada 80% semikonduktor kuasa bergantung pada import, dan syarikat domestik sedang cuba mengejar ketinggalan.

5.1 Syarikat-syarikat Eropah, Amerika dan Jepun mempunyai kelebihan yang jelas dalam bidang semikonduktor kuasa

Menurut statistik Infineon, saiz pasaran peranti dan modul semikonduktor kuasa global pada tahun 2019 adalah US$21 bilion. Eropah, Amerika Syarikat dan Jepun menunjukkan trend tiga kaki. Infineon menduduki tempat pertama, menyumbang 19%, diikuti oleh ON Semiconductor, menyumbang 8.4%. Sepuluh syarikat teratas mempunyai gabungan bahagian pasaran sebanyak 58.3%.

Pada tahun 2019, pasaran MOSFET global mencecah AS$8.1 bilion. Infineon menduduki tempat pertama dengan kelebihan mutlak, dengan bahagian pasaran sebanyak 24.6%, dan bahagian pasaran lima syarikat teratas mencapai 59.8%. Nexperia Semiconductor yang diambil alih oleh Wingtech dan China Resources Microelectronics, yang berkembang di China, memasuki sepuluh teratas, masing-masing menyumbang 4.1% dan 3.0%.

Pada tahun 2019, saiz pasaran modul IGBT ialah AS$3.31 bilion. Infineon menduduki tempat pertama dengan bahagian pasaran sebanyak 35.6%, dan lima syarikat teratas menyumbang 68.8% secara keseluruhan. Star Semiconductor, sebuah syarikat IGBT terkemuka yang berkembang di China, telah berkembang pesat dalam beberapa tahun kebelakangan ini dan memasuki sepuluh teratas. Pada tahun 2019, ia menduduki tempat kelapan dengan bahagian pasaran sebanyak 2.5%.

Pada tahun 2019, saiz pasaran IGBT diskret ialah AS$1.44 bilion. Infineon menduduki tempat pertama dengan bahagian pasaran sebanyak 32.5%. Lima syarikat teratas menyumbang 63.9% secara keseluruhan. Pengilang Cina Silan Micro memasuki sepuluh teratas dengan bahagian pasaran sebanyak 2.2%.

Pada tahun 2019, saiz pasaran IPM ialah AS$1.59 bilion. Mitsubishi dari Jepun menduduki tempat pertama, dengan bahagian pasaran sebanyak 32.7%. Lima syarikat teratas menyumbang 76.9% secara keseluruhan. Pengilang Cina Silan Microelectronics dan China Microelectronics memasuki sepuluh teratas, dengan bahagian pasaran masing-masing sebanyak 1.1% dan 0.8%.

5.2 Syarikat semikonduktor kuasa China sedang mengejar ketinggalan dan mengalu-alukan tempoh pembangunan pesat

China merupakan pasaran semikonduktor kuasa terbesar di dunia. Sebahagian besar hasil syarikat antarabangsa terkemuka datangnya dari China. Dengan mengambil Dal Technology dan NXP sebagai contoh, lebih daripada 50% dan 40% hasil mereka datangnya dari tanah besar China. China merupakan negara besar kenderaan elektrik. IGBT Infineon menyumbang lebih daripada 60% pasaran kenderaan elektrik China. Dapat dilihat bahawa pasaran semikonduktor kuasa negara saya mempunyai permintaan yang besar, dan pengeluar tempatan mempunyai ruang yang sangat besar untuk penggantian import.

Kadar sara diri IGBT China terus meningkat. Menurut data Zhiyan Consulting, sejak tahun 2015, kadar sara diri IGBT negara saya telah melebihi 10% dan telah meningkat secara beransur-ansur. Diramalkan bahawa kadar sara diri akan meningkat daripada 10.1% pada tahun 2015 kepada 18.4% pada tahun 2020. Dijangkakan output industri IGBT negara saya akan mencapai 78 juta unit pada tahun 2024, dengan permintaan kira-kira 196 juta unit, dan kadar sara diri mencapai 40%. Secara keseluruhan, masih terdapat jurang yang besar antara penawaran dan permintaan dalam industri IGBT negara saya, dan "penggantian domestik" akan menjadi hala tuju pembangunan penting industri IGBT pada masa hadapan.

Produk semikonduktor kuasa kelas pertengahan hingga tinggi bergantung pada pasaran luar negara. Syarikat-syarikat China seperti BYD, Huawei, CRRC dan Sungrow merupakan pelanggan semikonduktor kuasa terkemuka di dunia. Walau bagaimanapun, syarikat-syarikat ini masih banyak bergantung pada pembekal luar negara seperti Infineon, Fuji Electric dan Mitsubishi Electric untuk perolehan semikonduktor kuasa. China merupakan pasaran terbesar untuk kenderaan elektrik dan kenderaan hibrid, tetapi rantaian bekalan luar negara masih menyediakan modul semikonduktor kuasa untuk kebanyakan sistem di China. Dalam pasaran semikonduktor kuasa global, pengeluar produk kelas pertengahan hingga tinggi tertumpu terutamanya di Eropah, Amerika Syarikat dan Jepun. Kebanyakan pengeluar semikonduktor kuasa di Eropah, Amerika Syarikat dan Jepun adalah pengeluar IDM. Infineon, ON Semiconductor, STMicroelectronics, Mitsubishi, Toshiba dan sebagainya adalah syarikat terkemuka dalam industri ini. Taiwan, China juga merupakan pengeluar semikonduktor kuasa yang agak besar. Kebanyakan pengeluar adalah pengeluar Fabless dan produk mereka tertumpu terutamanya dalam bidang kelas rendah. Pasaran semikonduktor kuasa negara saya menyumbang kira-kira 36% daripada permintaan global. Dalam bidang produk kelas atas, kira-kira 80% bergantung pada import.

Industri semikonduktor kuasa China sedang berkembang pesat. Pengeluar semikonduktor negara saya kebanyakannya berasaskan model IDM, dan rantaian pengeluarannya agak lengkap. Produk terutamanya tertumpu pada bidang rendah seperti diod, peranti MOS voltan rendah, dan tirostor. IGBT secara beransur-ansur telah mencapai kemajuan. Teknologi pengeluaran telah matang dan mempunyai kelebihan kos. Keuntungan syarikat terkemuka dalam industri ini jauh lebih tinggi daripada pengeluar di Taiwan, China. Dalam bidang produk mewah seperti tenaga baharu, kuasa elektrik, dan transit rel, hanya segelintir pengeluar domestik yang mempunyai kapasiti pengeluaran. Pasaran produk mewah terutamanya dimonopoli oleh pengeluar Eropah, Amerika dan Jepun seperti Infineon, ON Semiconductor, Renesas, dan Toshiba.

Pada masa ini, pasaran IGBT domestik dan asing masih dikuasai terutamanya oleh syarikat asing. Syarikat IGBT domestik yang diketuai oleh Star Semiconductor sedang membangun dengan pesat, secara beransur-ansur mencapai kejayaan dalam bidang kawalan perindustrian, kenderaan elektrik, kuasa angin, fotovoltaik, elektrik dan rel berkelajuan tinggi, dan terus meningkatkan bahagian mereka. Pada tahun 2019, mengikut jumlah penghantaran, Infineon mempunyai bahagian IGBT terbesar untuk kenderaan elektrik di China, dengan bahagian pasaran sebanyak 49.3%, diikuti oleh BYD, yang menyumbang 20%. (Kebanyakannya menyokong dirinya sendiri), Star Semiconductor menduduki tempat ketiga, menyumbang 16.6%. Star Semiconductor mempunyai kadar kecukupan cip yang tinggi dalam bidang IGBT kenderaan elektrik, melebihi 90%.

Dalam pasaran semikonduktor kuasa negara saya, pengeluar tempatan telah mula menggantikan import dalam bidang produk kelas bawahan. Nexperia, Star Semiconductor, China Resources Micro, Xinjie Neng, Lion Micro, China Microelectronics, Yangjie Technology, Silan Micro, Sanan Optoelectronics, Jiejie Microelectronics, dan lain-lain yang diambil alih oleh Wingtech Technology merupakan perusahaan berkualiti tinggi dalam industri ini, tetapi bahagian pasaran mereka masih rendah.

6. Optimistik tentang peneraju segmen industri

Pada masa ini, rantaian industri semikonduktor kuasa domestik menjadi semakin sempurna, dan teknologi juga membuat kejayaan. China merupakan pengguna semikonduktor kuasa terbesar di dunia, menyumbang 35.9% daripada permintaan global pada tahun 2019, dan kadar pertumbuhannya jauh lebih tinggi daripada dunia. Pada masa hadapan, dengan permintaan untuk tenaga baharu (kenderaan elektrik, fotovoltaik, kuasa angin), kawalan perindustrian, peralatan rumah penukaran frekuensi, peralatan IOT, dan sebagainya, kadar pertumbuhan permintaan China akan terus lebih tinggi daripada dunia, dan industri ini akan berkembang dengan stabil+ Untuk penggantian domestik, kami optimis tentang peneraju dalam industri yang tersegmentasi: Star Semiconductor, China Resources Micro, Hua Hong Semiconductor, Silan Micro, New Clean Energy, Leon Micro, Sanan Optoelectronics, Wingtech Technology, dan CRRC Times Electric.

Nombor telefon syarikat: +86-0755-83044319
Faks/FAKS: +86-0755-83975897
E-mel: 1615456225@qq.com
SQ: 3518641314 Pengurus Li

QQ: 332496225 Pengurus Qiu

Alamat: Bilik 809, Bangunan C, Bangunan Teknologi Zhantao, No. 1079 Minzhi Avenue, Daerah Baharu Longhua, Shenzhen