Kerngedachten:

Naar verwachting zal de markt voor vermogenshalfgeleiders in 2021 een sterke groei doormaken. In 2018, gedreven door de snelgroeiende vraag naar elektrische voertuigen en andere chips die de productiecapaciteit van 8-inch chips bezetten, kende de markt voor vermogenshalfgeleiders een periode van tekorten en prijsstijgingen. In 2019, beïnvloed door de afname van smartphones en traditionele auto's en de gestage ontwikkeling van elektrische voertuigen, bleef de markt voor vermogenshalfgeleiders stabiel. In 2020, beïnvloed door de epidemie, was de vraag naar vermogenshalfgeleiders in de eerste helft van het jaar niet sterk, maar na het derde kwartaal nam de vraag aanzienlijk toe, mede dankzij de ontwikkelingen op het gebied van 5G-stroomvoorziening, smartphones, industrie, elektrische voertuigen en IoT-apparatuur. De epidemie in het buitenland heeft de productiecapaciteit van buitenlandse fabrikanten beïnvloed, waardoor sommige producten te kampen kregen met tekorten en prijsstijgingen. Wij verwachten dat, gedreven door deze diverse factoren, de markt voor vermogenshalfgeleiders in 2021 een sterke groei zal doormaken.

Industrie perspectief

In 2021 zullen de groeiende vraag, de prijsstijgingen en de binnenlandse substitutie goede ontwikkelingskansen bieden voor vermogenshalfgeleiders. Door de wereldwijde coronapandemie daalde de wereldwijde vraag naar vermogenshalfgeleiders in 2020. QYResearch voorspelt een daling van 9.1% op jaarbasis in 2020. Naar verwachting zal de markt in 2021 met 8.1% groeien, gedreven door de vraag naar 5G-smartphones, elektrische voertuigen en IoT. In het vierde kwartaal van 2020 waren de levertijden van vermogenshalfgeleiderproducten van ON Semiconductor, Infineon, STMicroelectronics en Diodes over het algemeen langer. De prijsstijging van sommige MOSFET-producten was duidelijk zichtbaar, met name bij Infineon. Ook binnenlandse merken kampten met tekorten en prijsstijgingen. De prijzen van MOSFET's stegen over het algemeen met 10-20%. In 2019 ontwikkelde China zich tot 's werelds grootste markt voor vermogenshalfgeleiders, met een aandeel van 35.9%. De mate van zelfvoorziening is echter laag. Neem bijvoorbeeld IGBT's: in 2019 bedroeg de zelfvoorziening slechts 16.3%. Wij zijn van mening dat vermogenshalfgeleiders in 2021 goede ontwikkelingskansen zullen bieden, gedreven door een groeiende vraag, prijsstijgingen en binnenlandse substitutie, en dat de gehele industrieketen hiervan zal profiteren.

De markt voor elektrische voertuigen is booming en de vraag naar IGBT's groeit snel. Elektrische voertuigen bevinden zich in een periode van snelle groei. In november 2020 bedroeg de productie en verkoop van elektrische voertuigen respectievelijk 198,000 en 200,000, wat een jaar-op-jaar stijging van respectievelijk 75.1% en 104.9% vertegenwoordigt. Naar verwachting zal het wereldwijde aantal elektrische voertuigen in 2025 11 miljoen bereiken, waarvan 50% in China. Elektrische voertuigen vereisen een groot aantal nieuwe vermogenshalfgeleiders. Een 48V mild hybride voertuig vereist een prijsverhoging van meer dan 90 dollar, en een elektrisch voertuig of hybride vereist een prijsverhoging van meer dan 330 dollar. De samengestelde jaarlijkse groei van automotive IGBT-modules zal naar verwachting 23.5% bedragen tussen 2018 en 2023. De markt voor vermogenshalfgeleiders voor de automobielindustrie is complex en sterk geconcentreerd, met Europese en Amerikaanse fabrikanten die een dominante positie innemen. In 2019 was Infineon 's werelds grootste bedrijf met een marktaandeel van 25.5%, gevolgd door STMicroelectronics met een marktaandeel van 13.9%. De top vijf bedrijven waren samen goed voor 62.1% van de markt, wat wijst op een hoge mate van concentratie. Chinese bedrijven hebben een zwakke basis op het gebied van vermogenshalfgeleiders voor de automobielindustrie, maar de elektrische voertuigen in China hebben zich de afgelopen jaren snel ontwikkeld, wat ook de groei van de IGBT-industrie heeft gestimuleerd. Infineon stond in 2019 op de eerste plaats in de Chinese markt voor IGBT's voor elektrische voertuigen met een marktaandeel van 49.3%, gevolgd door BYD, dat voornamelijk eigen producten levert, met een marktaandeel van 20%, en Star Semiconductor op de derde plaats met een marktaandeel van 16.6% en een snelle groei.

De prestaties van halfgeleiders van de derde generatie zijn uitstekend en de vraag ernaar neemt toe. SiC wordt voornamelijk gebruikt in huishoudelijke apparaten, nieuwe energiebronnen (elektrische voertuigen, windenergie, zonne-energie) en industriële toepassingen. Naar verwachting zal de markt voor siliciumcarbide-vermogenscomponenten in 2027 de 10 miljard dollar overschrijden. Wat betreft automobieltoepassingen zijn SiC MOSFET's duidelijk superieur qua prestaties, omdat ze verliezen verminderen en het volume en gewicht van de module verlagen. De Model 3 was de eerste auto die SiC MOSFET's gebruikte, waarmee het gebruik van SiC in elektrische voertuigen werd ingeluid. In 2020 gebruikte BYD Han ook SiC-modules, wat de acceleratieprestaties, het vermogen en de actieradius aanzienlijk verbeterde. De Toyota Mirai, een brandstofcelvoertuig, is uitgerust met SiC, waardoor het volume van de vermogensmodule met 30% en het verlies met 70% werd verminderd. Wij zijn ervan overtuigd dat SiC, met de dalende kosten en de geleidelijke volwassenwording van de technologie, een goede toepassingsmogelijkheid heeft in elektrische voertuigen.

Belangrijkste bedrijven: Star Semiconductor, Hua Hong Semiconductor, China Resources Micro, Silan Micro en New Clean Energy.

Risicowaarschuwing: De ontwikkeling van elektrische voertuigen voldoet niet aan de verwachtingen, de verkoop van smartphones voldoet niet aan de verwachtingen en de voortgang van 5G blijft achter bij de verwachtingen.

1. Breed scala aan toepassingen en gestage ontwikkeling van de vermogenshalfgeleiderindustrie

1.1 De gemiddelde jaarlijkse groei van de wereldwijde markt voor vermogenshalfgeleiders wordt tussen 2019 en 2025 geschat op 4.3%.

Vermogenshalfgeleiders worden veelvuldig gebruikt in diverse elektronische producten. De markt voor vermogenshalfgeleiders had in 2019 een omvang van 17.5 miljard dollar. Yole voorspelt dat de markt in 2025 een omvang van 22.5 miljard dollar zal bereiken, met een gemiddelde jaarlijkse groei van 4.3% tussen 2019 en 2025.

De gemiddelde jaarlijkse groei van IGBT-modules van 2019 tot 2025 bedraagt ​​18%. Dankzij de snelle ontwikkeling van nieuwe energiebronnen (elektrische voertuigen, windenergie en zonne-energie) en de industriële besturingstechnologie, wordt voorspeld dat de totale markt voor IGBT-modules in 2025 een waarde van 5.4 miljard dollar zal bereiken, goed voor 24% van de gehele markt voor vermogenshalfgeleiders.

De automobielsector neemt het grootste aandeel voor zijn rekening, gevolgd door de motorindustrie. In 2019 bedroeg de markt voor vermogenshalfgeleiders in de automobielsector (inclusief elektrische voertuigen, hybride elektrische voertuigen en silicium-MOSFET's) 1.5 miljard dollar, voor motorsturingen (motorsturingen en IGBT-modules) 1.4 miljard dollar, voor smartphones en draadloze apparatuur (silicium-MOSFET's) 1.3 miljard dollar, voor computertechnologie en -opslag (silicium-MOSFET's) 1.2 miljard dollar, voor de industriële sector (silicium-MOSFET's) 1.1 miljard dollar en voor elektrische voertuigen en hybride elektrische voertuigen (IGBT-modules) 600 miljoen dollar (overige segmenten 10.4 miljard dollar). Afgaande op het aandeel (de hoeveelheid) van de verschillende componenten in de markt voor vermogenshalfgeleiders, vertegenwoordigen silicium-MOSFET's 45%. Een andere belangrijke component is de IGBT-module, met een marktomvang van 3.7 miljard dollar in 2019. Toepassingen in de industrie, energieterugwinningsomvormers, elektrische voertuigen en hybride elektrische voertuigen hebben veel aandacht getrokken (vooral elektrische voertuigen en hybride elektrische voertuigen als de meest recente toepassingsrichting).

Snelle groei van SiC MOSFET's in de automobielindustrie. Door de vraag van autofabrikanten zoals Tesla in de Verenigde Staten en BYD in China, vervangen siliciummodules geleidelijk aan IGBT-modules als de belangrijkste omvormer. Naar verwachting zal de markt voor SiC MOSFET's ook groeien door de opkomst van elektrische en hybride voertuigen. In de toekomst zullen discrete SiC-transistoren concurreren met MOSFET's als efficiënte laadsystemen aan boord.

1.2 De Chinese markt voor vermogenshalfgeleiders staat wereldwijd op de eerste plaats en toonaangevende binnenlandse bedrijven ontwikkelen zich snel.

In 2019 vertegenwoordigde de Chinese markt voor vermogenshalfgeleiders 35.9% van de wereldmarkt: China is 's werelds grootste afnemer van vermogenscomponenten, en de belangrijkste producten in dit segment bekleden allemaal de grootste marktpositie in China.

Het wereldwijde marktaandeel van de binnenlandse marktleiders is nog steeds erg laag en er is een duidelijke kloof met de internationale giganten: net als in de gehele halfgeleiderindustrie, vergeleken met de buitenlandse IDM-fabrikanten van vermogenscomponenten, liggen de jaaromzetten van de toonaangevende binnenlandse bedrijven in vermogenscomponenten (China Resources Micro, Star Semiconductor, New Clean Energy, Yangjie Technology, China Microelectronics, Silan Micro, enz.) heel anders dan die van de internationale giganten. Bovendien is de productstructuur laagsegment, wat wijst op een ernstige mismatch tussen het aanbod en de autonomie van de Chinese markt voor vermogenscomponenten. Er is dan ook een enorme ruimte voor binnenlandse marktvervanging. De Chinese vermogenshalfgeleiderindustrie ontwikkelt zich momenteel snel. Wingtech Technology heeft Nexperia overgenomen en een aantal bedrijven in de vermogenshalfgeleidersector, zoals Star Semiconductor, China Resources Micro en New Clean Energy, zijn de afgelopen tijd naar de beurs gegaan en groeien gestaag.

2. Gedreven door de vraag zullen vermogenshalfgeleiders in 2021 een sterke groei doormaken.

2.1 De levertijd van de belangrijkste internationale fabrikanten van vermogenshalfgeleiders is verlengd.

In het vierde kwartaal van 2020 zijn de levertijden van Infineon's MOSFET's, IGBT's en andere producten over het algemeen langer geworden, met een maximale levertijd van 30 weken. De prijzen van laagspannings- en hoogspannings-MOSFET's en transistoren voor de militaire luchtvaart zijn gestegen. De levertijden van STMicroelectronics' vermogenshalfgeleiderproducten vertonen een algemene trend van verlenging, terwijl de prijzen stabiel zijn gebleven.

In het vierde kwartaal van 2020 werden de levertijden van de MOSFET- en transistorproducten van Diodes verlengd, met een maximale levertijd van 20 weken, en de prijzen van laagspannings-MOSFET's vertoonden een stijgende trend. Ook de levertijden van de vermogensproducten van ON Semiconductor werden verlengd, en de prijzen van zowel hoog- als laagspannings-MOSFET's vertoonden een stijgende trend.

2.2 De prijsstijgingstrend van vermogenshalfgeleider-MOSFET's is duidelijk zichtbaar.

De prijsstijgingen van MOSFET's variëren van 10 tot 20%. Volgens marktonderzoek ondervonden buitenlandse merken, met name Infineon, van november tot december 2020 een tekort aan voorraad. Ook binnenlandse merken kampten met tekorten en prijsverhogingen. De prijzen van MOSFET's op de markt stegen over het algemeen met 10 tot 20%.

China is een land met een grote vraag naar MOSFET's, maar is sterk afhankelijk van import. Volgens gegevens van IHS bedroeg de wereldwijde MOSFET-markt in 2019 7.6 miljard dollar, waarvan 39% afkomstig was van de binnenlandse markt. Wat de marktstructuur betreft, hebben Infineon, ON Semiconductor, Toshiba, ST en Renesas samen 61% van het binnenlandse marktaandeel in handen. Grote internationale fabrikanten kampen met onvoldoende aanbod en duidelijke tekorten.

De vraag steeg enorm, en onvoldoende productiecapaciteit voor 8-inch wafers leidde tot tekorten en prijsstijgingen. De elektrificatie van auto's heeft een enorme toename in de vraag naar MOSFET's teweeggebracht. De vraag naar energiebesparing en milieubescherming in elektronische apparaten heeft niet alleen de groei van de vraag gestimuleerd, maar ook geleid tot een snelle verbetering van de productstructuur. De start van de commercialisering van 5G heeft de vraag naar MOSFET's exponentieel doen toenemen. Naar verwachting zal de vraag naar MOSFET's dit jaar met 20-30% groeien in de sectoren stroomvoorziening voor laadpalen en 5G-communicatie. De opgebouwde vraag in de eerste helft van het jaar voor computers, huishoudelijke apparaten en snelladers is geleidelijk aan vrijgekomen. Aan de aanbodzijde is de productie van MOSFET's voornamelijk afhankelijk van 8-inch en 6-inch waferfabrieken, waarbij 12-inch en kleinere wafers meer dan 80% van de productie uitmaken. Volgens onderzoek naar de toeleveringsketen is de productiecapaciteit van de belangrijkste 8-inch waferfabrieken momenteel volledig benut. Zo liggen de capaciteitsbenuttingsgraden van binnenlandse 8-inch chipfabrieken zoals Huahong en China Resources Micro bijna op volle capaciteit, en zal de 8-inch waferfabriek van UMC pas in de tweede helft van 2021 volledig benut worden.

Diodes (VS en Taiwan) zal vanaf 1 januari 2021 de prijzen van sommige producten verhogen. In een bericht aan klanten heeft Diodes (VS en Taiwan) aangegeven dat het bedrijf, vanwege de impact van de COVID-19-pandemie, te maken heeft met hogere kosten en langere levertijden van leveranciers. Daarom zal het bedrijf vanaf 1 januari 2021 de prijzen van sommige producten verhogen.

Silan Micro SGT MOS-producten in prijs verhoogd met 20%. Op 9 december maakte Hangzhou Silan Microelectronics bekend dat de kosten van de producten van het bedrijf blijven stijgen als gevolg van de stijgende prijzen van MOS-wafers en verpakkingsmaterialen, evenals de impact op de productiecapaciteit. Om de levering van producten te waarborgen en goede zakelijke relaties te behouden, heeft het bedrijf zorgvuldig onderzoek gedaan en besloten om de prijs van de SGT MOS-producten vanaf nu (9 december 2020) met 20% te verhogen.

Xinjie Energy verhoogt de prijzen van sommige producten vanaf 1 januari 2021. Op 21 december 2020 heeft Wuxi New Clean Energy ook een prijsaanpassingsbericht aan klanten verstuurd. In dit bericht stond dat de productkosten aanzienlijk zijn gestegen als gevolg van de aanhoudende stijging van de kosten voor grondstoffen en verpakkingen, de krappe productiecapaciteit en de langere productiecycli. Hierdoor is het moeilijk om met de oorspronkelijke prijs aan de vraag te voldoen.

Naar verwachting zal de markt voor vermogenshalfgeleiders in 2021 een sterke groei doormaken. In 2018, gedreven door de snelgroeiende vraag naar elektrische voertuigen en andere chips die de productiecapaciteit van 8-inch chips bezetten, kende de markt voor vermogenshalfgeleiders een periode van tekorten en prijsstijgingen. In 2019, beïnvloed door de afname van smartphones en traditionele auto's, en de gestage ontwikkeling van elektrische voertuigen, bleef de markt voor vermogenshalfgeleiders stabiel. In 2020, beïnvloed door de epidemie, was de vraag naar vermogenshalfgeleiders in de eerste helft van het jaar niet sterk, maar na het derde kwartaal nam de vraag aanzienlijk toe dankzij 5G-voedingen, smartphones, snelladers, de industrie, elektrische voertuigen en IoT-apparatuur, enz. Sommige producten kampten echter opnieuw met tekorten en prijsstijgingen. Wij verwachten dat de markt voor vermogenshalfgeleiders in 2021 een sterke groei zal doormaken.

3. Sterke vraag naar elektrische voertuigen + gedreven door vraag vanuit diverse sectoren + binnenlandse vervanging: IGBT heeft een veelbelovende toekomst.

3.1 IGBT - het kroonjuweel onder de vermogenscomponenten, de CPU's in vermogenselektronica en -systemen.

IGBT's zijn geïntegreerde vermogenshalfgeleiders met een complex werkingsprincipe. Structureel gezien integreren IGBT's vrijwel alle basisstructuren van halfgeleidercomponenten, zoals diodes, bipolaire transistoren (BJT's), junctieveldeffecttransistoren (JFET's), MOSFET's en SCR's. Veranderingen in de structurele parameters van een IGBT leiden tot overeenkomstige veranderingen in de prestaties. Qua procestechnologie maakt de IGBT gebruik van MOS-technologie voor geïntegreerde schakelingen op grote schaal. Het ontwerp zorgt voor een kleinere eenheidscel. Hoe meer cellen parallel worden geïntegreerd, hoe lager de spanningsval in de geleidende toestand (geleidingsverlies).

IGBT-technologie bestaat al meer dan 30 jaar en heeft in de loop der tijd voornamelijk zes generaties aan technologische en procesverbeteringen doorlopen. Structureel gezien kan IGBT worden onderverdeeld in verticale structuren, IGBT-gatestructuren en siliciumwafeltechnologieën. De belangrijkste ontwikkelingstrend is het verminderen van verliezen.

IGBT's zijn geschikt voor hoogspanningstoepassingen: IGBT's zijn samengestelde vermogenshalfgeleiders, bestaande uit een bipolaire transistor (BJT) en een MOSFET. Ze combineren de voordelen van MOSFET's zoals een hoge schakelsnelheid, hoge ingangsimpedantie, laag stuurvermogen, eenvoudige aansturing en lage schakelverliezen, met de voordelen van BJT's zoals een lage aan-spanning, hoge aanstroom en lage verliezen. Op het gebied van hoge spanning, hoge stroom en hoge snelheid zijn ze ongeëvenaard door andere vermogenscomponenten. Daarom zijn ze een ideale schakelcomponenten voor vermogenselektronica en vormen ze de belangrijkste richting voor toekomstige toepassingen. De stabiliteit van IGBT's is iets minder dan die van MOSFET's, maar hoger dan die van BJT's. De doorslagspanning van IGBT's is echter gemakkelijker te verhogen dan die van MOSFET's, en ze zijn minder gevoelig voor secundaire doorslag, waardoor ze uitermate geschikt zijn voor hoogspanningstoepassingen.

Als kerncomponent in de industriële besturing en automatisering worden IGBT-modules veelvuldig gebruikt in uiteenlopende sectoren, zoals energiebesparing in motoren, spoorvervoer, slimme netwerken, lucht- en ruimtevaart, huishoudelijke apparaten, auto-elektronica, duurzame energieopwekking en elektrische voertuigen. Met de ontwikkeling van elektrische voertuigen en de populariteit van frequentiegestuurde huishoudelijke apparaten blijft de IGBT-markt groeien. IGBT's verbeteren niet alleen de automatiseringsgraad en de nauwkeurigheid van de besturing van apparatuur in industriële toepassingen, maar verhogen ook de efficiëntie van het elektriciteitsgebruik aanzienlijk, terwijl ze tegelijkertijd het volume en gewicht van producten verminderen en materiaal besparen.

IGBT's hebben sterke voordelen boven de 600V en kunnen momenteel worden toegepast tot 6500V hoogspanning. Op het gebied van hoogspanning is de SiC MOSFET een concurrent van de IGBT, maar de kosten ervan zijn nog steeds hoog.

Door de voortdurende verbetering van toepassingen worden er nieuwe eisen gesteld aan IGBT-chips en -modules. De chips moeten kleiner zijn en snel schakelen. IGBT's moeten hogere spanningen en stromen aankunnen, een laag verlies hebben en zeer betrouwbaar zijn.

Voedingsmodules van automobielkwaliteit vereisen een hogere elektrische bedrijfszekerheid, een langere levensduur, een lager energierendement, een sterke storingsbestendigheid, een laag gewicht, een compact ontwerp, enzovoort.

Om aan de uiteenlopende toepassingsbehoeften te voldoen, ontwikkelt de technologie voor de verpakking van vermogensmodules zich voortdurend. Dit omvat met name nieuwe technologieën voor siliciumcomponenten, het verlagen van de thermische weerstand, nieuwe methoden voor het solderen van chips, dubbelzijdige warmteafvoer, verbeterde integratie, enzovoort.

3.2 Nieuwe energievoertuigen zijn de belangrijkste drijvende kracht achter de groei van IGBT-modules.

De waarde van vermogenshalfgeleiders voor elektrische voertuigen is aanzienlijk toegenomen: de waarde van nieuwe vermogenscomponenten komt voornamelijk voort uit de "drie-eenheden" van auto's, waaronder de vermogensregeling, de elektrische aandrijving en het accusysteem. In de vermogensregelunit zetten IGBT- of SiC-modules gelijkstroom met hoge spanning om in wisselstroom die de driefasenmotor aandrijft; in AC/DC- en DC/DC-omvormers in de boordlader worden IGBT- of SiC-, MOS- en SBD-buizen gebruikt; in hoogspanningsregelaars zoals stuurbekrachtiging, waterpompen, oliepomp, PTC-regelaars en airconditioningcompressoren worden IGBT-buizen of -modules gebruikt; in ISG-start-stopsystemen worden MOS-buizen gebruikt in laagspanningsregelaars zoals ruitenwissers.

(1) Elektrisch snelheidsregelsysteem: Er zijn twee hoofdvormen van vermogenscomponenten in het snelheidsregelsysteem van de motor van een elektrisch voertuig: choppers voor gelijkstroommotoren en omvormers voor wisselstroommotoren. (1) Chopper: Voor snelheidsregelsystemen van gelijkstroommotoren worden over het algemeen choppers gebruikt. Het vermogenscircuit is relatief eenvoudig en het rendement is relatief hoog. Door de ontwikkeling van vermogenscomponenten kan de frequentie van de chopper enkele duizenden hertz bereiken, waardoor deze zeer geschikt is voor snelheidsregeling van gelijkstroomtractie. Elektrische voertuigen worden aangedreven door gelijkstroommotoren. Of het nu gaat om seriemotoren of afzonderlijk bekrachtigde motoren, choppers worden gebruikt als vermogensomvormers. De vermogenscomponenten van choppers maken meestal gebruik van MOSFET's en BJT's. (2) In de DC/DC-conversiemodus van de omvormer zijn er over het algemeen twee methoden: DC-chopper plus omvormer en DC/DA-omvormer. Omdat de voedingsspanning van elektrische voertuigen laag is, zijn er bij gebruik van de eerstgenoemde methode te veel energieoverdrachtsschakels, wat het rendement van het gehele systeem zal verminderen. Het gebruik van een PWM-spanningsomvormer heeft een eenvoudig circuit, weinig schakels en een hoog rendement. Daarnaast zijn er nu ook resonante DC-link-omvormers en hoogfrequente resonante AC-link-omvormers op de markt. Dankzij de toepassing van nulspannings- of nulstroomschakeltechnologie heeft de resonante omvormer de voordelen van een laag schakelverlies, geringe elektromagnetische interferentie, weinig ruis, een hoge vermogensdichtheid en een hoge betrouwbaarheid.

(2) Energieomzetter: Het belangrijkste onderdeel van de energieomzetter van elektrische voertuigen is het vermogensapparaat. Veelgebruikte vermogensapparaten zijn onder andere CTO, BJT, MOSFET, IGBT, SITSITH en MCT. CTO en MCT hebben een hoge schakelsnelheid, een hoog energieoverdrachtsvermogen, superieure dynamische eigenschappen en een hoge betrouwbaarheid. Ze zijn zeer geschikt voor het aandrijven van elektrische voertuigen. Tegelijkertijd kunnen vermogensapparaten de structuur van de energieomzetter beïnvloeden. DC-DC- en DC-AC-omzetters worden respectievelijk gebruikt in DC-motoren en AC-motoren.

(3) Oplaadinrichting aan boord: De ontwikkeling van opladers aan boord is een noodzakelijke voorwaarde voor de ontwikkeling van elektrische voertuigen, omdat deze de stroom van het wisselstroomnet effectief kunnen aanvullen in de accu van elk elektrisch voertuig. De functie van de lader is het omzetten van wisselstroom in gelijkstroom, waarvoor vermogenscomponenten zoals IGBT's nodig zijn. Elektrische voertuigen stellen nieuwe eisen aan deze vermogenscomponenten. Ze vereisen niet alleen tweetrapsladen met constante stroom en constante spanning, maar ook een hoog rendement, een laag gewicht, meerdere beveiligingsfuncties zoals zelfcontrole en automatisch laden, de mogelijkheid om de laadtijdcurve te programmeren, de accutemperatuur te bewaken en geen vervuiling van het elektriciteitsnet te veroorzaken.

? (4) Laadpalen: Als onmisbare basisvoorziening voor elektrische voertuigen bevindt de laadpaalindustrie in mijn land zich in een periode van snelle groei en is de toekomstige marktruimte breed. Statistieken van Infineon geven aan dat een laadpaal van 100 kW een vermogenscomponent vereist ter waarde van 200-300 dollar, waarbij de IGBT-module het kernonderdeel van de laadpaal is.

Verschillende elektrische voertuigen vereisen verschillende hoeveelheden vermogenshalfgeleiders. Naarmate het aantal volledig elektrische voertuigen toeneemt, zullen zowel het volume als de prijs van vermogenshalfgeleiders voor de automobielindustrie stijgen.

Volgens gegevens van Infineon zullen 48V mild-hybride voertuigen in 2020 voor $90 aan vermogenshalfgeleiders moeten worden toegevoegd, en elektrische voertuigen of hybrides voor $330 aan vermogenshalfgeleiders.

In 2019 bereikte het wereldwijde aantal elektrische voertuigen 2.21 miljoen, een stijging van 10% ten opzichte van het voorgaande jaar, terwijl de verkoop van nieuwe energievoertuigen in China 1.206 miljoen bedroeg, een daling van 4.0% ten opzichte van het voorgaande jaar.

In november 2020 bedroeg de productie en verkoop van elektrische voertuigen respectievelijk 198,000 en 200,000, een stijging van respectievelijk 75.1% en 104.9% ten opzichte van een jaar eerder. Van januari tot en met november 2020 bedroeg de productie en verkoop van elektrische voertuigen respectievelijk 1.119 miljoen en 1.109 miljoen, waarbij de productie met 0.1% daalde ten opzichte van een jaar eerder en de verkoop met 3.9% steeg.

BloombergNEF voorspelt dat het wereldwijde aantal nieuwe energievoertuigen in 2025 naar verwachting 11 miljoen zal bereiken, waarvan 50% in China. Naar verwachting zal dit aantal in 2030 oplopen tot 28 miljoen en in 2040 tot 56 miljoen. Tegen die tijd zullen elektrische voertuigen 57% van alle nieuwe autoverkopen uitmaken.

De markt voor vermogenshalfgeleiders voor de automobielindustrie is complex en sterk geconcentreerd, met Europese en Amerikaanse fabrikanten die de belangrijkste marktleiders zijn. In 2019 bereikte de wereldwijde markt voor halfgeleiders voor de automobielindustrie een waarde van 37.2 miljard dollar. Infineon stond op de eerste plaats met een marktaandeel van 13.4%, en de vijf grootste bedrijven samen waren goed voor 49.1%. Infineon is 's werelds grootste producent van vermogenshalfgeleiders voor de automobielindustrie, met een marktaandeel van 25.5%. STMicroelectronics is de tweede grootste met een marktaandeel van 13.9%. De vijf grootste bedrijven hebben samen een marktaandeel van 62.1%, wat wijst op een hoge mate van concentratie.

Star Semiconductor is in snelle opmars. De Chinese auto-industrie heeft een zwakke basis en een trage ontwikkeling op het gebied van vermogenshalfgeleiders voor auto's. De elektrische voertuigen in China hebben zich de afgelopen jaren echter snel ontwikkeld, wat ook de ontwikkeling van de IGBT-industrie heeft gestimuleerd. Volgens gegevens van Zos Automotive Research stond Infineon in 2019 op de eerste plaats in de Chinese markt voor IGBT's voor elektrische voertuigen met een marktaandeel van 49.3%, gevolgd door BYD, dat voornamelijk eigen producten levert, met 20%. Star Semiconductor stond op de derde plaats met een marktaandeel van 16.6%.

3.3 Industriële besturing, nieuwe energie, frequentieomzetting van huishoudelijke apparaten en andere gebieden bevorderen de stabiele groei van IGBT's.

Vermogenshalfgeleiders worden steeds vaker gebruikt in de energiebeheerindustrie. In de toekomst zullen industriële besturing, nieuwe energiebronnen, huishoudelijke apparaten met variabele frequentie, datacenters, 5G, IoT en andere gebieden de kerngebieden zijn voor snelle groei van vermogenshalfgeleiders, en de vraag naar IGBT's zal blijven toenemen.

3.3.1 Industriële besturing is het grootste toepassingsgebied van IGBT's, met een gestage groei in de vraag.

IGBT-modules zijn kerncomponenten in traditionele industriële besturings- en voedingssystemen, zoals frequentieomvormers en inverterlasmachines, en worden in deze sector veelvuldig gebruikt. Naarmate de markten voor industriële besturing en voeding zich geleidelijk herstellen, wordt verwacht dat ook de markt voor IGBT-modules in deze sector geleidelijk zal groeien.

1) Frequentieomvormerindustrie: IGBT-modules vervullen niet alleen de rol van traditionele transistoren in frequentieomvormers, maar bevatten ook het gelijkrichtgedeelte. Het door de controller gegenereerde sinusgolfsignaal wordt via optische koppeling geïsoleerd en vervolgens naar de IGBT gestuurd. De IGBT zet de gelijkgerichte gelijkspanning van 380V (220V) weer om in wisselspanning voor de uitgang, afhankelijk van de verandering in het signaal.

De markt voor frequentieomvormers in mijn land is over het algemeen in opkomst. Frequentieomvormers hebben hun intrede gedaan in de sector van nieuwe energie en zullen naar verwachting gestaag blijven groeien in industriële sectoren zoals de metaalindustrie, de kolenindustrie en de petrochemische industrie. Tegen de achtergrond van de toenemende urbanisatie zal de vraag naar frequentieomvormers in de publieke sector, zoals gemeentelijke diensten en het openbaar vervoer, blijven toenemen, wat de groei van de markt zal bevorderen. De komende jaren zal de markt voor hoogrendements- en energiebesparende hoogspanningsomvormers, mede dankzij beleidsmaatregelen, verder groeien. In 2023 zal de markt voor hoogspanningsomvormers naar verwachting een omvang van ongeveer 17.5 miljard yuan bereiken.

2) Inverterlasmachine-industrie: De inverterlasvoeding, ook wel booglasinverter genoemd, is een nieuw type lasvoeding. Dit type voeding zet de driefasige wisselspanning (50 Hz) van het net om in gelijkstroom door middel van gelijkrichting en filtering door de ingangsgelijkrichter. Vervolgens wordt deze gelijkstroom omgezet in een wisselspanning met een tussenfrequentie van enkele duizenden tot tienduizenden hertz door middel van de wisselende schakelwerking van krachtige schakelende elektronische componenten (IGBT's). Tegelijkertijd wordt de spanning door een transformator verlaagd tot een voor lassen geschikte spanning van enkele tientallen volts, waarna deze opnieuw wordt gelijkgericht en gefilterd door een reactantie om een ​​redelijk stabiele gelijkstroom voor het lassen te leveren.

Volgens gegevens van het Nationaal Bureau voor de Statistiek bedroeg de productie van elektrische lasmachines in mijn land in 2018 8.533 miljoen stuks, een stijging van 584,600 stuks ten opzichte van 2017. De aanhoudende groei van de markt voor lasmachines zal ook zorgen voor een geleidelijke toename van de vraag naar IGBT's.

3.3.2 De opwekking van zonne- en windenergie groeit snel, en IGBT verwelkomt nieuwe groeifactoren.

Omdat de elektrische energie die door nieuwe energiebronnen wordt opgewekt niet voldoet aan de eisen van het elektriciteitsnet, moet deze eerst worden omgezet in gelijkstroom (DC) via een fotovoltaïsche omvormer of een windenergie-omvormer, en vervolgens weer in wisselstroom (AC) die aan de netvereisten voldoet voordat deze aan het net wordt geleverd. IGBT-modules vormen de kerncomponenten van fotovoltaïsche omvormers en windenergie-omvormers. De snelle ontwikkeling van de nieuwe energiesector zal een belangrijke drijvende kracht zijn achter de aanhoudende groei van de IGBT-module-industrie. De wereldwijde elektriciteitsproductie bedroeg in 2015 6414 GW en zal naar verwachting in 2025 8647 GW bereiken, met een samengesteld jaarlijks groeipercentage (CAGR) van 3.0% over een periode van 10 jaar. De opwekking van elektriciteit uit hernieuwbare energiebronnen kent een snellere groei, met een CAGR van 5.9%. Nader bekeken is de groei van zonne-energie en windenergie hoger dan de samengestelde groei van hernieuwbare energiebronnen in het algemeen. De samengestelde jaarlijkse groei van zonne-energie over de periode 15-25 jaar bedraagt ​​16.4%, terwijl die van windenergie 16,4% is. Dit is aanzienlijk hoger dan de gemiddelde groei van de sector. Regionaal gezien groeit windenergie snel in China, Europa en de Verenigde Staten, terwijl zonne-energie snel groeit in China, Europa, de Verenigde Staten en andere regio's in Azië-Pacific.

Windenergie: Windenergie wordt vooral actief ontwikkeld door China en de Verenigde Staten. Op de middellange tot lange termijn groeit de windenergieproductie gestaag. Vergeleken met thermische energieopwekking is de vraag naar halfgeleiders per 1 MW windenergiecentrale 30 keer zo hoog als die van thermische centrales. Het vermogen van windturbines bedroeg 1.5 MW in 2011 en is gestegen tot 2-3 MW in 2017. De gestage groei van de windenergieproductie zal nieuwe eisen stellen aan vermogenshalfgeleiders.

Zonne-energieopwekking: IHS voorspelt dat de samengestelde groei van de vraag naar IGBT-modules voor zonne-energieopwekking 9.0% zal bedragen tussen 2016 en 2021. Om effectief te voldoen aan de behoeften van groene energieopwekking door zonne-energie en de aansluiting van omvormers op het elektriciteitsnet, is een juiste combinatie van besturings-, driver- en uitgangsvermogenscomponenten vereist. IGBT's zijn een onvermijdelijke keuze als vermogensschakelaar, en PV-omvormers zullen ook tot de eerste lichting SiC-gebaseerde componenten behoren, wat de waarde van IGBT's aanzienlijk zal verhogen.

De Chinese markt voor fotovoltaïsche omvormers is in opkomst, en daarmee ook de toepassing van IGBT's. Momenteel boeken lokale fabrikanten, met name Huawei en Sungrow, grote successen op de markt voor fotovoltaïsche omvormers. Volgens statistieken van SolarEdge bereikte Huawei in 2018 een marktaandeel van 22% in de wereldwijde omvormermarkt, waarmee het wereldwijd marktleider was. Sungrow had een marktaandeel van 15% en stond daarmee op de tweede plaats. Vooral in de markt voor driefase stringomvormers behaalde Huawei in 2017 een aanzienlijk marktaandeel van 56%, wat een sterke voorsprong oplevert. De snelle ontwikkeling van Chinese fabrikanten van fotovoltaïsche omvormers heeft aanzienlijke voordelen opgeleverd voor de lokale productie en de vervanging van binnenlandse IGBT's.

3.3.3 De frequentieomzetting in huishoudelijke apparaten wereldwijd wint snel aan populariteit en IGBT's hebben goede ontwikkelingsmogelijkheden.

De IGBT-module is de kerncomponent van de frequentieomvormer voor huishoudelijke apparaten. De hoogfrequente aan- en uitschakelfunctie van de IGBT biedt de volgende voordelen: 1. Lage geleidingsverliezen en schakelverliezen; 2. Uitstekende EMI-prestaties, waardoor aan de EMI-eisen kan worden voldaan door de grootte van de stuurweerstand aan te passen, terwijl de schakelverliezen binnen redelijke grenzen blijven; 3. Hoge kortsluitvastheid; 4. Lage spanningspieken (ter bescherming van huishoudelijke apparaten). Als 's werelds grootste markt en productiebasis voor huishoudelijke apparaten, ontwikkelt China ook een grootschalige IGBT-markt. Neem bijvoorbeeld de airconditioningindustrie: China, als 's werelds grootste markt en productiebasis voor huishoudelijke apparaten, ontwikkelt eveneens een grootschalige IPM-markt.

Frequentieomzetting van huishoudelijke apparaten kan aanzienlijk energie besparen. In vergelijking met traditionele huishoudelijke apparaten hebben frequentieomzettingsapparaten duidelijke inherente voordelen op het gebied van energie-efficiëntie, prestaties en intelligente bediening. De laatste jaren bevindt frequentieomzetting zich in een fase van brede ontwikkeling en wordt het voornamelijk gebruikt in airconditioners, magnetrons, koelkasten, boilers en andere apparaten die veel energie verbruiken. Zo hebben frequentieomzettingskoelkasten bijvoorbeeld een langere levensduur, maken ze minder lawaai en kunnen ze tot 40% energie besparen in vergelijking met koelkasten zonder frequentieomzetting.

Naar verwachting zal het percentage huishoudelijke apparaten met frequentieomzetting in 2022 65% bedragen. Volgens statistieken van IHS bedroeg de wereldwijde verkoop van huishoudelijke apparaten in 2017 circa 711 miljoen stuks, waarvan 467 miljoen niet-frequentieomkeerbare apparaten (66%) en 244 miljoen frequentieomkeerbare apparaten (34%). De verwachting is dat het verkoopvolume van frequentieomkeerbare huishoudelijke apparaten in 2022 zal oplopen tot 585 miljoen stuks (65%), met een samengesteld jaarlijks groeipercentage (CAGR) van 19.1% tussen 17 en 22. Het verkoopvolume van niet-frequentieomkeerbare huishoudelijke apparaten zal daarentegen dalen tot 317 miljoen stuks (35%).

De waarde van vermogenshalfgeleiders voor frequentieomvormende huishoudelijke apparaten is aanzienlijk gestegen. De snelle toename van het aantal frequentieomvormende huishoudelijke apparaten zal de waarde van halfgeleiders per apparaat aanzienlijk verhogen. Infineon voorspelt dat de waarde van halfgeleiders zal stijgen van 0.7 euro voor niet-frequentieomvormende huishoudelijke apparaten naar 9.5 euro. De toegenomen waarde van halfgeleiders betreft voornamelijk vermogenshalfgeleiders. Uitgaande van een gemiddelde waarde van 9.5 euro per frequentieomvormend huishoudelijk apparaat, wordt verwacht dat de markt voor halfgeleiders in huishoudelijke apparaten zal groeien van 2.645 miljard euro in 2017 naar 2.645 miljard euro in 2022, oftewel 5.779 miljard yuan, met een samengesteld jaarlijks groeipercentage (CAGR) van 16.9% over de periode 17-22.

Volgens gegevens van IHS zal de markt voor halfgeleiders voor huishoudelijk gebruik naar verwachting groeien van 1.44 miljard dollar in 2017 tot 2.67 miljard dollar in 2021, met een samengesteld groeipercentage van 1%.

Met de krachtige bevordering van wereldwijde energiebesparing en milieubescherming zal de toepassingsgraad van frequentieomvormers in huishoudelijke apparaten geleidelijk toenemen, en zullen vermogenshalfgeleiders, als kerncomponenten van frequentieomvormers, hier aanzienlijk van profiteren.

3.4 Groei in diverse sectoren: IGBT-modules voor auto's zullen naar verwachting een samengestelde jaarlijkse groei van 23.5% laten zien tussen 2018 en 2023.

De wereldwijde IGBT-markt had in 2018 een omvang van 6.21 miljard dollar. Volgens gegevens van IHS bedroeg de wereldwijde IGBT-markt in 2017 5.255 miljard dollar, een stijging van 16.5% ten opzichte van 2016. De wereldwijde IGBT-markt had in 2018 een omvang van circa 6.21 miljard dollar.

4. Gedreven door de vraag naar elektrische voertuigen, biedt siliciumcarbide nieuwe ontwikkelingsmogelijkheden.

4.1 Uitstekende prestaties: de derde generatie halfgeleiders is op een historisch moment ontstaan.

MOSFETs op basis van SiC en GaN hebben hun prestatielimieten overschreden en technologische upgrades zijn essentieel: vergeleken met halfgeleidermaterialen van de eerste en tweede generatie, hebben halfgeleidermaterialen van de derde generatie een brede bandgap, een hoge doorslagsterkte, een hoge thermische geleidbaarheid, een hoge elektronenverzadigingsgraad en een hogere stralingsbestendigheid. Daardoor zijn ze beter geschikt voor de productie van apparaten die bestand zijn tegen hoge temperaturen, hoge frequenties, straling en een hoog vermogen. In hun streven naar kleinere apparaten en betere prestaties, promoten fabrikanten van vermogenscomponenten geleidelijk aan technologische oplossingen van de volgende generatie voor MOSFETs op basis van SiC en GaN. Bijvoorbeeld: 1) MOSFETs op basis van SiC hebben een zeer stabiele kristalstructuur vergeleken met MOSFETs op basis van silicium, en de bedrijfstemperatuur kan 600 °C bereiken; 2) De doorslagsterkte van SiC is meer dan tien keer zo hoog als die van silicium, waardoor de blokkeerspanning van MOSFETs op basis van SiC hoger is; 3) Het geleidingsverlies van SiC is veel kleiner dan dat van siliciumapparaten en verandert nauwelijks met de temperatuur. 4) De thermische geleidbaarheid van SiC is bijna 2.5 keer zo hoog als die van Si-materialen. De verzadigde elektronendriftsnelheid is 2 keer zo hoog als die van Si, waardoor SiC-apparaten op hogere frequenties kunnen werken.

SiC wordt voornamelijk gebruikt in huishoudelijke apparaten, nieuwe energiebronnen (elektrische voertuigen, windenergie, zonnepanelen), industriële toepassingen, enz.

4.2 Siliciumcarbide zal naar verwachting een belangrijke rol spelen op het gebied van elektrische voertuigen.

Wat automobieltoepassingen betreft, is de SiC MOSFET duidelijk superieur qua prestaties, omdat deze verliezen kan verminderen en het modulevolume en -gewicht kan verlagen. De IGBT is superieur qua betrouwbaarheid en robuustheid. Siliciumcarbidecomponenten worden gebruikt in laadsystemen en energieomzettingssystemen voor voertuigen, waar ze schakelverliezen effectief kunnen verminderen, de maximale bedrijfstemperatuur kunnen verhogen en de systeemefficiëntie kunnen verbeteren.

Model 3 was de eerste die SiC MOSFET gebruikte en was daarmee een pionier in het gebruik van SiC in elektrische voertuigen.

De omvormermodule van Tesla was de eerste die 24 siliciumcarbide (SiC) MOSFET's gebruikte, geleverd door STMicroelectronics. Later werd Infineon ook Tesla's leverancier van SiC-vermogenshalfgeleiders. De gehele vermogensmodule is opgebouwd uit modules met één buis, gebruikmakend van een standaard omvormertopologie met 6 schakelaars. Elke schakelaar bestaat uit 4 modules met één buis, wat neerkomt op een totaal van 24 modules met één buis. Het apparaat heeft een doorslagspanning van 650V. Het ontwerp van de SiC-module met één buis in de Model 3 sluit aan bij het gebruik van IGBT-modules met één buis door Infineon in de Model S/X. Het voordeel hiervan is dat schaalbaarheid op verschillende vermogensniveaus mogelijk is, terwijl tegelijkertijd de opbrengst van de moduleverpakking wordt verbeterd en de kosten van de halfgeleidercomponenten worden verlaagd.

BYD Han gebruikt SiC MOSFET's om de acceleratieprestaties, het vermogen en de duurzaamheid te verbeteren.

In 2020 gebruikte BYD voor het eerst in de Han EV-motorcontroller een door BYD zelf ontwikkelde en geproduceerde SiC MOSFET-regelmodule, wat de motorprestaties aanzienlijk verbeterde.

Siliciumcarbide heeft goede acceleratieprestaties. Het meest directe voordeel van de brede bandgap is een hogere doorslagsterkte, wat betekent dat het bestand is tegen hoge spanningen en dus hogere systeemspanningen kan aansturen. BYD Han kan het 650V-spanningsplatform gebruiken, mede dankzij siliciumcarbide. Hoge spanning betekent een lage stroomsterkte, wat de verliezen in de weerstanden van de apparatuur vermindert. Voor motorontwerp is het ook gemakkelijker om een ​​hoger vermogen te bereiken in een compact formaat. Daarom kan BYD Han gemakkelijk een acceleratietijd van 0-100 km/u in 3.9 seconden behalen.

Siliciumcarbide kan een hoge waarschijnlijkheid en een lange batterijduur bereiken. Naast de voordelen van de brede bandgap heeft siliciumcarbide ook twee belangrijke voordelen: een hogere verzadigde elektronensnelheid en een hogere thermische geleidbaarheid en hogere temperatuurbestendigheid. Verzadigde elektronen bewegen snel, wat betekent dat ze grotere stromen kunnen geleiden. De verzadigde elektronensnelheid van siliciumcarbide is twee keer zo hoog als die van silicium. Daarom is het bij het ontwerpen van een apparaat gemakkelijker om de stroomsterkte af te stemmen op de verzadigingsstroom van het apparaat, waardoor een lagere weerstand in de ingeschakelde toestand wordt bereikt. Dit kan het energieverlies verminderen, de warmteontwikkeling van het apparaat beperken en het ontwerp van de warmteafvoer vereenvoudigen. Vooral bij een kortstondig hoge stroom wordt de temperatuuraccumulatie van de apparatuur verminderd. In combinatie met de verhoogde temperatuurbestendigheid en de sterkere thermische geleidbaarheid van het materiaal zelf, maakt dit het ook gemakkelijker voor de apparatuur om warmte af te voeren. Het voertuig kan ook met een hoger vermogen worden aangedreven. Dit is de reden waarom BYD Han een vermogen van 363 kW kan bereiken. Door gebruik te maken van lithiumijzerfosfaat kan het vliegbereik 605 kilometer bedragen, wat uiteraard ook te danken is aan siliciumcarbide.

Het Toyota Mirai-model, een voertuig met brandstofcel, maakt gebruik van siliciumcarbidemodules.

Denso is begonnen met de massaproductie van een nieuwe generatie boost-vermogensmodules, uitgerust met SiC (siliciumcarbide) vermogenshalfgeleiders, die zullen worden gebruikt in de Toyota Mirai, een brandstofcelvoertuig. De SiC-vermogensmodules van Denso en Toyota worden al gebruikt in hybride elektrische voertuigen, brandstofcelbussen en brandstofcelpersonenauto's. De nieuwe Mirai, met zijn volgende generatie solid-state brandstofcelkerncomponent, de Toyota FC Stack, is gekoppeld aan een FC-boostconverter die gebruikmaakt van meerdere SiC-vermogenshalfgeleiders. De functie van de boostconverter is om een ​​hogere spanning te leveren dan de ingangsspanning.

De afmetingen van de vermogensmodule worden met 30% verkleind en het verlies met 70% verminderd. Volgens berekeningen van Denso is de nieuwe boost-vermogensmodule, uitgerust met SiC-vermogenshalfgeleiders (inclusief diodes en transistors), ongeveer 30% kleiner en het verlies met ongeveer 70% verminderd in vergelijking met producten die gebruikmaken van op silicium gebaseerde vermogenshalfgeleiders. Dit resulteert in miniaturisatie van de vermogensmodule en een verbetering van het brandstofverbruik van het voertuig.

De nieuwe Mirai, uitgerust met SiC-modules, heeft een 30% grotere actieradius. Toyota gaf aan dat het gebruik van SiC-halfgeleiders in de step-up transformator van de brandstofcel en lithium-ion-laagspanningsbatterijen het energieverlies in het systeem vermindert. Tegelijkertijd is, naast de verbeterde prestaties van de brandstofcelstacks, de energieopwekkingsefficiëntie verbeterd door middel van actieve regeneratie met katalysatoren. Hierdoor heeft Toyota met de nieuwe Mirai een maximale actieradius van ongeveer 850 km bereikt onder WLTC-bedrijfsomstandigheden, wat circa 30% hoger is dan bij het vorige model.

4.3 Naar verwachting zal de markt voor siliciumcarbide-vermogenscomponenten in 2027 de 10 miljard Amerikaanse dollar overschrijden.

Naar verwachting zal de markt voor siliciumcarbide-vermogenscomponenten in 2027 de 10 miljard dollar overschrijden. In 2018 bedroeg de markt voor siliciumcarbide-vermogenscomponenten ongeveer 390 miljoen dollar. Gedreven door de enorme vraag naar elektrische voertuigen, energieapparatuur en andere sectoren, voorspelt IHS dat de markt voor siliciumcarbide-vermogenscomponenten in 2027 de 10 miljard dollar zal overschrijden. Vanaf 2021 zal de SiC MOSFET, met name door de opkomst van elektrische voertuigen, een snelle groei doormaken en de bestverkochte discrete SiC-vermogenscomponent worden.

5. Meer dan 80% van de vermogenshalfgeleiders is afhankelijk van import, en binnenlandse bedrijven proberen die achterstand in te halen.

5.1 Europese, Amerikaanse en Japanse bedrijven hebben duidelijke voordelen op het gebied van vermogenshalfgeleiders.

Volgens statistieken van Infineon bedroeg de wereldwijde markt voor vermogenshalfgeleiders en -modules in 2019 21 miljard dollar. Europa, de Verenigde Staten en Japan vormden een drielandenpunt. Infineon stond op de eerste plaats met 19%, gevolgd door ON Semiconductor met 8.4%. De top tien bedrijven hadden samen een marktaandeel van 58.3%.

In 2019 bereikte de wereldwijde MOSFET-markt een waarde van 8.1 miljard dollar. Infineon stond met een absolute voorsprong op de eerste plaats met een marktaandeel van 24.6%, en het marktaandeel van de top vijf bedrijven bedroeg 59.8%. Nexperia Semiconductor, overgenomen door Wingtech, en China Resources Microelectronics, een Chinees bedrijf, kwamen in de top tien terecht met respectievelijk 4.1% en 3.0%.

In 2019 bedroeg de omvang van de IGBT-modulemarkt 3.31 miljard dollar. Infineon stond op de eerste plaats met een marktaandeel van 35.6%, en de top vijf bedrijven waren samen goed voor 68.8%. Star Semiconductor, een toonaangevend IGBT-bedrijf uit China, heeft zich de afgelopen jaren snel ontwikkeld en is de top tien binnengedrongen. In 2019 stond het bedrijf op de achtste plaats met een marktaandeel van 2.5%.

In 2019 bedroeg de omvang van de markt voor discrete IGBT's 1.44 miljard dollar. Infineon stond op de eerste plaats met een marktaandeel van 32.5%. De top vijf bedrijven waren samen goed voor 63.9% van de markt. De Chinese fabrikant Silan Micro kwam de top tien binnen met een marktaandeel van 2.2%.

In 2019 bedroeg de omvang van de IPM-markt 1.59 miljard dollar. Het Japanse Mitsubishi stond op nummer één met een marktaandeel van 32.7%. De top vijf bedrijven waren samen goed voor 76.9% van de markt. De Chinese fabrikanten Silan Microelectronics en China Microelectronics kwamen in de top tien terecht met respectievelijk 1.1% en 0.8% marktaandeel.

5.2 Chinese bedrijven in de vermogenshalfgeleidersector halen een inhaalslag en luiden een periode van snelle ontwikkeling in.

China is de grootste markt voor vermogenshalfgeleiders ter wereld. Een groot deel van de omzet van toonaangevende internationale bedrijven komt uit China. Neem bijvoorbeeld Dal Technology en NXP: meer dan 50% en 40% van hun omzet komt uit China. China is een belangrijke speler op de markt voor elektrische voertuigen. De IGBT's van Infineon zijn goed voor meer dan 60% van de Chinese markt voor elektrische voertuigen. Dit toont aan dat er een enorme vraag is naar vermogenshalfgeleiders in China en dat lokale fabrikanten veel mogelijkheden hebben om import te vervangen.

Het zelfvoorzieningspercentage van IGBT's in China blijft stijgen. Volgens gegevens van Zhiyan Consulting heeft het land sinds 2015 een zelfvoorzieningspercentage van meer dan 10% behaald en is dit gestaag toegenomen. Naar verwachting zal dit percentage stijgen van 10.1% in 2015 naar 18.4% in 2020. De Chinese IGBT-industrie zal naar verwachting in 2024 een productie van 78 miljoen eenheden bereiken, met een vraag van ongeveer 196 miljoen eenheden en een zelfvoorzieningspercentage van 40%. Over het geheel genomen is er nog steeds een groot tekort aan vraag en aanbod in de Chinese IGBT-industrie, en "binnenlandse substitutie" zal een belangrijke ontwikkelingsrichting voor de IGBT-industrie in de toekomst zijn.

Producten voor vermogenshalfgeleiders in het midden- en hogere segment zijn sterk afhankelijk van overzeese markten. Chinese bedrijven zoals BYD, Huawei, CRRC en Sungrow behoren tot de grootste afnemers van vermogenshalfgeleiders ter wereld. Deze bedrijven zijn echter nog steeds sterk afhankelijk van overzeese leveranciers zoals Infineon, Fuji Electric en Mitsubishi Electric voor de aanschaf van vermogenshalfgeleiders. China is de grootste markt voor elektrische en hybride voertuigen, maar overzeese toeleveringsketens leveren nog steeds vermogenshalfgeleidermodules voor de meeste systemen in China. Op de wereldwijde markt voor vermogenshalfgeleiders zijn fabrikanten van producten in het midden- en hogere segment voornamelijk geconcentreerd in Europa, de Verenigde Staten en Japan. De meeste fabrikanten van vermogenshalfgeleiders in Europa, de Verenigde Staten en Japan zijn geïntegreerde fabrikanten (IDM). Infineon, ON Semiconductor, STMicroelectronics, Mitsubishi, Toshiba, enzovoort, zijn toonaangevende bedrijven in de sector. Taiwan, China, is ook een relatief grote producent van vermogenshalfgeleiders. De meeste fabrikanten zijn fabless-fabrikanten en hun producten zijn voornamelijk gericht op het lagere segment. De Chinese markt voor vermogenshalfgeleiders vertegenwoordigt ongeveer 36% van de wereldwijde vraag. Op het gebied van hoogwaardige producten is ongeveer 80% afhankelijk van import.

De Chinese halfgeleiderindustrie voor vermogenselektronica ontwikkelt zich snel. De Chinese fabrikanten van halfgeleiders werken voornamelijk volgens het IDM-model (Integrated Design Manufacturer) en de productieketen is relatief compleet. De producten zijn vooral geconcentreerd in de lagere prijsklassen, zoals diodes, laagspannings-MOS-componenten en thyristoren. IGBT's hebben geleidelijk aan doorbraken bereikt. De productietechnologie is volwassen en biedt kostenvoordelen. De winstgevendheid van toonaangevende bedrijven in de sector is veel hoger dan die van fabrikanten in Taiwan en China. Op het gebied van hoogwaardige producten, zoals duurzame energie, elektriciteit en spoorvervoer, beschikken slechts een handvol binnenlandse fabrikanten over de benodigde productiecapaciteit. De markt voor hoogwaardige producten wordt voornamelijk gedomineerd door Europese, Amerikaanse en Japanse fabrikanten zoals Infineon, ON Semiconductor, Renesas en Toshiba.

Momenteel worden de binnenlandse en buitenlandse IGBT-markten nog voornamelijk gedomineerd door buitenlandse bedrijven. Chinese IGBT-fabrikanten, aangevoerd door Star Semiconductor, ontwikkelen zich snel en boeken geleidelijk aan doorbraken op het gebied van industriële besturing, elektrische voertuigen, windenergie, zonne-energie, elektriciteit en hogesnelheidstreinen, waardoor hun marktaandeel continu toeneemt. In 2019 had Infineon, gemeten naar verzendvolume, het grootste marktaandeel in IGBT's voor elektrische voertuigen in China, namelijk 49.3%, gevolgd door BYD met 20% (voornamelijk zelfvoorzienend). Star Semiconductor stond op de derde plaats met 16.6%. Star Semiconductor heeft een hoge mate van chipzelfvoorziening op het gebied van IGBT's voor elektrische voertuigen, namelijk meer dan 90%.

In de Chinese markt voor vermogenshalfgeleiders zijn lokale fabrikanten begonnen met het vervangen van importproducten in het lagere segment. Bedrijven zoals Nexperia, Star Semiconductor, China Resources Micro, Xinjie Neng, Lion Micro, China Microelectronics, Yangjie Technology, Silan Micro, Sanan Optoelectronics en Jiejie Microelectronics, die zijn overgenomen door Wingtech Technology, zijn hoogwaardige ondernemingen in de sector, maar hun marktaandeel is nog steeds laag.

6. Optimistisch over marktleiders

Momenteel wordt de toeleveringsketen van de Chinese vermogenshalfgeleiderindustrie steeds perfecter en vindt er ook een technologische doorbraak plaats. China is 's werelds grootste afnemer van vermogenshalfgeleiders en was in 2019 goed voor 35.9% van de wereldwijde vraag. De groei is aanzienlijk hoger dan die van de rest van de wereld. In de toekomst zal de vraag naar nieuwe energiebronnen (elektrische voertuigen, zonne-energie, windenergie), industriële besturing, frequentieomvormers voor huishoudelijke apparaten, IoT-apparatuur, enzovoort, naar verwachting verder stijgen en zal de industrie gestaag blijven groeien. Voor binnenlandse substitutie zijn we optimistisch over de marktleiders in de betreffende segmenten: Star Semiconductor, China Resources Micro, Hua Hong Semiconductor, Silan Micro, New Clean Energy, Leon Micro, Sanan Optoelectronics, Wingtech Technology en CRRC Times Electric.

Telefoonnummer van het bedrijf: +86-0755-83044319
Fax: +86-0755-83975897
E-mail: 1615456225@qq.com
Vraag: 3518641314 Manager Li

Vraag: 332496225 Manager Qiu

Adres: Kamer 809, Gebouw C, Zhantao Technologiegebouw, Minzhilaan 1079, Longhua Nieuw District, Shenzhen