Ideias centrais:

Espera-se que os semicondutores de potência entrem em um ciclo de forte crescimento em 2021. Em 2018, impulsionados pelo rápido crescimento da demanda por veículos elétricos e por outros chips que ocupavam a capacidade de produção de 8 polegadas, os semicondutores de potência sofreram com a escassez e o aumento de preços; em 2019, afetados pela queda nas vendas de smartphones e carros tradicionais, e pelo desenvolvimento constante de veículos elétricos, os semicondutores de potência apresentaram um desempenho estável; em 2020, afetados pela pandemia, a demanda por semicondutores de potência não foi boa no primeiro semestre, mas a partir do terceiro trimestre, impulsionada pelo fornecimento de energia para 5G, smartphones, indústria, veículos elétricos e equipamentos para IoT, entre outros, a demanda aumentou significativamente. A pandemia no exterior afetou a capacidade de produção de fabricantes estrangeiros, e alguns produtos sofreram com a escassez e o aumento de preços. Acreditamos que, impulsionados por múltiplas demandas, os semicondutores de potência entrarão em um ciclo de forte crescimento em 2021.

Perspectiva da ind�stria

Em 2021, o crescimento da demanda, o aumento dos preços e a substituição por produtos nacionais trarão boas oportunidades de desenvolvimento para semicondutores de potência: afetados pela pandemia global da COVID-4, os semicondutores de potência globais sofreram uma queda em 2020. A QYResearch prevê uma queda anual de 9.1% em 2020. Espera-se um crescimento de 8.1% em 2021, impulsionado pela demanda por celulares 5G, veículos elétricos e IoT (Internet das Coisas). No quarto trimestre de 2020, o prazo de entrega dos produtos de semicondutores de potência da ON Semiconductor, incluindo os da Infineon, STMicroelectronics e Diodes, foi geralmente estendido. A tendência de aumento de preços de alguns produtos MOSFET foi evidente, especialmente da Infineon. As marcas nacionais também sofreram com a escassez e aumentos de preços. Os preços dos MOSFETs geralmente aumentaram de 10% a 20%. Em 2019, a China se tornou o maior mercado mundial de semicondutores de potência, representando 35.9% do mercado global. No entanto, a taxa de autossuficiência é baixa. Tomando o IGBT como exemplo, a taxa de autossuficiência em 2019 foi de apenas 16.3%. Acreditamos que, em 2021, os semicondutores de potência apresentarão boas oportunidades de desenvolvimento, impulsionadas pelo crescimento da demanda, aumento de preços e substituição por produtos nacionais, e toda a cadeia produtiva se beneficiará ativamente.

Os veículos de novas energias estão em plena expansão e a demanda por IGBTs está crescendo rapidamente. Esses veículos estão entrando em um período de rápido crescimento. Em novembro de 2020, a produção e as vendas de veículos de novas energias foram de 198,000 e 200,000 unidades, respectivamente, representando aumentos anuais de 75.1% e 104.9%, respectivamente. Prevê-se que o número global de veículos de novas energias alcance 11 milhões em 2025, com a China respondendo por 50%. Os veículos de novas energias exigem um grande número de novos semicondutores de potência. Um veículo híbrido leve de 48V requer um aumento de mais de US$ 90, e um veículo elétrico ou híbrido requer um aumento de mais de US$ 330. Espera-se que a taxa de crescimento anual composta dos módulos IGBT automotivos atinja 23.5% de 2018 a 2023. Os semicondutores de potência automotivos são complexos e altamente concentrados, com fabricantes europeus e americanos detendo a principal vantagem competitiva. Em 2019, a maior empresa do mundo era a Infineon, com uma participação de mercado de 25.5%, e a segunda maior era a STMicroelectronics, com 13.9%. As cinco maiores empresas detinham 62.1% do mercado total, indicando um alto grau de concentração. As empresas chinesas têm uma base frágil no setor de semicondutores de potência para a indústria automotiva, mas o rápido desenvolvimento de veículos elétricos na China nos últimos anos também impulsionou o crescimento do setor de IGBTs. A Infineon liderou o mercado de IGBTs para veículos de nova energia na China em 2019, com 49.3% de participação, seguida pela BYD, que fornece principalmente seus próprios produtos, com 20%, e a Star Semiconductor, em terceiro lugar, com 16.6% de participação e rápido crescimento.

O desempenho dos semicondutores de terceira geração é excelente e a demanda está aumentando. O SiC é usado principalmente em eletrodomésticos, novas energias (veículos elétricos, energia eólica, energia fotovoltaica) e aplicações industriais. Prevê-se que o mercado de dispositivos de potência de carbeto de silício ultrapasse US$ 10 bilhões em 2027. Em termos de aplicações automotivas, os MOSFETs de SiC são claramente superiores em desempenho, podendo reduzir perdas e diminuir o volume e o peso do módulo. O Model 3 foi o primeiro a usar MOSFETs de SiC, inaugurando o uso de SiC em veículos elétricos. Em 2020, o BYD Han também utilizou módulos de SiC, o que melhorou efetivamente o desempenho de aceleração, a potência e a autonomia. O veículo de célula de combustível Toyota Mirai é equipado com SiC, reduzindo o volume do módulo de potência em 30% e as perdas em 70%. Acreditamos que, com a queda nos custos e a gradual maturação da tecnologia, o SiC tem um grande potencial de aplicação em veículos elétricos.

Principais empresas: Star Semiconductor, Hua Hong Semiconductor, China Resources Micro, Silan Micro e New Clean Energy.

Aviso de risco: O desenvolvimento de veículos elétricos não está atendendo às expectativas, as vendas de smartphones não estão atendendo às expectativas e o progresso do 5G está abaixo do esperado.

1. Ampla gama de aplicações e desenvolvimento constante da indústria de semicondutores de potência

1.1 A taxa média de crescimento anual dos semicondutores de potência globais de 2019 a 2025 deverá ser de 4.3%.

Os semicondutores de potência são amplamente utilizados em diversos produtos eletrônicos. O mercado de semicondutores de potência movimentou US$ 17.5 bilhões em 2019. A Yole prevê que esse mercado atingirá US$ 22.5 bilhões em 2025, com uma taxa média de crescimento anual de 4.3% entre 2019 e 2025.

A taxa média de crescimento anual dos módulos IGBT de 2019 a 2025 é de 18%. Beneficiando-se do rápido desenvolvimento de novas energias (veículos elétricos, energia eólica e fotovoltaica) e das indústrias de controle industrial, prevê-se que o mercado total de módulos IGBT alcance US$ 5.4 bilhões em 2025, representando 24% de todo o mercado de semicondutores de potência.

O setor automotivo representa a maior proporção, seguido pelo setor de motores. Em 2019, o segmento automotivo (incluindo veículos elétricos, veículos híbridos e MOSFETs de silício) movimentou US$ 1.5 bilhão; o segmento de acionamento de motores (acionamentos de motores e módulos IGBT) movimentou US$ 1.4 bilhão; o segmento de smartphones e equipamentos sem fio (MOSFETs de silício) movimentou US$ 1.3 bilhão; o segmento de tecnologia da computação (computação) e armazenamento (MOSFETs de silício) movimentou US$ 1.2 bilhão; o segmento industrial (MOSFETs de silício) movimentou US$ 1.1 bilhão; e o segmento de veículos elétricos e híbridos (módulos IGBT) movimentou US$ 600 milhões (outros segmentos somaram US$ 10.4 bilhões). Considerando a proporção (quantidade) de vários componentes no mercado de semicondutores de potência, os MOSFETs de silício representam 45%. Outro componente importante são os módulos IGBT, com um mercado de US$ 3.7 bilhões em 2019. Aplicações na indústria, inversores de regeneração de energia, veículos elétricos e híbridos têm atraído muita atenção (especialmente veículos elétricos e híbridos, por serem as aplicações mais recentes).

Crescimento acelerado dos MOSFETs de SiC para o setor automotivo. Devido à demanda de montadoras como a Tesla, nos Estados Unidos, e a BYD, na China, os módulos de silício estão gradualmente substituindo os módulos IGBT como inversores principais. Prevê-se que o mercado de MOSFETs de SiC também crescerá devido ao aumento da popularidade de veículos elétricos (VEs) e híbridos (HEVs). Os transistores discretos de SiC competirão com os MOSFETs no futuro como sistemas de carregamento de bordo eficientes.

1.2 O mercado de semicondutores de potência da China ocupa o primeiro lugar no mundo, e as principais empresas nacionais estão se desenvolvendo rapidamente.

Em 2019, o mercado de semicondutores de potência da China representou 35.9% do mercado global: a China é o maior consumidor mundial de dispositivos de potência, e os principais produtos desse segmento ocupam o primeiro lugar em participação de mercado na China.

A participação de mercado global das empresas líderes nacionais ainda é muito baixa, e existe uma clara lacuna em relação às gigantes internacionais: assim como em toda a indústria de semicondutores, em comparação com os fabricantes internacionais de dispositivos de potência (IDMs), as vendas anuais das principais empresas nacionais de dispositivos de potência (China Resources Micro, Star Semiconductor, New Clean Energy, Yangjie Technology, China Microelectronics, Silan Micro, etc.) são muito diferentes das das gigantes internacionais, e a estrutura de produtos é de baixo custo, indicando que o mercado de dispositivos de potência da China apresenta uma séria discrepância entre o modelo e a autonomia, e há um enorme espaço para substituição por produtos nacionais. Atualmente, a indústria de semicondutores de potência da China está se desenvolvendo rapidamente. A Wingtech Technology adquiriu a Nexperia, e diversas empresas de semicondutores de potência, como Star Semiconductor, China Resources Micro e New Clean Energy, abriram capital em sequência e estão crescendo.

2. Impulsionados pela demanda, os semicondutores de potência vivenciarão um ciclo de forte crescimento em 2021.

2.1 O prazo de entrega dos principais fabricantes internacionais de semicondutores de potência foi prorrogado.

No quarto trimestre de 2020, o prazo de entrega dos MOSFETs, IGBTs e outros produtos da Infineon foi, em geral, estendido, chegando a 30 semanas em alguns casos. Entre eles, os preços dos MOSFETs de baixa e alta tensão e dos transistores para aviação militar estão em alta. Os prazos de entrega dos semicondutores de potência da STMicroelectronics apresentaram uma tendência geral de extensão, enquanto os preços permaneceram estáveis.

No quarto trimestre de 2020, o prazo de entrega dos MOSFETs e transistores da Diodes foi estendido, com o ciclo de entrega mais longo atingindo 20 semanas, e o preço dos MOSFETs de baixa tensão apresentou uma tendência de alta. O prazo de entrega dos produtos da série de potência da ON Semiconductor também foi estendido, e os preços dos MOSFETs de alta e baixa tensão apresentaram uma tendência de alta.

2.2 A tendência de aumento de preço dos MOSFETs de potência é evidente.

Os preços dos MOSFETs aumentaram entre 10% e 20%. De acordo com informações de pesquisas da cadeia de suprimentos, de novembro a dezembro de 2020, marcas estrangeiras, especialmente a Infineon, apresentaram falta de estoque. Marcas nacionais também sofreram com a escassez e aumentos de preços. Os preços dos MOSFETs no mercado, em geral, subiram entre 10% e 20%.

A China é um país com grande demanda por MOSFETs, mas altamente dependente de importações. Segundo dados da IHS, o mercado global de MOSFETs movimentou US$ 7.6 bilhões em 2019, com o mercado interno representando 39%. Em termos de estrutura de mercado, Infineon, ON Semiconductor, Toshiba, ST e Renesas juntas detêm 61% da participação no mercado interno. Os principais fabricantes internacionais enfrentam oferta insuficiente e escassez evidente.

A demanda disparou e a capacidade insuficiente de produção de 8 polegadas causou escassez e aumento de preços. A eletrificação dos automóveis trouxe um enorme aumento na demanda por MOSFETs. A demanda por conservação de energia e proteção ambiental em dispositivos eletrônicos a jusante não só impulsionou o crescimento da demanda, como também levou à rápida atualização da estrutura do produto. O início do processo de comercialização do 5G fez com que a demanda por MOSFETs aumentasse exponencialmente. Nos campos de fontes de alimentação para carregadores portáteis e fontes de alimentação para comunicação 5G, a demanda deve crescer de 20 a 30% este ano. A demanda reprimida no primeiro semestre do ano para computadores, eletrodomésticos e carregamento rápido foi gradualmente liberada. Do lado da oferta, os MOSFETs dependem principalmente de fundições de wafers de 8 e 6 polegadas, com os de 12 polegadas e menores representando mais de 80%. De acordo com informações de pesquisa da cadeia de suprimentos, a capacidade de produção de 8 polegadas das principais fundições de wafers está atualmente saturada. Por exemplo, as taxas de utilização da capacidade das fundições nacionais de 8 polegadas, como a Huahong e a China Resources Micro, estão próximas da capacidade total, e a capacidade de fundição de wafers de 8 polegadas da UMC estará totalmente utilizada até o segundo semestre de 2021.

A Diodes (EUA e Taiwan) começará a aumentar os preços de alguns produtos a partir de 1º de janeiro de 2021. Em um comunicado aos clientes, a Diodes (EUA e Taiwan) informou que, devido ao impacto da pandemia de COVID-19, a empresa enfrenta desafios decorrentes do aumento de custos e da extensão dos prazos de entrega por parte dos fornecedores. Diante disso, os preços de alguns produtos serão reajustados a partir de 1º de janeiro de 2021.

Os produtos SGT MOS da Silan Micro aumentaram 20%. Em 9 de dezembro, a Hangzhou Silan Microelectronics declarou que, devido ao aumento dos preços dos wafers MOS e dos materiais de encapsulamento, bem como ao impacto na capacidade de produção, o custo dos produtos relacionados da empresa continua a subir. Para garantir o fornecimento de produtos e manter boas relações comerciais, a empresa estudou cuidadosamente e decidiu que, a partir de agora (9 de dezembro de 2020), o preço de seus produtos SGT MOS aumentará 20% neste mês.

A Xinjie Energy aumentará os preços de alguns produtos a partir de 1º de janeiro de 2021. Em 21 de dezembro de 2020, a Wuxi New Clean Energy também emitiu um aviso de reajuste de preços aos clientes. O aviso declarava que, devido ao aumento contínuo dos custos de matéria-prima e embalagem, à capacidade de produção limitada e aos ciclos de produção prolongados, os custos dos produtos aumentaram significativamente, e o preço original não consegue atender às necessidades de fornecimento.

Espera-se que os semicondutores de potência entrem em um ciclo de forte crescimento em 2021. Em 2018, impulsionados pelo rápido crescimento da demanda por veículos elétricos e outros chips que ocupavam a capacidade de produção de 8 polegadas, os semicondutores de potência sofreram com a escassez e o aumento de preços; em 2019, afetados pela queda nas vendas de smartphones e carros tradicionais, e pelo desenvolvimento constante de veículos elétricos, os semicondutores de potência apresentaram um desempenho estável; em 2020, impactados pela pandemia, a demanda por semicondutores de potência não foi boa no primeiro semestre, mas a partir do terceiro trimestre, impulsionada por fontes de alimentação 5G, smartphones, carregamento rápido, indústria, veículos elétricos e equipamentos de IoT, entre outros, a demanda aumentou significativamente, e alguns produtos sofreram com a escassez e o aumento de preços. Prevemos que os semicondutores de potência entrarão em um ciclo de forte crescimento em 2021.

3. Forte demanda por veículos elétricos + impulsionada pela demanda em múltiplos setores + substituição doméstica, o IGBT tem um futuro promissor.

3.1 IGBT - a joia da coroa dos dispositivos de potência, CPUs em dispositivos e sistemas de eletrônica de potência

O IGBT é um dispositivo semicondutor de potência integrado com um princípio de funcionamento complexo. Estruturalmente, o IGBT integra quase todas as estruturas básicas de dispositivos semicondutores, como diodos, BJTs, JFETs, MOSFETs e SCRs. Alterações nos parâmetros estruturais do IGBT causam alterações correspondentes em seu desempenho. Em termos de tecnologia de processo, o IGBT utiliza a tecnologia de circuito integrado MOS para integração de potência em larga escala. O projeto demonstra a redução do tamanho da célula unitária. Quanto mais células forem integradas em paralelo, menor será a queda de tensão no estado ligado (perda por condução).

A tecnologia IGBT foi inventada há mais de 30 anos e passou principalmente por 6 gerações de aprimoramentos tecnológicos e de processo. Estruturalmente falando, o IGBT pode ser dividido em estrutura vertical, estrutura de porta IGBT e tecnologia de processamento de wafers de silício. A principal tendência de desenvolvimento é a redução de perdas.

O IGBT é adequado para aplicações de alta tensão: o IGBT é um dispositivo semicondutor de potência composto por BJT e MOSFET. Ele não só possui as vantagens do MOSFET, como alta velocidade de comutação, alta impedância de entrada, baixo consumo de energia, circuito de acionamento simples e baixas perdas de comutação, mas também as vantagens do BJT, como baixa tensão de condução, alta corrente de condução e baixas perdas. É incomparável a outros dispositivos de potência em termos de alta tensão, alta corrente e alta velocidade. Portanto, é um dispositivo de comutação ideal na área de eletrônica de potência e representa a principal direção para o desenvolvimento futuro de aplicações. A estabilidade do IGBT é ligeiramente inferior à do MOSFET, mas superior à do BJT. No entanto, a tensão suportável do IGBT é mais fácil de ser elevada do que a do MOSFET, e ele não é propenso a falhas por ruptura secundária, tornando-o adequado para aplicações de alta tensão.

Como componente essencial no campo do controle e automação industrial, os módulos IGBT são amplamente utilizados em diversas áreas, como economia de energia em motores, transporte ferroviário, redes inteligentes, aeroespacial, eletrodomésticos, eletrônica automotiva, geração de energia renovável, veículos de nova energia, etc. Com o desenvolvimento de veículos de nova energia e a popularização de eletrodomésticos com frequência variável, o mercado de IGBT continua aquecido. Eles não apenas melhoram o nível de automação e a precisão do controle de equipamentos em aplicações industriais, como também aumentam significativamente a eficiência do uso de energia elétrica, reduzindo o volume e o peso dos produtos e economizando materiais.

O IGBT apresenta grandes vantagens acima de 600V e atualmente pode ser aplicado em altas tensões de até 6500V. No segmento de alta tensão, o MOSFET de SiC é um concorrente do IGBT, mas seu custo ainda é elevado.

Com a constante evolução das aplicações, novas exigências surgiram para os chips e módulos IGBT. Os chips precisam reduzir a área e alcançar comutação rápida. Os IGBTs devem suportar tensões e correntes mais elevadas, além de apresentarem baixas perdas e alta confiabilidade.

Os módulos de potência de nível automotivo exigem maior confiabilidade na operação elétrica, maior vida útil, melhor economia de energia, forte resistência a interferências, baixo peso, tamanho compacto, etc.

Para atender às diversas necessidades de aplicação, a tecnologia de encapsulamento de módulos de potência também está em constante desenvolvimento, incluindo principalmente novas tecnologias para dispositivos de silício, redução da resistência térmica, novos métodos de soldagem de chips, dissipação de calor em ambos os lados, melhoria da integração, etc.

3.2 Os veículos de novas energias são a principal força motriz para o crescimento dos módulos IGBT.

O valor dos semicondutores de potência para veículos de novas energias aumentou significativamente: o valor dos novos dispositivos de potência provém principalmente dos três sistemas de potência dos automóveis, incluindo controle de potência, acionamento elétrico e sistemas de baterias. Na unidade de controle de potência, módulos IGBT ou SiC convertem corrente contínua de alta tensão em corrente alternada que aciona o motor trifásico; em carregadores de bordo, conversores CA/CC e CC/CC, são utilizados transistores IGBT ou SiC, MOS e SBD; em controladores auxiliares de alta tensão, como direção elétrica, bombas d'água, bombas de óleo, PTC e compressores de ar condicionado, são utilizados transistores IGBT ou módulos; em sistemas start-stop ISG, os transistores MOS são utilizados em controladores de baixa tensão, como limpadores de para-brisa.

(1) Sistema de controle de velocidade elétrica: Existem duas formas principais de dispositivos de potência no sistema de controle de velocidade do motor de veículos de nova energia: choppers para motores CC e inversores para motores CA. (1) Chopper: Para sistemas de controle de velocidade de motores CC, geralmente são utilizados choppers. O circuito de potência é relativamente simples e a eficiência é relativamente alta. Com o desenvolvimento de dispositivos de potência, a frequência do chopper pode atingir vários milhares de hertz, sendo, portanto, muito adequado para a regulação da velocidade de tração CC. Os veículos de nova energia são movidos por motores CC. Sejam motores em série ou motores de excitação independente, os choppers são usados ​​como conversores de potência. Os dispositivos de potência dos choppers utilizam principalmente MOSFETs e BJTs. (2) No modo de conversão CC/CC do inversor, geralmente existem dois métodos: chopper CC mais inversor e inversor CC/DA. Como a tensão de alimentação dos veículos de nova energia é baixa, se o primeiro método for usado, haverá muitas conexões de transmissão de energia, o que reduzirá a eficiência de todo o sistema. O uso de inversor de tensão PWM possui circuito simples, poucas conexões e alta eficiência. Além disso, surgiram recentemente conversores ressonantes de barramento CC e conversores ressonantes de barramento CA de alta frequência. Devido ao uso da tecnologia de comutação de tensão zero ou corrente zero, o conversor ressonante apresenta vantagens como baixa perda de comutação, baixa interferência eletromagnética, baixo ruído, alta densidade de potência e alta confiabilidade.

(2) Conversor de energia: O principal componente do conversor de energia de veículos de nova energia é o dispositivo de potência. Os dispositivos de potência atualmente mais utilizados incluem CTO, BJT, MOSFET, IGBT, SITSITH e MCT. Dentre eles, CTO e MCT possuem alta velocidade de comutação, alta capacidade de transmissão de energia, características dinâmicas superiores e alta confiabilidade. São muito adequados para acionar veículos elétricos. Ao mesmo tempo, os dispositivos de potência podem afetar a estrutura do conversor de energia. Conversores CC-CC e CC-CA são utilizados em motores CC e CA, respectivamente.

(3) Dispositivo de carregamento a bordo: O desenvolvimento de carregadores a bordo é uma condição necessária para o desenvolvimento de veículos de novas energias, pois podem complementar eficazmente a energia da rede CA para a bateria de cada veículo elétrico. A função do carregador é converter corrente alternada em corrente contínua, o que requer o uso de dispositivos de potência como IGBTs. Os veículos de novas energias impõem novos requisitos a esses dispositivos de potência. Eles não só exigem carregamento em dois estágios com corrente constante e tensão constante, como também alta eficiência, leveza, múltiplas funções de proteção, como autoverificação e carregamento automático, além da capacidade de programar a curva de tempo de carregamento, monitorar a temperatura da bateria e não poluir a rede elétrica.

? (4) Estações de carregamento: Como uma instalação básica indispensável para veículos de novas energias, a indústria de estações de carregamento do meu país também está em um período de rápido crescimento, e o espaço de mercado futuro é amplo. As estatísticas da Infineon indicam que uma estação de carregamento de 100 kW requer um dispositivo de potência no valor de US$ 200-300, e o módulo IGBT é o dispositivo principal da estação de carregamento.

Diferentes veículos elétricos requerem diferentes quantidades de dispositivos semicondutores de potência. À medida que o número de veículos puramente elétricos aumenta, tanto o volume quanto o preço dos dispositivos semicondutores de potência automotivos aumentarão.

Segundo dados da Infineon, em 2020, os veículos híbridos leves de 48V precisarão adicionar US$ 90 em semicondutores de potência, e os veículos elétricos ou híbridos precisarão adicionar US$ 330 em semicondutores de potência.

Em 2019, o número global de veículos elétricos atingiu 2.21 milhões, um aumento de 10% em relação ao ano anterior, enquanto as vendas de veículos de novas energias na China foram de 1.206 milhão, uma queda de 4.0% em relação ao ano anterior.

Em novembro de 2020, a produção e as vendas de veículos de novas energias foram de 198,000 e 200,000 unidades, respectivamente, representando um aumento anual de 75.1% e 104.9%, respectivamente. De janeiro a novembro de 2020, a produção e as vendas de veículos de novas energias foram de 1.119 milhão e 1.109 milhão, respectivamente, com uma queda de 0.1% na produção e um aumento de 3.9% nas vendas em relação ao ano anterior.

A BloombergNEF prevê que o número global de veículos de novas energias deverá atingir 11 milhões em 2025, com a China respondendo por 50%. A expectativa é que chegue a 28 milhões em 2030 e a 56 milhões em 2040. Até lá, as vendas de veículos elétricos representarão 57% de todas as vendas de carros novos.

O mercado de semicondutores de potência para o setor automotivo é complexo e altamente concentrado, com fabricantes europeus e americanos detendo as principais vantagens competitivas. Em 2019, o mercado global de semicondutores para o setor automotivo atingiu US$ 37.2 bilhões. A Infineon ficou em primeiro lugar, com uma participação de mercado de 13.4%, e as cinco maiores empresas juntas representaram 49.1%. A maior empresa do mundo em semicondutores de potência para o setor automotivo é a Infineon, com uma participação de mercado de 25.5%. A segunda maior empresa é a STMicroelectronics, com uma participação de mercado de 13.9%. As cinco maiores empresas representam um total de 62.1% do mercado, o que indica um alto grau de concentração.

A Star Semiconductor está em franca ascensão. A indústria automobilística chinesa apresenta uma base frágil e um desenvolvimento lento no setor de semicondutores de potência. No entanto, o rápido crescimento dos veículos elétricos na China nos últimos anos impulsionou o desenvolvimento da indústria de IGBTs. Segundo dados da Zos Automotive Research, em 2019, a Infineon liderou o mercado de IGBTs para veículos de nova energia na China, com 49.3% de participação, seguida pela BYD, que utiliza principalmente seus próprios produtos, com 20%, e a Star Semiconductor em terceiro lugar, com 16.6% de participação de mercado.

3.3 O controle industrial, as novas energias, a conversão de frequência em eletrodomésticos e outros campos impulsionam o crescimento estável dos IGBTs.

Os dispositivos semicondutores de potência são cada vez mais utilizados na indústria de gerenciamento de energia. No futuro, o controle industrial, novas energias, eletrodomésticos com frequência variável, data centers, 5G, IoT e outros campos serão as principais áreas de crescimento para dispositivos semicondutores de potência, e a demanda por IGBTs continuará a aumentar.

3.3.1 O controle industrial é o maior campo de aplicação dos IGBTs, com um crescimento constante na demanda.

Os módulos IGBT são componentes essenciais em setores tradicionais de controle industrial e fornecimento de energia, como conversores de frequência e máquinas de solda inversoras, sendo amplamente utilizados nessas áreas. Com a recuperação gradual do mercado de controle industrial e fornecimento de energia, espera-se que o mercado de módulos IGBT nesse setor também se expanda progressivamente.

1) Indústria de conversores de frequência: Os módulos IGBT não apenas desempenham o papel dos transistores tradicionais em conversores de frequência, mas também incluem a parte retificadora. O sinal de onda senoidal gerado pelo controlador é isolado por acoplamento óptico e então entra no IGBT. O IGBT converte a energia CC retificada de 380V (220V) em energia CA para saída, de acordo com a variação do sinal.

O mercado de conversores de frequência no meu país está em franca expansão. Os conversores de frequência entraram no setor de novas energias e manterão um crescimento constante em áreas industriais como metalurgia, carvão e petroquímica. Diante do aumento da urbanização, a demanda por conversores de frequência em serviços públicos, como administração municipal e transporte ferroviário, continuará a crescer, impulsionando a expansão do mercado. Nos próximos anos, o mercado de inversores de alta tensão com alta eficiência e funções de economia de energia continuará a crescer, impulsionado por políticas governamentais. Até 2023, o mercado de inversores de alta tensão deverá atingir cerca de 17.5 bilhões de yuans.

2) Indústria de máquinas de solda inversora: A fonte de alimentação para soldagem a arco inversora, também conhecida como inversor de soldagem a arco, é um novo tipo de fonte de alimentação para soldagem. Esse tipo de fonte geralmente converte a tensão CA trifásica de frequência (50 Hz) da rede elétrica em CC por meio de retificação e filtragem pelo retificador de entrada, e então a inverte para uma tensão CA de frequência intermediária de alguns milhares a dezenas de milhares de hertz por meio da comutação alternada de componentes eletrônicos de comutação de alta potência (IGBT). Ao mesmo tempo, a tensão é reduzida para dezenas de volts, adequada para soldagem, por meio de um transformador, e então retificada e filtrada novamente por um reatância para gerar uma corrente de soldagem CC bastante estável.

Segundo dados do Instituto Nacional de Estatística, a produção de máquinas de solda elétrica no meu país em 2018 foi de 8.533 milhões de unidades, um aumento de 584,600 unidades em comparação com 2017. O aquecimento contínuo do mercado de máquinas de solda também garantirá um aumento gradual na demanda por IGBTs.

3.3.2 A geração de energia fotovoltaica e eólica cresce rapidamente, e os IGBTs acolhem novos impulsionadores de crescimento.

Como a energia elétrica gerada por novas fontes de energia não atende aos requisitos da rede elétrica, ela precisa ser retificada para corrente contínua (CC) por meio de um inversor fotovoltaico ou eólico e, em seguida, convertida para corrente alternada (CA) que atenda aos requisitos da rede antes de ser injetada nela. Os módulos IGBT são os componentes principais dos inversores fotovoltaicos e eólicos. O rápido desenvolvimento da indústria de geração de energia renovável será outro fator impulsionador para o crescimento contínuo da indústria de módulos IGBT. A geração global de energia em 2015 foi de 6414 GW e espera-se que atinja 8647 GW em 2025, com uma taxa de crescimento anual composta (CAGR) de 3.0% em 10 anos, sendo que a geração de energia renovável apresenta uma taxa de crescimento mais rápida, com uma CAGR de 5.9%. Em uma análise mais detalhada, a taxa de crescimento da geração de energia solar e eólica é superior à taxa de crescimento anual composta (CAGR) da geração de energia renovável, com um CAGR de 15 a 25 anos para a geração de energia solar de 16.4%. Já a CAGR da geração de energia eólica é de 16,4%, muito superior à taxa média de crescimento do setor. Em termos regionais, a energia eólica está crescendo rapidamente na China, Europa e Estados Unidos, enquanto a energia solar cresce rapidamente na China, Europa, Estados Unidos e outras regiões da Ásia-Pacífico.

Energia eólica: A energia eólica é desenvolvida principalmente pela China e pelos Estados Unidos. A médio e longo prazo, a geração de energia eólica está crescendo de forma constante. Comparada à geração de energia térmica, a demanda por semicondutores por 1 MW de usinas eólicas é 30 vezes maior. A potência das turbinas eólicas era de 1.5 MW em 2011 e cresceu para 2-3 MW em 2017. O crescimento constante da geração de energia eólica imporá novas demandas aos semicondutores de potência.

Geração de energia solar: A IHS prevê que a taxa de crescimento composta da demanda por módulos IGBT para geração de energia solar será de 9.0% entre 2016 e 2021. Para atender efetivamente às necessidades de geração de energia solar limpa e conexão de inversores à rede, é necessária uma combinação adequada de dispositivos de controle, driver e potência de saída. O IGBT é uma escolha inevitável como chave de potência, e os inversores fotovoltaicos serão um dos primeiros lotes de dispositivos baseados em SiC, o que aumentará significativamente o valor do IGBT.

Os fabricantes chineses de inversores fotovoltaicos estão em ascensão, assim como os IGBTs. Atualmente, os fabricantes locais, principalmente a Huawei e a Sungrow, continuam a obter avanços significativos no mercado de inversores fotovoltaicos. De acordo com as estatísticas da SolarEdge, em 2018, a participação da Huawei no mercado global de inversores atingiu 22%, ocupando o primeiro lugar mundial em participação de mercado, enquanto a participação da Sungrow foi de 15%, ocupando o segundo lugar. Especialmente no mercado de inversores de string trifásicos, a participação da Huawei atingiu 56% em 2017, com uma vantagem competitiva considerável. O rápido desenvolvimento dos fabricantes chineses de inversores fotovoltaicos trouxe vantagens significativas de localização para a substituição de IGBTs nacionais.

3.3.3 A conversão de frequência em eletrodomésticos em todo o mundo está se expandindo rapidamente, e os IGBTs enfrentam boas oportunidades de desenvolvimento.

O módulo IGBT é o componente principal do inversor de frequência variável para eletrodomésticos. A função de abertura e fechamento em alta frequência do IGBT proporciona as seguintes vantagens: 1. Baixas perdas de condução e comutação; 2. Excelente desempenho em relação à EMI, atendendo aos requisitos de EMI ao ajustar o valor do resistor de acionamento, mantendo as perdas de comutação dentro de uma faixa aceitável; 3. Alta resistência a curto-circuito; 4. Baixas oscilações de tensão (protegendo os eletrodomésticos). Sendo o maior mercado e base de produção de eletrodomésticos do mundo, a China também está desenvolvendo um mercado de IGBT em larga escala. Tomando como exemplo o setor de ar condicionado, a China, como o maior mercado e base de produção de eletrodomésticos do mundo, também está desenvolvendo um mercado de IPM em larga escala.

A conversão de frequência em eletrodomésticos pode gerar uma economia de energia significativa. Comparados aos eletrodomésticos tradicionais, os de frequência variável apresentam vantagens intrínsecas evidentes em termos de eficiência energética, desempenho e controle inteligente. Nos últimos anos, os eletrodomésticos com conversão de frequência têm se desenvolvido amplamente e são utilizados principalmente em condicionadores de ar, fornos de micro-ondas, refrigeradores, aquecedores de água e outros aparelhos que consomem grandes quantidades de energia. Por exemplo, em comparação com refrigeradores sem frequência variável, os refrigeradores com frequência variável têm uma vida útil mais longa, são mais silenciosos e podem economizar até 40% no consumo de energia.

Prevê-se que a taxa de penetração da conversão de frequência em eletrodomésticos em 2022 será de 65%. De acordo com as estatísticas da IHS, as vendas globais de eletrodomésticos em 2017 foram de aproximadamente 711 milhões de unidades, das quais 467 milhões eram de aparelhos com frequência fixa, representando 66%, enquanto o número de aparelhos com frequência variável foi de 244 milhões de unidades, representando 34%. Espera-se que o volume de vendas de eletrodomésticos com frequência variável atinja 585 milhões de unidades até 2022, representando 65%, e que a taxa de crescimento anual composta (CAGR) de vendas de 17 a 22 seja de 19.1%, enquanto o volume de vendas de eletrodomésticos sem frequência variável cairá para 317 milhões de unidades, representando 35%.

O valor dos semicondutores de potência para eletrodomésticos com conversão de frequência aumentou significativamente. O rápido crescimento no volume de eletrodomésticos com frequência variável elevará consideravelmente o valor dos semicondutores por unidade. A Infineon prevê que o valor dos semicondutores aumentará de 0.7 euros para eletrodomésticos sem frequência variável para 9.5 euros. O aumento se deve principalmente aos semicondutores de potência. Considerando que 9.5 euros seja o valor médio dos semicondutores por unidade de eletrodoméstico com frequência variável, espera-se que o mercado de semicondutores para eletrodomésticos cresça de 2.645 bilhões de euros em 2017 para 5.779 bilhões de euros em 2022, com uma taxa de crescimento anual composta (CAGR) de 16.9% entre 2017 e 2022.

Segundo dados da IHS, o mercado de semicondutores para uso doméstico deverá crescer de US$ 1.44 bilhão em 2017 para US$ 2.67 bilhões em 2021, com uma taxa de crescimento composta de 1%.

Com a promoção vigorosa da conservação de energia global e da proteção ambiental, a taxa de penetração da conversão de frequência em eletrodomésticos de uso doméstico aumentará gradualmente, e os semicondutores de potência, como componentes principais dos conversores de frequência, se beneficiarão significativamente.

3.4 Crescimento em diversos setores: espera-se que os módulos IGBT para automóveis apresentem uma taxa de crescimento anual composta de 23.5% entre 2018 e 2023.

O mercado global de IGBT atingiu US$ 6.21 bilhões em 2018. De acordo com dados da IHS, o mercado global de IGBT foi de US$ 5.255 bilhões em 2017, um aumento de 16.5% em relação a 2016. O mercado global de IGBT em 2018 foi de aproximadamente US$ 6.21 bilhões.

4. Impulsionado pela demanda por veículos elétricos, o carboneto de silício enfrenta novas oportunidades de desenvolvimento.

4.1 Excelente desempenho: a terceira geração de semicondutores surgiu em um momento histórico.

Os MOSFETs baseados em SiC e GaN ultrapassaram os limites de desempenho, e as atualizações tecnológicas são imprescindíveis: em comparação com os materiais semicondutores de primeira e segunda geração, os materiais semicondutores de terceira geração possuem um amplo gap de banda, alto campo elétrico de ruptura, alta condutividade térmica, alta taxa de saturação de elétrons e maior resistência à radiação, sendo, portanto, mais adequados para a fabricação de dispositivos de alta temperatura, alta frequência, resistentes à radiação e de alta potência. Na busca por dispositivos menores e melhor desempenho, os fabricantes de dispositivos de potência estão gradualmente promovendo soluções tecnológicas de próxima geração para MOSFETs baseados em SiC e GaN. Por exemplo: 1) Os MOSFETs baseados em SiC possuem uma estrutura cristalina altamente estável em comparação com os MOSFETs baseados em silício, e a temperatura de operação pode atingir 600 °C; 2) A rigidez dielétrica do SiC é mais de dez vezes maior que a do silício, portanto, a tensão de bloqueio dos MOSFETs baseados em SiC é maior; 3) A perda por condução do SiC é muito menor que a dos dispositivos de silício e varia muito pouco com a temperatura. 4) A condutividade térmica do SiC é quase 2.5 vezes maior que a do Si. A taxa de deriva de elétrons saturada é 2 vezes maior que a do Si, portanto, os dispositivos de SiC podem operar em frequências mais altas.

O SiC é usado principalmente em eletrodomésticos, novas energias (veículos elétricos, energia eólica, energia fotovoltaica), aplicações industriais, etc.

4.2 Espera-se que o carboneto de silício desempenhe um papel importante no campo dos veículos elétricos.

Em termos de aplicações automotivas, o MOSFET de SiC é claramente superior em desempenho, podendo reduzir perdas e diminuir o volume e o peso do módulo. O IGBT, por sua vez, destaca-se pela confiabilidade e robustez. Dispositivos de carbeto de silício são utilizados em sistemas de carregamento veicular e sistemas de conversão de energia, podendo reduzir efetivamente as perdas de comutação, aumentar a temperatura máxima de operação e melhorar a eficiência do sistema.

O Modelo 3 foi o primeiro a usar MOSFET de SiC, sendo pioneiro no uso de SiC em veículos elétricos.

O módulo inversor da Tesla foi o primeiro a utilizar 24 MOSFETs de carbeto de silício (SiC), fornecidos pela STMicroelectronics. Posteriormente, a Infineon também se tornou fornecedora de semicondutores de potência SiC para a Tesla. Toda a unidade do módulo de potência é composta por módulos de tubo único, utilizando uma topologia de inversor padrão de 6 chaves. Cada chave é composta por 4 módulos de tubo único, totalizando 24 módulos de tubo único. O dispositivo suporta uma tensão de 650V. O design do módulo de tubo único SiC do Model 3 é consistente com a utilização de IGBTs de tubo único da Infineon nos Model S/X. A vantagem é que permite escalabilidade em diferentes níveis de potência, além de melhorar o rendimento da embalagem do módulo e reduzir os custos dos dispositivos semicondutores.

A BYD Han utiliza MOSFETs de SiC para melhorar o desempenho de aceleração, a potência e a autonomia.

Em 2020, o controlador do motor do veículo elétrico Han da BYD utilizou pela primeira vez um módulo de controle MOSFET de SiC desenvolvido e fabricado pela própria BYD, o que melhorou significativamente o desempenho do motor.

O carboneto de silício apresenta bom desempenho de aceleração. O benefício mais direto da ampla banda proibida é a maior rigidez dielétrica, o que significa que ele suporta alta tensão e, consequentemente, controla tensões de sistema mais elevadas. O BYD Han consegue utilizar a plataforma de tensão de 650V, o que também se deve ao carboneto de silício. Alta tensão significa baixa corrente, o que reduz as perdas nos resistores dos equipamentos. Para o projeto do motor, também é mais fácil obter maior potência em um tamanho reduzido. Portanto, o BYD Han consegue atingir facilmente uma aceleração de 0 a 100 km/h em 3.9 segundos.

O carbeto de silício pode alcançar alta probabilidade de falha e longa vida útil da bateria. Além das vantagens proporcionadas pela ampla banda proibida, o carbeto de silício também possui duas grandes vantagens: maior velocidade de saturação dos elétrons e maior condutividade térmica e resistência à temperatura. Elétrons saturados são rápidos, o que significa que podem conduzir correntes maiores. A velocidade de saturação dos elétrons no carbeto de silício é o dobro da do silício. Portanto, ao projetar o dispositivo, é mais fácil ajustar a intensidade da corrente longe da corrente de saturação, resultando em menor resistência no estado ligado. Isso reduz a perda de energia, ajuda a reduzir o calor do dispositivo e simplifica o projeto de dissipação de calor. Especialmente sob condições de alta corrente instantânea, o acúmulo de calor no equipamento é reduzido, e, juntamente com a maior resistência à temperatura e a maior condutividade térmica do próprio material, também facilita a dissipação de calor. O veículo também pode explodir com maior potência. Esta é a razão pela qual o BYD Han consegue atingir 363 kW de potência. Utilizando fosfato de ferro-lítio, a autonomia pode atingir 605 quilômetros, o que se deve, obviamente, também ao carboneto de silício.

O veículo Toyota Mirai, movido a célula de combustível, utiliza módulos de carboneto de silício.

A Denso iniciou a produção em massa de uma nova geração de módulos de potência boost equipados com semicondutores de potência de SiC (carboneto de silício), que serão utilizados no veículo movido a célula de combustível Toyota Mirai. Os módulos de potência de SiC da Denso e da Toyota já são utilizados em veículos híbridos elétricos (HEVs), ônibus movidos a célula de combustível e carros de passeio movidos a célula de combustível. O novo componente central da célula de combustível de estado sólido de última geração do Mirai, o Toyota FC Stack, é combinado com um conversor boost FC que utiliza múltiplos semicondutores de potência de SiC. A função do conversor boost é fornecer uma tensão de saída superior à tensão de entrada.

O tamanho do módulo de potência foi reduzido em 30% e as perdas em 70%. De acordo com os cálculos da Denso, em comparação com produtos que utilizam semicondutores de potência à base de silício, o novo módulo de potência boost equipado com semicondutores de potência de SiC (incluindo diodos e transistores) é cerca de 30% menor e reduz as perdas em cerca de 70%. Isso permite a miniaturização do módulo de potência, ao mesmo tempo que melhora a eficiência de combustível do veículo.

O novo Mirai equipado com módulos SiC apresenta um aumento de 30% na autonomia. A Toyota afirmou que, ao utilizar semicondutores SiC no transformador elevador da célula de combustível e baterias de íon-lítio de baixa tensão, é possível reduzir as perdas de consumo de energia do sistema. Ao mesmo tempo, com base na melhoria do desempenho das células de combustível, a eficiência da geração de energia é aprimorada pelo uso da tecnologia de controle de regeneração ativa por catalisador. Como resultado, a Toyota alcançou uma autonomia máxima de aproximadamente 850 km no ciclo de operação WLTC do novo Mirai, o que representa um aumento de cerca de 30% em relação ao modelo da geração anterior.

4.3 Prevê-se que a escala dos dispositivos de potência de carboneto de silício ultrapassará os 10 mil milhões de dólares americanos em 2027.

Prevê-se que o mercado de dispositivos de potência de carbeto de silício ultrapasse os US$ 10 bilhões em 2027. Em 2018, esse mercado era de aproximadamente US$ 390 milhões. Impulsionado pela enorme demanda por veículos de novas energias, equipamentos de energia e outros setores, a IHS prevê que o mercado de dispositivos de potência de carbeto de silício ultrapassará os US$ 10 bilhões até 2027. A partir de 2021, impulsionado pelos veículos elétricos, o MOSFET de SiC manterá um crescimento acelerado e se tornará o dispositivo de potência discreto de SiC mais vendido.

5. Mais de 80% dos semicondutores de potência dependem de importações, e as empresas nacionais estão tentando recuperar o atraso.

5.1 As empresas europeias, americanas e japonesas têm vantagens evidentes no setor de semicondutores de potência.

Segundo as estatísticas da Infineon, o mercado global de dispositivos e módulos semicondutores de potência atingiu US$ 21 bilhões em 2019. Europa, Estados Unidos e Japão apresentaram uma tendência de crescimento em três frentes. A Infineon ficou em primeiro lugar, com 19% de participação, seguida pela ON Semiconductor, com 8.4%. As dez maiores empresas detinham, juntas, uma participação de mercado de 58.3%.

Em 2019, o mercado global de MOSFETs atingiu US$ 8.1 bilhões. A Infineon ficou em primeiro lugar com vantagem absoluta, com uma participação de mercado de 24.6%, e a participação de mercado das cinco maiores empresas chegou a 59.8%. A Nexperia Semiconductor, adquirida pela Wingtech, e a China Resources Microelectronics, que cresceu na China, entraram no top 10, representando 4.1% e 3.0% do mercado, respectivamente.

Em 2019, o mercado de módulos IGBT movimentou US$ 3.31 bilhões. A Infineon liderou o mercado com uma participação de 35.6%, e as cinco maiores empresas detiveram 68.8% do total. A Star Semiconductor, uma empresa líder em IGBT com sede na China, cresceu rapidamente nos últimos anos e entrou para o grupo das dez maiores. Em 2019, ocupava a oitava posição com uma participação de mercado de 2.5%.

Em 2019, o mercado de IGBTs discretos movimentou US$ 1.44 bilhão. A Infineon ficou em primeiro lugar, com uma participação de mercado de 32.5%. As cinco maiores empresas detiveram 63.9% do mercado total. A fabricante chinesa Silan Micro entrou para o top 10, com uma participação de mercado de 2.2%.

Em 2019, o mercado de IPMs (Módulos Integrados de Proteção) movimentou US$ 1.59 bilhão. A japonesa Mitsubishi ficou em primeiro lugar, com uma participação de mercado de 32.7%. As cinco maiores empresas detiveram 76.9% do mercado total. As fabricantes chinesas Silan Microelectronics e China Microelectronics entraram para o top 10, com participações de mercado de 1.1% e 0.8%, respectivamente.

5.2 As empresas chinesas de semicondutores de potência estão se recuperando e inaugurando um período de rápido desenvolvimento.

A China é o maior mercado mundial de semicondutores de potência. Uma grande parte da receita das principais empresas internacionais vem da China. Tomando como exemplo a Dal Technology e a NXP, mais de 50% e 40% de suas receitas, respectivamente, provêm da China continental. A China é um grande mercado de veículos elétricos. Os IGBTs da Infineon representam mais de 60% do mercado chinês de veículos elétricos. Isso demonstra que o mercado de semicondutores de potência do meu país tem uma demanda enorme e que os fabricantes locais têm um grande potencial para substituir importações.

A taxa de autossuficiência de IGBTs na China continua a aumentar. De acordo com dados da Zhiyan Consulting, desde 2015, a taxa de autossuficiência de IGBTs do país ultrapassou os 10% e tem aumentado gradualmente. Prevê-se que essa taxa suba de 10.1% em 2015 para 18.4% em 2020. Espera-se que a produção da indústria de IGBTs da China atinja 78 milhões de unidades em 2024, com uma demanda de aproximadamente 196 milhões de unidades, e a taxa de autossuficiência chegue a 40%. No geral, ainda existe uma grande lacuna entre a oferta e a demanda na indústria de IGBTs da China, e a "substituição doméstica" será uma importante direção de desenvolvimento para o setor no futuro.

Os produtos semicondutores de potência de gama média a alta dependem de mercados externos. Empresas chinesas como BYD, Huawei, CRRC e Sungrow são as principais clientes mundiais de semicondutores de potência. No entanto, essas empresas ainda dependem fortemente de fornecedores estrangeiros, como Infineon, Fuji Electric e Mitsubishi Electric, para a aquisição de semicondutores de potência. A China é o maior mercado de veículos elétricos e híbridos, mas as cadeias de suprimentos internacionais ainda fornecem módulos semicondutores de potência para a maioria dos sistemas na China. No mercado global de semicondutores de potência, os fabricantes de produtos de gama média a alta estão concentrados principalmente na Europa, nos Estados Unidos e no Japão. A maioria dos fabricantes de semicondutores de potência na Europa, nos Estados Unidos e no Japão são fabricantes IDM (Integrated Device Manufacturers). Infineon, ON Semiconductor, STMicroelectronics, Mitsubishi, Toshiba, etc., são empresas líderes no setor. Taiwan e China também são produtores relativamente grandes de semicondutores de potência. A maioria dos fabricantes são fabricantes fabless (fabricantes sem fábrica) e seus produtos estão concentrados principalmente no segmento de baixo custo. O mercado de semicondutores de potência do meu país representa cerca de 36% da demanda global. No segmento de produtos de alta tecnologia, aproximadamente 80% depende de importações.

A indústria de semicondutores de potência da China está se desenvolvendo rapidamente. Os fabricantes de semicondutores do país baseiam-se principalmente no modelo IDM (Independent Design Manufacturer), e a cadeia de produção é relativamente completa. Os produtos concentram-se principalmente em componentes de baixo custo, como diodos, dispositivos MOS de baixa tensão e tiristores. Os IGBTs (Individual Gate Biotensors) têm apresentado avanços significativos. A tecnologia de produção é madura e oferece vantagens de custo. A lucratividade das empresas líderes do setor é muito superior à dos fabricantes em Taiwan e na China. Nos segmentos de produtos de alta tecnologia, como novas energias, energia elétrica e transporte ferroviário, apenas um pequeno número de fabricantes nacionais possui capacidade produtiva. O mercado de produtos de alta tecnologia é monopolizado principalmente por fabricantes europeus, americanos e japoneses, como Infineon, ON Semiconductor, Renesas e Toshiba.

Atualmente, os mercados de IGBT, tanto nacionais quanto internacionais, ainda são predominantemente dominados por empresas estrangeiras. As empresas nacionais de IGBT, lideradas pela Star Semiconductor, estão se desenvolvendo rapidamente, conquistando espaço nos setores de controle industrial, veículos elétricos, energia eólica, energia fotovoltaica, eletricidade e trens de alta velocidade, e aumentando continuamente sua participação de mercado. Em 2019, em termos de volume de remessas, a Infineon detinha a maior participação no mercado de IGBTs para veículos elétricos na China, com 49.3%, seguida pela BYD, com 20% (principalmente por produção própria), e a Star Semiconductor em terceiro lugar, com 16.6%. A Star Semiconductor possui um alto índice de autossuficiência em chips para IGBTs de veículos elétricos, superior a 90%.

No mercado de semicondutores de potência do meu país, os fabricantes locais começaram a substituir as importações no segmento de produtos de baixo custo. Empresas como Nexperia, Star Semiconductor, China Resources Micro, Xinjie Neng, Lion Micro, China Microelectronics, Yangjie Technology, Silan Micro, Sanan Optoelectronics e Jiejie Microelectronics, adquiridas pela Wingtech Technology, são de alta qualidade no setor, mas sua participação de mercado ainda é baixa.

6. Otimismo em relação aos líderes do segmento industrial

Atualmente, a cadeia produtiva de semicondutores de potência na China está se aperfeiçoando cada vez mais, e a tecnologia também está apresentando avanços significativos. A China é o maior consumidor mundial de semicondutores de potência, respondendo por 35.9% da demanda global em 2019, e sua taxa de crescimento é significativamente superior à média mundial. No futuro, com a demanda por novas energias (veículos elétricos, energia fotovoltaica, energia eólica), controle industrial, eletrodomésticos com conversão de frequência, equipamentos de IoT, etc., a taxa de crescimento da demanda na China continuará superior à mundial, e o setor crescerá de forma constante. Para a substituição de semicondutores de potência no mercado interno, estamos otimistas em relação às empresas líderes nos segmentos industriais: Star Semiconductor, China Resources Micro, Hua Hong Semiconductor, Silan Micro, New Clean Energy, Leon Micro, Sanan Optoelectronics, Wingtech Technology e CRRC Times Electric.

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