2022年MOSFET行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模及產(chǎn)業(yè)鏈分析

1、2022年MOSFET行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模及產(chǎn)業(yè)鏈分析1.MOSFET：功率半導(dǎo)體核心器件分立器件全球市場(chǎng)規(guī)模 209 億元，MOSFET 占比最大功率半導(dǎo)體是電子裝置中電能轉(zhuǎn)換與電路控制的核心，主要用于改變電子裝置中電壓和頻 率、直流交流轉(zhuǎn)換等。近年來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，功率半導(dǎo)體的應(yīng)用領(lǐng)域已從工 業(yè)控制和消費(fèi)電子拓展至新能源、軌道交通、智能電網(wǎng)、變頻家電等諸多市場(chǎng)，市場(chǎng)規(guī)模 呈現(xiàn)穩(wěn)健增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。功率半導(dǎo)體分為功率 IC 及功率分立器件，功率分立器件又主要包括功 率二極管、晶閘管、晶體管等產(chǎn)品。據(jù) Omdia 統(tǒng)計(jì)，2020 年全球功率分立器件市場(chǎng)規(guī)模 約為 209 億美元，而 MOSFET、I

2、GBT 作為功率分立器件的核心，分別達(dá)到 85/63 億美元， 占比 40.67%/30.14%，MOSFET 是功率分立器件中比重最大的產(chǎn)品。低端產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)部分國(guó)產(chǎn)替代，高端分立器件國(guó)產(chǎn)化空間廣闊。對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)而言，功率二 極管、功率三極管、晶閘管、中低壓 MOSFET 等分立器件產(chǎn)品部分已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，而功率 MOSFET 特別是高壓超級(jí)結(jié) MOSFET、IGBT 等高端分立器件產(chǎn)品由于其技術(shù)及工藝的復(fù) 雜度，還較大程度上依賴進(jìn)口，國(guó)產(chǎn)化率低，未來(lái)進(jìn)口替代空間巨大。2.MOSFET 發(fā)展歷程：歷經(jīng)多代技術(shù)更迭，高壓超級(jí)結(jié)性能突出MOSFET 全稱金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管，是一種可以廣泛使用在模

3、擬與數(shù)字電路的場(chǎng)效 應(yīng)晶體管。MOSFET 器件具有開(kāi)關(guān)速度快、輸入阻抗高、熱穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，應(yīng)用范圍涵 蓋通信、消費(fèi)電子、汽車電子、工業(yè)控制、電源管理等中低壓高頻領(lǐng)域。MOSFET 演進(jìn)方向：更高的開(kāi)關(guān)頻率、更高的功率密度以及更低的功耗。功率器件主要經(jīng) 歷了工藝進(jìn)步、器件結(jié)構(gòu)改進(jìn)與使用寬禁帶材料三大方面的演進(jìn)：1）線寬制程從 10um 縮 減至 0.15-0.35um；2）器件結(jié)構(gòu)經(jīng)歷了平面、溝槽、超級(jí)結(jié)的變化；3）采用第三代半導(dǎo) 體材料如 SiC、GaN。未來(lái)，我們認(rèn)為 MOSFET 器件的發(fā)展將呈現(xiàn)兩大趨勢(shì)：1）溝槽 MOSFET 將替代部分平面 MOSFET；屏蔽柵 MOSFET 將進(jìn)

4、一步替代溝槽 MOSFET；高壓 領(lǐng)域下，超級(jí)結(jié) MOSFET 將替代更多傳統(tǒng)的 VDMOS；2）以 SiC、GaN 為主的第三代半 導(dǎo)體在高溫、高壓、高功率和高頻的領(lǐng)域?qū)⑷〈糠止璨牧?。相較于 VDMOS，超級(jí)結(jié)更適合高壓應(yīng)用場(chǎng)景。VDMOS 和超級(jí)結(jié)均可耐高壓，高壓 VDMOS 通常采用平面柵結(jié)構(gòu)，由于擊穿電壓與 N-外延層厚度成正比，導(dǎo)致其高擊穿電壓下的導(dǎo)通 電阻和損耗隨著外延層厚度增加而急劇增大。而超級(jí)結(jié)的漂移區(qū)具有多個(gè) P 柱，可以在 N 型外延層摻雜濃度更高的同時(shí)保持較高的耐受電壓，由此超級(jí)結(jié)結(jié)構(gòu)兼具高耐壓特性和低 電阻特性，相同的擊穿電壓和管芯尺寸下，其導(dǎo)通電阻以及 FOM 優(yōu)值

5、均遠(yuǎn)小于普通高壓 VDMOS。同時(shí)，超級(jí)結(jié) MOSFET 擁有更小的芯片面積，進(jìn)而更有利于模塊小型化的實(shí)現(xiàn)。3.市場(chǎng)規(guī)模及趨勢(shì)：MOSFET 規(guī)模有望維持穩(wěn)定，高低壓市場(chǎng)或?qū)⒎只?MOSFET 市場(chǎng)規(guī)模達(dá) 85.56 億美元，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占比超四成。據(jù) Omdia 統(tǒng)計(jì)，2020 年 全球 MOSFET 器件市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到 85.56 億美元，未來(lái)有望保持穩(wěn)定增長(zhǎng)趨勢(shì)，預(yù)計(jì) 2025 年全球市場(chǎng)規(guī)?；?qū)⒃鲩L(zhǎng)至 88.24 億美元，2020-2025 年 CAGR 為 0.62%。同時(shí)，中國(guó)為 全球最大的 MOSFET 消費(fèi)國(guó)，據(jù) Omdia 數(shù)據(jù)顯示，2020 年國(guó)內(nèi) MOSFET 器件市場(chǎng)規(guī)模

6、 約為 37.35 億美元，占全球市場(chǎng)規(guī)模的 43.65%，預(yù)計(jì) 2025 年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)規(guī)?；?qū)⑦_(dá)到 36.94 億美元，整體規(guī)模保持穩(wěn)定。高壓 MOSFET 市場(chǎng)有望持續(xù)增長(zhǎng)，中低壓市場(chǎng)規(guī)?；?qū)⒖s減。據(jù) Omdia 統(tǒng)計(jì)，2020 年度 全球/中國(guó)高壓超級(jí)結(jié) MOSFET 產(chǎn)品的市場(chǎng)規(guī)模為 9.4/4.2 億美元，并將于 2024 年達(dá)到 10/4.4 億美元，2021-2024 CAGR 分別為 1.56%/1.7%；同時(shí)，2020 年全球/中國(guó)中低壓 MOSFET產(chǎn)品銷售額為52.4/24.1億美元，2024年預(yù)計(jì)縮減至49.2/21.2億美元，2020-2024 CAGR分別為-1.56

7、%/-3.15%。高低壓MOSFET將于未來(lái)逐漸分化，主要系中低壓MOSFET 技術(shù)相對(duì)成熟，市場(chǎng)準(zhǔn)入門檻較低。伴隨著終端市場(chǎng)的快速發(fā)展，下游需求的激增將不斷 推動(dòng)新的市場(chǎng)參與者涌入中低壓 MOSFET 領(lǐng)域，愈發(fā)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)或?qū)?lái)產(chǎn)品價(jià)格及 盈利空間的縮減。4.產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)及競(jìng)爭(zhēng)格局：IDM、Fabless 并存，MOSFET 仍由歐美日主導(dǎo)IDM 與 Fabless 模式并存。目前，半導(dǎo)體企業(yè)采用的經(jīng)營(yíng)模式主要可以分為 IDM 模式和 Fabless 模式。IDM 模式具有技術(shù)的內(nèi)部整合優(yōu)勢(shì)，有利于積累工藝經(jīng)驗(yàn)，但資金投入較大， 且容易在半導(dǎo)體下行周期中受制于原有產(chǎn)能，陷入被動(dòng)局面。隨著

8、全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)分工的 逐步細(xì)化，F(xiàn)abless 模式已成為芯片設(shè)計(jì)企業(yè)的主流經(jīng)營(yíng)模式之一，行業(yè)整體呈現(xiàn) IDM 與 Fabless 共存的局面。全球 MOSFET 市場(chǎng)仍由歐、美、日等海外巨頭壟斷，但份額呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，國(guó)產(chǎn)化趨勢(shì)明 顯。橫向?qū)Ρ?Omdia 2019 及 2020 年數(shù)據(jù)，我們發(fā)現(xiàn) CR1 維持在 24%左右，英飛凌為全 球 MOSFET 器件龍頭供應(yīng)商；CR5 分別為 59.8%/58.4%，頭部廠商的競(jìng)爭(zhēng)格局基本穩(wěn)定， 且整體市場(chǎng)份額相對(duì)分散；CR10 接近 80%，值得注意的是，在華潤(rùn)微的市場(chǎng)份額由 19 年 的 3%提升至 20 年的 3.9%的同時(shí)，士蘭微替代美格納，

9、進(jìn)入全球市場(chǎng)規(guī)模前十。這反映我 國(guó) MOSFET 的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程已取得初步進(jìn)展。未來(lái)，隨著下游需求的提升和行業(yè)重視度的提 升，國(guó)產(chǎn)化替代速度有望進(jìn)一步加快。高壓超級(jí)結(jié)細(xì)分市場(chǎng)國(guó)產(chǎn)化率較低，東微為國(guó)內(nèi)龍頭。高壓超級(jí)結(jié)細(xì)分市場(chǎng)的主要份額被 海外廠商占據(jù)，包括英飛凌、德州儀器、安森美、意法半導(dǎo)體等國(guó)際功率半導(dǎo)體廠商，中 國(guó)廠商仍處于追趕階段。據(jù)東微招股書，2019 年新潔能占有全球高壓超級(jí)結(jié)市場(chǎng)規(guī)模的 1.7%，2020 年?yáng)|微半導(dǎo)/龍騰半導(dǎo)體分別占有 3.8%/0.7%，國(guó)產(chǎn)替代空間廣闊。5.超級(jí)結(jié) MOSFET 驅(qū)動(dòng)力：直流充電樁/5G/新能源車帶來(lái)發(fā)展新機(jī)遇1）充電樁：高壓超級(jí)結(jié) MOSFET

10、順應(yīng)國(guó)內(nèi)直流充電樁“快充”發(fā)展潮流日益提升的快充需求下直流充電樁滲透率提升至四成，功率不斷提升。充電樁可分為公共 直流/公共交流/私人樁，高充電功率的直流樁充電速度最快，而私人樁、公共交流樁充電功 率低、充電時(shí)間長(zhǎng)。隨著下游新能源汽車市場(chǎng)的爆發(fā)，國(guó)內(nèi)對(duì)配套設(shè)施充電樁的需求也日 益增加。據(jù) Wind 數(shù)據(jù)顯示，2021 年國(guó)內(nèi)公共充電樁保有量 114.70 萬(wàn)個(gè)，2016-2021 年 CAGR 高達(dá) 52.02%。其中 17 年至 19 年，直流充電樁的占比從 28.7%上升至 41.6%，占 比提升較快，21 年直流充電樁占比保持約四成左右。直流充電方式相較家用標(biāo)準(zhǔn)交流電充 電方式速度大幅提

11、高，一個(gè) 150kW 的直流充電器可以在大約 15 分鐘內(nèi)為電動(dòng)汽車增加 200 公里續(xù)航，隨著新能源汽車滲透率進(jìn)一步提高，直流電充電方案需求將同步提升，2020 年 國(guó)內(nèi)新增直流樁功率達(dá)到 131KW，未來(lái)直流樁新增裝機(jī)功率有望進(jìn)一步提升。此外，Yole 預(yù)計(jì) 2020-2025 年，全球 100kW 及以上的大功率直流充電樁數(shù)量將以高達(dá) 36.85%的 CAGR 增長(zhǎng)，大功率直流快充呈現(xiàn)高速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。超級(jí)結(jié) MOSFET 成快充主流選擇，2025 年全球直流樁 SJ MOS 市場(chǎng)規(guī)模有望超 20 億元。 直流充電樁則通過(guò)自帶的 AC/DC 充電模塊將輸入的交流電轉(zhuǎn)為直流電，不通過(guò) OBC

12、直接 完成變壓整流。超級(jí)結(jié) MOSFET 因其更低的導(dǎo)通損耗、開(kāi)關(guān)損耗、高可靠性、高功率密度， 已成為主流的大功率充電樁功率器件應(yīng)用產(chǎn)品。根據(jù)充電樁功率模塊電路結(jié)構(gòu)，隨著平均 單樁功率提升，我們預(yù)測(cè) 2025 年直流樁單樁 SJ MOS 用量 168 顆，結(jié)合 IEA 預(yù)測(cè) 2025 年全球直流樁新增保有量達(dá) 84.6 萬(wàn)個(gè)，在 SJ MOS 單顆售價(jià) 15.8 元，市場(chǎng)滲透率達(dá) 90% 的假設(shè)下，我們預(yù)計(jì) 2025 年全球直流樁 SJ MOS 市場(chǎng)規(guī)模為 20.3 億元，對(duì)應(yīng) 21-25 年 CAGR 為 34.9%，其中 22-24 年的 CAGR 為 42.8%；2025 年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)規(guī)模

13、為 12.7 億元， 對(duì)應(yīng) 21-25 年 CAGR 為 60.4%，其中 22-24 年的 CAGR 為 56.7%。2）5G：基站數(shù)量激增疊加功率半導(dǎo)體單機(jī)價(jià)值量上升，5G 打開(kāi)超結(jié) MOSFET 增量空間5G 基站射頻端功率半導(dǎo)體價(jià)值量約為 4G 的 4 倍。根據(jù)新 PCB 產(chǎn)業(yè)研究所調(diào)查，4G 基站 的分布密度更低，5G 總體數(shù)量需求是 4G 的 2-3 倍，據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)測(cè)，2025 年我 國(guó) 5G 基站數(shù)量總量將達(dá)到 472.5 萬(wàn)個(gè)。根據(jù)英飛凌的統(tǒng)計(jì)，傳統(tǒng) MIMO 天線需要的功率 半導(dǎo)體價(jià)值大約為 25 美元，而過(guò)渡為 Massvie MIMO 天線陣列后，所需的 MOSF

14、ET 等功 率半導(dǎo)體價(jià)值增加至 100 美元，為原來(lái)的 4 倍。此外，霧計(jì)算、云計(jì)算也助力拉高功率半 導(dǎo)體需求量。5G 通訊電源打開(kāi)超結(jié)增量空間，2025 年全球 5G 通信基站 SJ MOS 市場(chǎng)規(guī)模近兩億。5G 通訊電源需滿足更大的輸出功率和更高效率，而對(duì)于開(kāi)關(guān)電源來(lái)說(shuō)，輸出功率的決定因素 在于降低功率變換產(chǎn)生的損耗。與傳統(tǒng) MOSFET 相比，采用電荷平衡理論的超結(jié) MOSFET 能夠顯著降低高電壓下單位面積的導(dǎo)通電阻，進(jìn)而降低導(dǎo)通損耗；同時(shí)，超級(jí)結(jié) MOSFET 擁 有極低的 FOM 值，從而擁有極低的開(kāi)關(guān)能量損耗和驅(qū)動(dòng)能量損耗。由此，超級(jí)結(jié) MOSFET 未來(lái)有望在基站數(shù)量和單機(jī)價(jià)值

15、量的“量?jī)r(jià)雙擊”下實(shí)現(xiàn)高速增長(zhǎng)。根據(jù)基站電源拓?fù)浣Y(jié) 構(gòu)，我們預(yù)計(jì)單基站使用 18 顆單價(jià) 15.8 元的 SJ MOS，結(jié)合 2025E 新增 5G 基站數(shù) 51 萬(wàn)個(gè)及 96%的超結(jié)滲透率，我們預(yù)計(jì) 2025 年全球 5G 通信基站超結(jié) MOS 市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá) 到 1.99 億元，其中中國(guó)市場(chǎng)規(guī)模為 1.40 億元。3）新能源汽車：OBC、DC/DC 驅(qū)動(dòng)超結(jié) MOSFET 市場(chǎng)成長(zhǎng)我國(guó)新能源汽車銷量增速有望持續(xù)高企，單車功率半導(dǎo)體用量是傳統(tǒng)燃油車的 5 倍。據(jù)中 國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2021 年國(guó)內(nèi)新能源汽車銷量實(shí)現(xiàn)爆發(fā)性增長(zhǎng)，全年銷售共計(jì) 352 萬(wàn) 輛，同比增長(zhǎng) 157.48%。在“碳

16、中和”、“碳達(dá)峰”目標(biāo)下，我國(guó)新能源汽車市場(chǎng)高景氣度 有望持續(xù)。新能源汽車中的功率半導(dǎo)體含量大大增加，主要增量來(lái)源于逆變器中的 IGBT 模 塊、DC/DC中的高壓MOSFET、輔助電器中的IGBT分立器件、OBC中的超級(jí)結(jié)MOSFET。 據(jù)英飛凌數(shù)據(jù)顯示，一輛電動(dòng)車的 MOSFET 分立器件用量接近 200 個(gè)，部分高端新能源汽 車車型對(duì) MOSFET 的需求可達(dá) 400 個(gè)/輛以上。純電動(dòng)車功率半導(dǎo)體價(jià)值量為 350 美元， 是傳統(tǒng)燃油車單車價(jià)值量 71 美元的五倍。新能源車中 OBC、DC/DC 均可采用超級(jí)結(jié) MOSFET，2025 年全球 EV SJ MOS 的市場(chǎng)規(guī) 模有望成長(zhǎng)至 34.65 億元。OBC 是由 PFC 和隔離 DC-DC 組成的 AC-DC 轉(zhuǎn)換器，通過(guò)將 來(lái)自地面交流充電樁的交流電進(jìn)行交直流轉(zhuǎn)換和高低壓變換，給車載電池充電。此外， DC/DC 主要作用是取代傳統(tǒng)汽車中的 12V 發(fā)電機(jī)，將動(dòng)力電池的高壓電轉(zhuǎn)換為低壓電，隨 后被低壓蓄電池收集，該過(guò)程同樣需要超結(jié) MOSFET 的參與。根據(jù)