關注 | 張汝京看好的功率半導體，是否會有春天？
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前幾周，很少發聲的中芯國際創始人張汝京老先生，參加了中信建投組織的半導體論壇。在論壇上，張老先生多次強調，希望大家支持第三代半導體，支持功率半導體的發展。
功率半導體領域，我國的市占率也低得可憐，最大的龍頭公司也不足世界2%左右的份額。可謂是“國產替代”的春天。但是，這個春天是否會如約而至？還是會跟著一場倒春寒？張老先生看好的機遇，又會如何展開？我們今天就來聊一聊。
01. 并不土的百億美金市場
功率半導體，包括功率器件即就是各種二極管，以及功率IC也就是集成電路等。 而功率器件，顧名思義，主要功能是實現各種功率轉換。它以前名字叫做“電力半導體”，可以精確地調節電路中的電壓、電流、頻率等參數，因此被譽為電力電子裝置中的“CPU”。 電力，聽起來似乎很“土”的感覺，但是這個領域的下游空間并不小，未來依然是百億美元市場。華安證券梳理了三個主要領域：新能源、光伏風電等、家電。咱們逐一看下。 IGBT是新能源汽車重要的核心電子器件之一，成本可達到新能源車總造價的8%；并且由于傳統燃油車功率半導體器件電壓低，只需要硅基的MOSFET，新能源車產業對于IGBT的需求可以說是完全的純增量。 除去車用IGBT外，作為充電設備中功率轉換的核心器件，充電基礎設施的建設也極大地擴充了IGBT市場的基本盤。華安團隊假設單車平均IGBT用量逐漸下滑至2025年的430美元/車，2025年預測中國新能源車銷量504萬輛，那么就是22億美金，全球預計60億美金。 光伏領域，據Bloomberg預測，2025年全球光伏新增裝機接近300GW，風電也比照光伏5年2.5倍左右的增長，對應IGBT的全球需求量級在12-15億美金。 在家電領域，主要是變頻空調帶來增長，按照國家政策，2020年停止生產非變頻空調，2021年停止銷售非變頻空調。而目前變頻空調的市場占比只有50%，這就意味著未來短短半年的時間內變頻空調要增產一倍。預計2022年規模10億美金。而工控領域，發展平穩，2025年全球預計24億美金。 因此，整體來看，在2025年左右，IGBT全球市場達到110億美金左右，比現在的60億美金市場，幾乎翻倍。
02. 后進者困境
功率器件領域，有一個重要現象：后進者實現業務拓展并不容易（也就是說，國產化替代空間高，但未必好實現）。主要原因有兩個： 首先，下游客戶多為電力、工業、汽車等領域，這些客戶對穩定性、安全性要求非常高，寧可多花錢也要少出事。新進入者驗證期很久，而在驗證期間，可能領先者又出新技術了。 因此就是，一步追不上，步步心發慌。 其次，這個領域不單純依賴設計能力，更重要的是行業經驗know-how。同樣的材料，略微不同的配比可能效果就差很多。同樣的工藝，不同的時長，可能效果也差很多。所以，老一輩的經驗就很關鍵，一步步摸索。但如果實現效能10%的提升，那也是千億萬億的市場空間。 目前這個領域的龍頭基本都是海外巨頭，比如英飛凌、三菱等，而這些公司也無疑都是靠了德國、日本先進工業體系的大山，又通過“先發優勢”，牢牢占據了市場。 坦白而言，在正常的商業環境下，國產產品要取代英飛凌、三菱等公司，是很有難度的。一句話就是，客戶憑什么換？
03. 國產替代春天
商業并非一成不變，而國產化替代趨勢也出現了幾大有利因素。 首先，中美貿易摩擦不斷擴大化，即使現在歐洲、日本尚未表態，但是國內公司不得不警惕，需要扶持國內IGBT來預防萬一。商業的生態平衡，唯有強硬外力打破。 其次，行業未來的增量，也集中在了中國。新能源車、光伏、風電等新興領域，都是我國重點發展的產業。 未來幾年我國對IGBT的需求占比將逐漸提升到50%左右，“主場作戰”的優勢將極大提升國內IGBT企業的競爭力。前文有過闡述，到2025年新能車及其配套產業幾乎可以“再造”一個IGBT市場，而這市場的大部分份額都集中在中國。 這塊蛋糕目前來講最大的受益者有比亞迪半導體。截至2019年，比亞迪半導體雖然只占據國內車規級IGBT 18%的市場份額，但作為第一家自主研發、生產車用IGBT的本土廠商，已經有能力去挑戰英飛凌的霸主地位了。 另外，國內目前技術也已經有了改善。我國功率半導體大概是從2005年開始，從美國國際整流器（IR）公司，回國了不少人才。包括斯達半導湯藝、達新半導體陳智勇、陸芯科技張杰、銀茂微電子莊偉東等博士。 經過十幾年的發展，技術都有了提升。比如斯達半導，國產化芯片自給率達到了50%。中車時代半導體擁有國內首條、全球第二條8英寸IGBT芯片。而華為等研發實力雄厚的大廠，也相繼入局IGBT，高投入也會進一步促進國產替代的進程。 國內IGBT主要受制于晶圓生產的瓶頸，沒有專業的代工廠進行IGBT的代工，但是隨著中芯國際紹興工廠和青島芯恩半導體扥晶圓廠的落成，相信這個局面會有很大改觀。而在IGBT封裝材料方面，日本在全球遙遙領先，德國和美國處于跟隨態勢，我國的材料科學則相對落后。 但整體而言，我國目前的技術儲備，已經具備良好的“備胎”，甚至正面PK的能力。
04. 結語
功率半導體領域，新材料的使用，也會加速改變行業格局。當前新的材料技術是SiC。它能將新能源車的效率再提高10%，比攢電池效高多了。目前，特斯拉的Model3就采用了這個技術。 但SIC 芯片目前的成本依然很高，是IGBT的4-5倍，降低到成本效率性價比階段仍需要三到五年。一方面，國內企業也已經進行了相關技術布局，另一方面，要抓主要矛盾。 而當前行業投資的核心矛盾，依然是國內廠商在工控、家電、新能源等領域，實現國產份額的快速提升。這是值得期待的。
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