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分立器件行业概况及二极管、三极管、MOSFET的发展情况
发布日期:2022-09-28 12:27:54

分立器件行业概况及二极管、三极管、MOSFET的发展情况

1、分立器件简介

分立器件是指具有单独功能的电子元件,用于电力电子设备的整流、稳压、开关、混频等,是构成电力电子变化装置的核心器件之一,在消费电子、汽车电子、电子仪器仪表、工业及自动控制、计算机及周边设备、网络通讯等众多国民经济领域均有广泛的应用。

分立器件主要包括二极管、三极管、晶闸管、MOSFET、IGBT 等产品,经历了较长的发展过程:20 世纪 50 年代,二极管、三极管面世并应用于工业和电力系统;20 世纪 60 至 70 年代,晶闸管等分立器件快速发展;20 世纪 70 年代末,平面型 MOSFET 快速发展;20 世纪 80 年代后期,沟槽型 MOSFET 和IGBT 逐步面世,分立器件正式进入电子应用时代;20 世纪 90 年代,超结MOSFET 逐步出现,打破传统“硅限”以满足大功率和高频化的应用需求;2008 年,英飞凌(Infineon)率先推出 SGT MOSFET,分立器件的品类进一步增加。目前,二极管、三极管、晶闸管等分立器件产品国产化率较高,而MOSFET、IGBT 等分立器件产品由于其技术及工艺的先进性,还较大程度上依赖进口,未来进口替代空间巨大。

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资料来源:普华有策

2、分立器件市场基本情况

分立器件市场前景广阔,据 WSTS 数据,2021 年全球半导体产品中分立器件占比 5.46%,全球分立器件市场规模约为 303.37 亿美元,较 2020 年度增长27.44%。从分立器件产品构成来看,市场主流分立器件包括 MOSFET、IGBT、二极管、三极管等。从需求端来看,分立器件受益于新能源、汽车电子、5G 通信射频等市场的发展,具有较大的发展前景。随着我国分立器件企业产品技术的不断提升,国内的终端应用客户也更加趋向于实施国产化采购,给国内半导体分立器件企业带来更多的发展机遇。

随着国际电子制造产业的转移以及下游应用行业需求的拉动,我国分立器件行业近年持续着较快的发展态势,后续市场空间广阔,增长潜力较大。从应用市场来看,“后疫情”时代,分立器件在消费类电子、物联网终端、5G 商用、新能源及新能源汽车等应用领域应用前景广阔。同时,在国际贸易摩擦、境外疫情不确定性影响下,国际半导体分立器件产业普遍面临“缺芯”难题,使得国内外下游大量订单转至中国半导体厂商。中国分立器件企业凭借自身的优势,抓住契机,扩大市场份额,在二极管、MOSFET、IGBT 等细分领域得以长足进步,代表性企业包括华润微、士兰微、扬杰科技以及长晶科技等。

应用领域方面,经过多年持续发展,我国分立器件在消费级产品上正快速形成国产化替代,但在工业、汽车等应用领域,还与国际领先水平存在一定的差距;产品类型方面,MOSFET、IGBT 等分立器件产品由于其技术及工艺的复杂性,我国与国际领先水平仍存在较大差距。

3、行业细分市场

(1)二极管市场基本情况

二极管是一种使用半导体材料制作而成的单向导电性元器件,产品结构一般为单个 PN 节结构,只允许电流从单一方向流过。自 20 世纪 50 年代发明至今,已陆续发展出开关二极管、整流二极管、肖特基二极管、TVS 二极管、快恢复二极管、ESD 保护二极管等系列,具有安全可靠等特性,广泛应用于整流、稳压、保护等电路中,是电子工程上用途最广的电子元器件之一,具体应用领域包括消费类电子、网络通讯、安防、工业等。

二极管制造技术相对成熟、技术壁垒相对较低,但要求厂商具备大规模生产能力和稳定的质量保证,且在特定的细分领域对产品的性能指标及电性参数提出了精细化需求。近年来,国内二极管厂商凭借成本较低、供给充足、质量稳定等优势,持续提升市场份额,在该领域率先完成国产替代和突破。

(2)三极管市场基本情况

三极管由三个不同的掺杂半导体区域组成,分别是发射极、基极和集电极,由于三极管同时涉及电子和空穴两种载流子的流动,因此被称为双极性晶体管(Bipolar Junction Transistor,BJT)。三极管具有电流控制的特性,主要作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号,可应用于消费电子等多个领域。三极管产品的优势包括,产品结构简单、价格较低、耐静电能力强等。

三极管作为一种传统分立器件,其产品结构简单、工艺成熟,因此技术门槛相对较低。但由于三极管市场竞争充分,对厂商的规模生产、质量管理、成本控制、客户配套、品牌口碑等各方面的综合竞争力,提出了较高的要求。因此,新进入厂商在短期内难以形成规模优势及客户优势。经过多年发展与积累,国内三极管厂商已取得较高的市场份额,并形成较充分的国产化替代。

三极管作为电流控制型分立器件,在消费类电子、网络通讯、工业、安防等领域对分立器件功耗和频率要求愈发严格的背景下,其市场空间正逐步被MOSFET 等元器件取代。但在部分价格敏感、耐静电要求高的应用领域中仍对三极管产品有相对稳定的需求。

(3)MOSFET 市场基本情况

MOSFET 全称金属氧化物半导体场效应管(Metal Oxide Semiconductor),是一种可以广泛使用在模拟与数字电路的场效应晶体管。MOSFET 应用范围涵盖通信、消费电子、汽车电子、工业控制、计算机及外设设备、电源管理等多个领域,其中消费电子与汽车电子占比最高。MOSFET 器件的优势包括,工作频率高、驱动效率高、抗击穿性好。

MOSFET 有着广阔的应用市场及发展前景。在消费电子领域,手机、穿戴式设备、智能家居等市场的发展持续带动 MOSFET 器件的市场需求;在汽车电子领域,MOSFET 器件在电动马达辅助驱动、电动助力转向及电机驱动等动力控制系统,以及电池管理系统等功率变换模块领域均发挥重要作用。MOSFET作为分立器件中最核心的产品品类之一,其市场规模及占比均位居分立器件市场首位。

4、行业主要机遇

(1)国家政策支持

半导体行业是我国重点鼓励和支持的产业之一,分立器件 在实现电能高效利用、建设资源节约型社会方面发挥着不可替代的作用,为推动节能减排、促进电力电子技术和产业的发展,国家发改委等有关部门陆续出台利好政策,支持新型电力电子器件产业发展。未来国家产业政策的支持将会不断推动半导体行业的技术进步,形成先进技术的自有知识产权,优化国产半导体的产品结构。

(2)进口替代的市场机遇

由于分立器件应用场景广泛、下游市场需求庞大,而目前仍由国际厂商主导,因此进口替代空间十分广阔。在分立器件领域,国内企业在 MOSFET、IGBT 等高附加值产品类型上距离国外一流厂商尚存在显著差距。未来随着国内企业逐步突破行业内高端产品的核心技术,我国分立器件对进口的依赖将会减弱,进口替代的市场机遇逐渐显现。

(3)国民经济增长为行业奠定盈利基础

分立器件是国民经济中各行业发展的基础元器件,其技术进步和应用领域的拓宽既能够促进工业的产业结构升级,也为居民生活带来更多便利和舒适。我国经济总水平稳步上升,产业结构调整有序开展,居民对生活质量的要求也越来越高,为行业创造了巨大的盈利空间。行业内优秀企业依托自主创新能力提高产品附加值,在国民经济持续发展这一稳固的基础上不断提升盈利水平。

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