功率半导体市场追踪专家交流20240722

导读：与硅基半导体材料相比，以碳化硅为代表的第三代半导体材料具有高击穿电场、高饱和电子漂移速度、高热导率、高抗辐射能力等特点，适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率器件。中商产业研究院发布的《2024-2029 全球及中国SiC 和GaN 功率器件市场洞察报告》显示，2 当前我国已将碳化硅半导体纳入重点支持领域，随着国家“新基建”战略的实施，碳化硅半导体将在5G 基站建设、特高压、城际高速铁路和城市轨道交通、新能源汽车充电桩、大数据中心等新基建领域发挥重要作用。从下游应用市场占比情况来看，新能源汽车应用占比最大，达到38%；其次是消费类电源，占比为22%；光伏逆变器占据着15%的份额。 研讨重点：1.目前各产品线的价格趋势、交货周期、库存水位情况更新？ 2.目前代工厂稼动率以及产品是否有预期上涨的趋势？ 3.下半年低中高压功率器件的价格走势如何？有哪些行业催化剂和关注点？ 会议要点光伏与储能市场• 光伏市场今年实际增长幅度较低，主要原因是大企业仍在消耗去年的库存，导致上半年增长不如预期。而储能市场和新能源汽车市场的增幅较大，但器件成本也在快速下降。 • 2024 年下半年至2025 年上半年，储能市场预计将快速增长。公司目前有100 多家储能客户，主要集中在125 千瓦到300 千瓦的工商储能设备，尤其是大功率的集装箱储能设备，市场需求旺盛。 新能源汽车市场• 2023 年中国新能源汽车产量约为958.8 万台，预计2024 年将达到1200 万至1300 万台。比亚迪预计今年将生产约400 万台，占市场份额的35%左右。新能源汽车市场在下半年将迎来较大增 幅，尤其在九月和十月。 • IGBT 产品在新能源汽车中的使用量较大，价格从去年到今年降幅明显，约为20%到30%。预计到2024 年Q3 至Q4，IGBT 价格将略有回升，幅度在5%到10%之间。 碳化硅市场 • 碳化硅在新能源汽车中的渗透率逐年提高，2023 年全球新能源汽车中约有190 万台使用碳化硅，渗透率约为10%。在中国市场，碳化硅的渗透率更高，达到10%以上。 • 碳化硅产品的价格从去年到今年有所下降，降幅约为15%到20%。目前，碳化硅的供应仍然紧张，尤其是国外芯片的供应周期延长，预计下半 功率器件技术与市场 • 国内IGBT 技术水平接近国际先进水平，部分参数甚至超过国际领先企业如英飞凌。国内主 要企 业如中车半导体、比亚迪半导体、斯达半导体等在650 伏、750 伏和1200 伏级别的IGBT 技术上已经达到第六代到第七代水平。• 碳化硅技术方面，国内企业与国际领先企业仍有2 到3 年的差距。国内企业如中电55 所、中电13所、比亚迪半导体等在OBC 和DCDC 等小功率应用上已经实现量产，但在主驱动应用上仍需时间追赶。电网与储能市场• 电网领域对功率器件的需求增加，尤其是在电能质量管理和电网并网方面。常见的应用包括电能补偿设备，使用英飞凌的IGBT 封装模块，需求受季节和市场负载影响较大。• 高压IGBT 在电网中的应用需求增加，尤其是1700 伏以上的超高压IGBT，用于减少电能传输过程中的损耗。单个电能管理设备可能需要几十到几百颗IGBT 模块，整体市场需求较大。市场扩产与价格趋势• 国内晶圆厂的扩产将对市场价格产生压力，尤其是碳化硅的扩产较多。IGBT 的扩产相对较少，主要集中在12 寸产能。预计两年后新增产能将逐步释放，可能导致市场供过于求，进一步压低价格。• 新能源汽车市场的快速增长可能部分消化新增产能，但如果增长速度不及预期，产能过剩将导致价格持续下降。政府对新增晶圆厂的管控也在加强，以避免市场过度扩产。Q&AQ：目前光伏、储能和新能源汽车市场的最新变化是什么？A：光伏市场今年的增长幅度不如预期，主要是因为大企业还在消耗去年的库存。而储能市场和新能源汽车市场的增幅则非常快。储能市场的增长主要集中在工商储能，尤其是125 千瓦到300 千瓦的储能系统。新能源汽车市场的增长也很快，但器件成本在快速下降。Q：储能市场的增长主要由哪些因素驱动？A：储能市场的增长主要由以下几个因素驱动：首先是大功率储能设备的出口，尤其是集装箱式储能设备在国外市场的需求增加。其次是国内电力运营模式的变化，通过太阳能系统发电，再配合新能源汽车的充电需求。这种模式在国内也在快速增长。此外，国内的中大功率集成式储能和光伏储能项目也在增加。Q：国内和海外储能市场的需求情况如何？A：海外储能市场的需求增幅明显，主要是由于海外电费上涨和电力发展不平衡等因素。国内市场的需求也在增加，主要集中在新能源充电和波峰波谷电力需求的刺激。国内的中大功率集成式储能和光伏储能项目也在增长，此外，家用新能源汽车的移动储能电站需求也在快速增长。Q：在储能系统中，功率器件的使用和相关价值量是如何计算的？ A：功率器件的使用和价值量可以按照千瓦时或功率来计算。更常见的是按照产品的封装电流来计算。例如，IGBT 器件通常按电流来计算其价值量。按照千瓦时计算，目前的成本可以做到两毛以内，即每千瓦时约两千多块钱。 Q：IGBT 的使用量和成本是怎样的？A：目前功率型IGBT 的使用量较大，单价在两千多元。碳化硅的IGBT 稍微贵一些。例如，1200伏的IGBT，80 安培的成本已经降到大约33 美金，而国内产品可能只需十二三块钱。40 安培的IGBT 大约七块钱左右，成本下降很快，现在与碳化硅的单管成本逐渐接近。Q：储能领域中IGBT 与其他产品如MOSFET、二极管的使用情况如何？A：储能领域目前主流是采用IGBT 方案，包括单管方案、三电平模块方案和混合模块方案。常用的是650 伏的模块封装。对于效率要求较高的应用，会采用碳化硅二极管或者碳化硅MOSFET。碳化硅MOSFET 的方案也在一些高效率要求的场合替换IGBT 模块。Q：目前IGBT 模块的成本与碳化硅单管的成本相比如何？A：目前IGBT 模块的成本大约是2000 元，而碳化硅单管的价格基本接近。在光伏逆变器方面，200 千瓦以内的产品现在多采用单管方案，其规格不等，最终成本需要根据实际使用的单管数量和规格来计算。Q：光伏行业上半年的库存情况及下半年的预期如何？A：光伏行业的库存已经消耗了近半年，预计到今年第四季度，特别是十月份之后，库存将消耗得差不多，届时许多厂家会开始提货。新能源汽车的增量也将促进IGBT 的库存消耗。Q：新能源汽车行业的上半年表现和下半年展望如何？A：去年中国的新能源汽车销量约为958.8 万台，今年预计能达到1200 万到1300万台。比亚迪可能会有400 万台车的产量，市占率约35%。新能源汽车的销量通常在第三和第四季度，特别是九月份之后增长较快。Q：IGBT 产品的价格变化趋势如何？A：IGBT 产品从去年到今年降幅较大，有的降幅不合理。以750A、201 安培的IGBT模块为例，去年价格在850 到900 块钱，今年降到了640 块钱左右，降幅约为20%到30%。这个降价是由于产能过剩导致的，国内扩产过多是主要原因。预计未来价格趋势将受产能和市场需求的影响。Q：下半年IGBT 的价格是否会有所回升？ A：根据目前的库存情况，模块厂和整车厂的库存都不多，通常在一个月到两个月之间，最多接近三个月。预计到Q3 和Q4，即9 月和10 月以后，IGBT 的价格会有5%到10%的回升。 Q：下半年碳化硅的供应情况如何？A：目前国内的碳化硅主要依赖于国外的芯片供应，如ST、博世、Wolfspeed、英飞凌和Rohm等。博世的晶圆供应周期已经延长到26 周，ST 的扩产也未到位。因此，下半年随着整车需求量增加，碳化硅的供应将面临一定压力。Q：晶圆代工厂是否有涨价趋势？A：目前没有明确的涨价情况。晶圆代工厂的涨价取决于供应链的整体情况，至今为止还没有听说有明确的涨价信息。Q：晶圆代工厂的交货周期和产能利用率如何？A：晶圆代工厂的交货周期比之前有所延长，产能利用率在70%到80%之间，较之前有所提升。Q：碳化硅在新能源汽车中的渗透率如何？A：2023 年全球新能源汽车中使用碳化硅的约有190 万辆，渗透率约为6%。在中国，新能源汽车中碳化硅的渗透率较高，达到10%以上。Q：海外新能源汽车中碳化硅的渗透率如何？A：特斯拉的渗透率较快，其他如大众等品牌较慢。中国的比亚迪、问界、小鹏和领跑等品牌的车型普遍采用碳化硅，增长较快。Q：碳化硅产品在汽车中的应用及其供给情况如何？A：碳化硅在汽车中的应用主要集中在主电驱部分，因其对节能和能耗要求较高。目前碳化硅的供给仍需区分国内外情况，汽车对碳化硅的需求增长较快。Q：目前新能源汽车中DCDC 和OBC 的渗透率如何？A：目前，几乎所有的新能源汽车都在普遍使用DCDC 和OBC，渗透率可能在百分之七八十左右。少数还在使用650 伏的低压系统，但这一块的国产化已经相对较高，很多国内厂家都在量产。Q：国内企业在车载充电和电源领域的市场表现如何？A：国内企业在车载充电和电源领域的市场表现良好。例如，中电55 所、中电13 所、比亚迪半导体、艾斯特、飞骏、清芯半导体等企业的产品已经在批量应用，尤其是80 毫欧和40 毫欧规格的产品，国产化渗透率已经相对较高，与国外产品可以五五分开。Q：主驱芯片市场的现状如何？ A：目前，主驱芯片市场主要由国外厂商主导。ST 占50%以上的市场份额，博世占45%左右，Rohm 占20%到30%，其他如英飞凌、高盛美等也有一定份额。国内厂商在封装方面有所参与，但芯片主要还是依赖进口。Q：主驱芯片的价格趋势如何？A：主驱芯片的价格在过去一年中有明显下降。去年普遍价格在8 到9 美金，今年降至7 到8 美金。大整车厂如比亚迪的采购价格可能在5 到6 美金，降幅在15%到20%左右。国内主驱芯片尚未量产，因此价格波动不大。Q：辅驱和OBC 芯片的价格变化如何？A：辅驱和OBC 芯片的价格也有明显下降。例如，80 毫欧规格的芯片去年价格在22 到23 元人民币，今年降至12 到13 元人民币，降幅较大。Q：主驱芯片的使用量是多少？A：主驱芯片的使用量取决于功率段。正常情况下，一个三相全桥的主驱需要36 到48 颗芯片。功率大的如300 千瓦以上的需要48 颗，200 到300 千瓦的需要36 颗。每颗芯片的成本约为7 美金。Q：辅驱和OBC 芯片的使用量是多少？A：辅驱和OBC 芯片的使用量较少。一个OBC 通常需要4 到8 颗芯片，每颗芯片约2 美金，总成本在8 到16 美金之间。Q：目前功率器件技术上国内外的差异如何？A：在功率器件技术上，主要有IGBT、碳化硅和普通的MOS 管几种。碳化硅器件主要以碳化硅MOSFET 为主，二极管相对较少。总体来看，国内在技术上与国外仍有差距，但在一些领域已经取得了显著进展。Q：目前国内IGBT 芯片的技术水平如何，与国际领先企业相比有何差距？A：从技术角度来看，国内的IGBT 芯片技术普遍处于第六代到第七代之间，与国际领先的英飞凌相比，国内厂商的技术仅差半代到一代之间。中车最新的750 伏芯片在导通损耗和导通能力效率方面已经超过英飞凌，但并不全面。此外，国内一些厂商的650 伏、750 伏和1200 伏级别芯片设计技术和工艺技术与国际先进水平持平或接近，甚至个别已经超过了国外水平。Q：国内企业在新能源汽车主驱芯片上的进展如何？A：目前，国内在新能源汽车主驱芯片上的量产情况不如国外。博世的1200 伏芯片已经大量量产 ，比亚迪的小批量量产为20 毫欧。国内企业如中车和斯达还未实现大规模量产，艾斯特的设计由台湾汉磊代工，严格来说并非国内晶圆厂制 造。Q：国内碳化硅芯片的量产情况如何？A：目前国内量产碳化硅芯片的主要企业是新洁能集成和比亚迪。新洁能集成与其他国内晶圆厂合作模式下，在小鹏G6 上实现量产。其他如中电13 所、中电55 所等公司，虽然也有芯片资源和晶圆厂，但大多还处于主驱上测试阶段，没有大规模量产。比亚迪也实现了小批量量产，但国内总体上还集中在小功率非主驱应用场合。Q：国内与国外