半導體行業(yè)功率半導體系列報告（二)：功率MOSFET非慎行無以度厄非研發(fā)無以致遠

1、內(nèi)容目錄1專精于高頻領域，預計2022年功率MOSFET全球市場規(guī)?？蛇_85億 TOC o 1-5 h z 美元4L1作為電壓驅(qū)動的全控式單極型功率器件，功率MOSFET專精于高頻領域.4 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 寬禁帶半導體材料迭代引領功率MOSFET性能演進5受益于世界的電動化、信息化以及對用電終端性能的更高追求，預計2022年功率MOSFET市場規(guī)?？蛇_億85美元7 HYPERLINK l bookmark37 o Current Document 2長期來看，恒逐峰者可覽眾山10 HYPERLINK l bookmark39

2、o Current Document 低端控本高端重質(zhì)，生產(chǎn)工藝演進進程決定功率MOSFET不同層次10長遠來看單類MOSFET產(chǎn)品層次會由高端向低端逐年下移，研發(fā)實力為功率MOSFET企業(yè)核心競爭力12 HYPERLINK l bookmark7 o Current Document 國際巨頭壟斷國內(nèi)市場，“進口替代”空間利好純設計企業(yè)13 HYPERLINK l bookmark9 o Current Document 本錢控制能力強的中國企業(yè)有望承接全球中低端產(chǎn)品的產(chǎn)能轉(zhuǎn)移趨勢15 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 4短期來看，久慎行者易

3、御危厄15供弱需強，連續(xù)5個季度價格上漲幫助具備產(chǎn)能優(yōu)勢的功率MOSFET企業(yè)快速增長15 HYPERLINK l bookmark17 o Current Document 供強需弱，銷售渠道優(yōu)質(zhì)、經(jīng)營性現(xiàn)金流良好的企業(yè)更易熬過危機17 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 5投資策略18 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 6風險提示19中端層次的功率MOSFET所滿足的性能要求適中，想要生產(chǎn)出相應性能 的功率MOSFET具有一定的難度，對這種MOSFET進行生產(chǎn)工藝演進帶來 的本錢低于其相對于更

4、先進MOSFET的使用本錢優(yōu)勢或并不存在更先進的 MOSFET可選方案。對應到生產(chǎn)商的層面，我們認為該層次的MOSFET領先生產(chǎn)廠商生產(chǎn)工 藝演進仍在繼續(xù)但已處于中后階段，演進速度顯著放緩，生產(chǎn)工藝演進積累 各不相同的生產(chǎn)商產(chǎn)品性能存在一定的差異，此時下游廠商首先根據(jù)自己所 需求的產(chǎn)品性能來選擇生產(chǎn)商名錄，其次再綜合考慮價格、供貨量等因素。圖表18中端功率MOSFET的特點貝科米漏：高端層次的功率MOSFET所滿足的性能要求高，想要生產(chǎn)出相應性能的 功率MOSFET存在較高的技術壁壘，并不存在更先進的MOSFET可選方案。對應到生產(chǎn)商的層面，我們認為該層次的MOSFET領先生產(chǎn)廠商剛剛開 啟生

5、產(chǎn)工藝演進，演進速度較快，僅有領先廠商能夠生產(chǎn)該層次的MOSFET, 此時下游廠商更為關注自己所需求的產(chǎn)品性能，對價格的敏感度較低。圖表19高端功率MOSFET的特點貴村木理：因此我們認為，上下游與不同功率MOSFET的不同關系，本質(zhì)上是由于 生產(chǎn)工藝演進進程（等價于該MOSFET領先廠商的生產(chǎn)工藝演進進程）的不 同而導致的。其中由于下游廠商不同的選擇標準，各類MOSFET部門的核心競爭力也 各不相同。對于低端功率MOSFET部門而言，由于下游廠商僅關注價格，成 本控制能力成為核心競爭力；對于高端功率MOSFET生產(chǎn)部門而言，自然高 品質(zhì)產(chǎn)品的生產(chǎn)能力成為核心競爭力；而對于中端功率MOSFET

6、部門而言那么 比擬復雜，由于價格和性能對于不同下游廠商的重要性動態(tài)變化，在產(chǎn)品性 能與價格均具備一定市場競爭力的前提下，渠道能力決定了企業(yè)能找到多少 與自身產(chǎn)品匹配的下游客戶，從而決定了營收規(guī)模，成為核心競爭力。圖表20各層次功率MOSFET部門的核心競爭力層次判斷標準下游廠商選擇標準核心競爭力低端生產(chǎn)工藝演進進程已終止價格本錢控制能力生產(chǎn)工藝演進進程處于中后期，優(yōu)先滿足性能，其次考慮渠道能力中端演進速度顯著放緩價格高端生產(chǎn)工藝演進進程處于前中期，性能高品質(zhì)產(chǎn)品的生演進速度較快產(chǎn)能力2.2長遠來看單類MOSFET產(chǎn)品層次會由高端向低端逐年下移,研發(fā)實力為功率MOSFET企業(yè)核心競爭力在2.1中

7、，我們根據(jù)不同功率MOSFET的行業(yè)特性與上下游關系將功率 MOSFET分為了低端、中端和高端三個層次，并總結了三個層次分類的本質(zhì) 原因是由于生產(chǎn)工藝演進進程的不同，以及三個檔次產(chǎn)品分別的核心競爭力。但是功率MOSFET產(chǎn)品的核心競爭力與功率MOSFET企業(yè)的核心競爭 力存在著較大的差異。同樣有兩點原因：1 .對于一家功率MOSFET企業(yè)， 很少有只生產(chǎn)一種層次的功率MOSFET產(chǎn)品。2.單類功率MOSFET的層次會 由高端向低端逐年下移。單類功率MOSFET的層次會逐年下移本質(zhì)上是由于該類功率MOSFET 的生產(chǎn)工藝演進進程會逐年成熟，當生產(chǎn)工藝演進進程到達中后期，演進速 度放緩時，高端層次

8、的功率MOSFET自然下移至中端層次，而當生產(chǎn)工藝演 進進程結束時，中端層次的功率MOSFET自然下移至低端層次。這兩年的汽車行業(yè)正好是一個非常好的觀察者，由于汽車行業(yè)非常關注安 全性，因此對零部件的一致性與合格率有著非常高的要求，通常一個合格的產(chǎn) 品仍然需要經(jīng)歷1-2年的驗證周期。這就是為什么汽車行業(yè)對性能要求高，且需 求的產(chǎn)品僅能由領先廠商生產(chǎn)，但有一局部卻使用的是中端的功率 MOSFET的原因汽車行業(yè)使用的是從高端層次自然下移至中端層次的功 率 MOSFET o圖表21汽車電子領域功率MOSFET特有認證需求（局部）證書認證對象意義TS16949車用零部件行業(yè)生產(chǎn)商證明擁有該證書的生產(chǎn)商

9、具備質(zhì)量認證是供貨給汽車行業(yè)的生產(chǎn)商需要的資質(zhì)AEC-Q特定的產(chǎn)品）工也紅外八心口V， 口口，己一付千田,但 j 十根外是供給汽車行業(yè)的產(chǎn)品需要的資質(zhì)資料來源：同時，我們認為功率半導體行業(yè)會因為社會電氣化程度的加深對功率半 導體提出的更高需求，而不斷追求著更好的性能。因此，高端層次將不斷涌 現(xiàn)新的功率MOSFET類型（直至功率MOSFET結構被別的功率半導體結構 替代），而低端層次性能較差的功率MOSFET類型的市場空間將不斷被壓縮。Yole Developpement也曾給出預判，未來五年會出現(xiàn)三個比擬明顯的結構 變化趨勢：Trench MOSFET將從中端下移至中低端，替代局部Planar

10、 MOSFET 的低端市場，Advanced Trench （如SGT等）MOSFET將徹底下移至中端，替 代Trench MOSFET在低壓領域的中端市場，寬禁帶（SiC、GaN等）MOSFET 將更為廣泛地占據(jù)高端市場。圖表22功率MOSFET市場結構（2018）GaNGaNicsiLateralAdvancedTrench SuperJunctionTrenchPlanar低壓0-100V高壓 600-700V圖表23功率MOSFET市場結構（2023）GaN低壓0-I00V高壓600-700V氏笆耍帽資料來源：Yole Developpement,資料來源：Yole Developpe

11、ment,因此對于一家功率MOSFET企業(yè)而言,無論是依賴本錢控制能力來占據(jù)低 端市場，或者依賴渠道能力來占據(jù)中端市場都缺乏以保障企業(yè)的長遠開展，因為本 質(zhì)上無論現(xiàn)在的某類功率MOSFET占據(jù)著哪個層次的市場，長遠來看都有市場 空間被不斷壓縮的一天。而如果一家企業(yè)能夠憑借研發(fā)實力不斷實現(xiàn)具備新涌現(xiàn)的高端層次功率 MOSFET的生產(chǎn)能力，一方面可以幫助企業(yè)實現(xiàn)高端領域產(chǎn)品核心競爭力的 不斷增強，另一方面由于高中低端產(chǎn)品的渠道可以共用、生產(chǎn)本錢會因為規(guī) 模效應下降等原因，企業(yè)在中端產(chǎn)品和低端產(chǎn)品領域的核心競爭力也能協(xié)同 增強。因此我們認為從長遠看來，研發(fā)實力為功率MOSFET企業(yè)核心競爭力。3中期

12、來看，善馭風者助行高遠3.1國際巨頭壟斷國內(nèi)市場，“進口替代”空間利好純設計企業(yè)根據(jù)IHS的研究結果顯示，全球功率MOSFET市場前十二大企業(yè)共占據(jù) 84.2%的市場空間，其中僅有中國資本收購的外國企業(yè)Nexperia位列其中，占 據(jù)3.6%的市場份額。圖表24全球功率MOSFET市場占比（2017）15.80%3.60%4.50%12.70%5.60%9.10%1.80%2.10%2.10%2.60%GO% 7.30%6.10%2.20%2.50%3.20%3.50%3.60%9%InfineonON SemiconductorRenesasToshibaAlpha&Omega Semico

13、nductor STMicroelectronicsVishayNexperiaMagnaChip SemiconductorHangzhou SilanDiodes其他InfineonON SemiconductorRenesasToshibaSTMicroelectronicsVishayAlpha&Omega SemiconductorNexperiaMicrosemiMagndChip SemiconductorROHMIXYS其他資料來源：1HS,中國功率MOSFET市場前十一大企業(yè)共占據(jù)82.2%的市場空間，其中中 國資本收購的外國企業(yè)Nexperia位列第八，占據(jù)3.2%的市場份

14、額，中國企業(yè) 士蘭微位列第十，占據(jù)2.5%,二者合計為5.7%。圖表25中國功率MOSFET市場占比（2017）17.80%26.90%4.80%7%7%6.30%資料來源：IHS,由于2017年中國功率MOSFET市場規(guī)模26.39億美元，占據(jù)全球67.12 億元市場規(guī)模的39.3%,據(jù)此可以判斷，中國功率MOSFET市場需求量與中 國企業(yè)供給量存在巨大差距，中國功率MOSFET行業(yè)存在進口替代空間。此外，由于國內(nèi)功率半導體行業(yè)具備較高的實現(xiàn)進口替代的可能性，且 短期內(nèi)設計廠商可以利用晶圓代工廠的技術積累，通過聚焦于設計領域的研 發(fā)）快速提升產(chǎn)品的性能與規(guī)模）因此短期內(nèi)設計廠商相較于IDM廠

15、商更容 易把握“進口替代”進程，取得快速開展。（具體論證過程詳見系列報告之 一功率半導體總覽：致更高效、更精密、更清潔的世界）因此短期內(nèi)國內(nèi)功率MOSFET設計企業(yè)更容易把握進口替代機遇。3.2本錢控制能力強的中國企業(yè)有望承接全球中低端產(chǎn)品的產(chǎn)能轉(zhuǎn)移趨勢在2.1中我們指出低端功率MOSFET產(chǎn)品的核心競爭力在于本錢控制能 力。并且由于功率MOSFET產(chǎn)品層次的自然下移，局部中低端產(chǎn)品的核心競 爭力也將從渠道能力向本錢控制能力過渡。而國內(nèi)的功率MOSFET企業(yè)相較于國際廠商在本錢方面具備天然優(yōu)勢。圖表26國內(nèi)功率半導體廠商的本錢優(yōu)勢優(yōu)勢類型優(yōu)勢形成原因本錢優(yōu)勢工程師紅利，人力本錢更低節(jié)省運輸及關

16、稅費用面對中國下游廠商的額外本錢優(yōu)勢優(yōu)勢國內(nèi)廠商溝通本錢低資料來源：與此同時，面對將要被進一步壓低的利潤率，以及由于近年來電動汽車 行業(yè)的蓬勃開展使得相應的中高端MOSFET和IGBT的需求提高，歐美的功 率半導體大廠往往選擇更多地將毛利率低的中低端MOSFET產(chǎn)能轉(zhuǎn)移至中高 端MOSFET以及IGBT領域,會放棄毛利率較低的中低端MOSFET市場。圖表27近年來國際廠商放棄中低端MOSFET市場的事件廠商事件Renesas2013年宣布推出3c類MOSFET市場Magnachip2016年關閉了位于韓國的MOSFET6寸晶圓廠NXP2016年剝離標準件部門（現(xiàn)Ncxpcria）賣給中國資本資

17、料來源：由于下游客戶選用功率半導體時需要經(jīng)過一段時間的驗證周期，因此存 在一定的替換本錢，但由于國外廠商的直接退出，下游客戶必須承受替換成 本，此時本錢控制能力更好的中國企業(yè)有望憑借更低的價格打入這些下游廠 商的供貨體系，從而實現(xiàn)企業(yè)規(guī)模的快速增長。4短期來看，久慎行者易御危厄供弱需強，連續(xù)5個季度價格上漲幫助具備產(chǎn)能優(yōu)勢的功率MOSFET企業(yè)快速增長2016年下半年，存儲價格開始上漲，隨后更帶動12寸晶圓線價格于2017 年1季度開始上漲，于是晶圓代工廠選擇加快將產(chǎn)能從8寸線向12寸線轉(zhuǎn)移, 同時指紋識別芯片和雙攝芯片在智能手機中的大量應用占據(jù)了大量的8寸線 產(chǎn)能，生產(chǎn)功率MOSFET的8寸

18、晶圓產(chǎn)能因此遭到擠壓，市面上功率MOSFET 供給下降。與此同時，短期內(nèi)區(qū)塊鏈貨幣的火熱帶來礦機銷量的提升、電動汽車占 比的快速提高以及長期中社會電動化、信息化程度的加深都帶來了對功率 MOSFET的增量需求。供給縮減的同時需求上升，功率MOSFET行業(yè)于2017年第三季度啟動漲 價潮。圖表28 2017年國內(nèi)MOSFET廠商漲價事件（局部）長電科技2次調(diào)漲MOSFET價格，分別調(diào)漲20%; 10%-30%o長電科技2次調(diào)漲MOSFET價格，分別調(diào)漲20%; 10%-30%o西安后裔調(diào)漲10%樂山無限調(diào)漲10%無錫新潔能調(diào)漲10%資料來源:而根據(jù)Future Electronics發(fā)布的201

19、8Q4 （2018年三季度）報告，功率MOSFET的漲價仍未終止，其中局部廠商產(chǎn)品貨期仍在延長且價格仍在上漲。圖表29 2018年第三季度功率MOSFET市場供需狀況技術廠商目前貨期貨期趨勢價格趨勢Infineon39-52穩(wěn)定上漲Diodes26-40延長上漲低壓ON Semi (Fairchild)26-40延長上漲ON Semi39-52延長上漲Nexperia36-52延長上漲ST38-42穩(wěn)定穩(wěn)定Vishay33-50穩(wěn)定穩(wěn)定Infineon39-52穩(wěn)定上漲Diodes36-44延長上漲IXYS36-44穩(wěn)定上漲高壓ST28-44穩(wěn)定穩(wěn)定ROHM36-40穩(wěn)定穩(wěn) 定Microsem

20、i26-40穩(wěn)定穩(wěn)定資料來源：Vishav J39-44穩(wěn)定穩(wěn)定功率MOSFEl的 漲價潮 已持續(xù)r 5個季度。在這五個季度中，我們認為，大局部功率MOSFET企業(yè)都享受了價格上漲帶來的營收與利潤規(guī)模紅利，但具 備產(chǎn)能優(yōu)勢的企業(yè)在此期間獲得了超額的利好。圖表30價格的上漲對于廠商的影響價格變動方向價格變動方向影響方向影響對象影響原因上漲超額利好產(chǎn)能利用率缺乏的IDM廠商晶圓廠產(chǎn)能供給充足的設計廠商更多地占據(jù)了新增的需求市場高存貨廠商存貨價值上漲無法獲得產(chǎn)能或必須以高昂的相對利空規(guī)模小的設計企業(yè)價格獲得產(chǎn)能資料來源：供強需弱，銷售渠道優(yōu)質(zhì)、經(jīng)營性現(xiàn)金流良好的企業(yè)更易熬過危機根據(jù)Future El

21、ectronics的2018Q4報告似乎很容易得出功率MOSFET漲價 潮仍在繼續(xù)的結論，但我們對這件事保持著相對謹慎的態(tài)度。首先是因為如果結合2018年Q2 （2018年一季度）報告，盡管Q4是局部 廠商仍在延長交期、提高價格，但毫無疑問整體而言功率MOSFET已經(jīng)擺脫 加速上漲的局面，開始趨于平緩。圖表31 2018年第一、三季度功率MOSFET市場供需狀況產(chǎn)的MCU,都表達出貨期與價格平穩(wěn)乃至下降的趨勢，因此我們認為8寸線 產(chǎn)能被局部釋放，功率MOSFET供給增加。圖表32 2018年第一、三季度功率MCU市場供需狀況技術廠商一季度貨期三季度 貨期Cypress16-1814-168 位

22、 MCUMicrochip12-1612-14NXP14-1614-16Renesas2524-26ST3020-25Zilog18-2014-18Cypress22-2420-24Microchip12-1612-1616 位MCUNXP4013-16Renesas24-2624-26ST3012資料來源：Future Electronics,從需求端而言，根據(jù)IDC數(shù)據(jù)，由于智能手機滲透率已上升至高位，截 止到2018年第三季度全球智能手機出貨量連續(xù)下滑四個季度，我國智能手機 出貨量連續(xù)下滑六個季度。此外，再疊加礦機市場熱度熄滅等因素的造成的需求進一步下滑，我們 認為從2018年四季度開始

23、，由于功率MOSFET的產(chǎn)能供給增加而需求短期 內(nèi)減少，本輪價格上漲行情將遭到延緩甚至終止。而在價格下降的時候，我們認為大局部企業(yè)都會經(jīng)歷營收和利潤滯漲乃至 下滑的影響，但下游銷售渠道穩(wěn)定的企業(yè)受到的影響相對較小。我們認為企業(yè) 擁有好的渠道的表達應該包括：賬期穩(wěn)定、存貨少、經(jīng)營性現(xiàn)金流良好，而一 家企業(yè)無論是賬期延長或存貨增加均會對經(jīng)營性現(xiàn)金流造成負面的影響， 因此我 們認為良好的經(jīng)營性現(xiàn)金流一定程度上可以代表企業(yè)擁有優(yōu)質(zhì)的下游渠道。圖表33價格的下跌對于廠商的影響價格變影響方向影響對象影響原因動方向相對利好 下跌超額利空相對利好 下跌超額利空設計廠商不存在資產(chǎn)折舊帶來的利潤壓力銷售渠道穩(wěn)定的

24、廠商不受整體需求下降影響高存貨的廠商存貨價值下跌IDM廠商面臨產(chǎn)能利用率大幅下降的風險5投資策略根據(jù)以上的分析，我們認為功率MOSFET企業(yè)長期受益于提升技術研發(fā) 能力、中期受益于做好本錢控制以把握“進口替代”趨勢、短期受益于鞏固 下游渠道抵御價格下跌風險。且由于長期需求的提升以及“進口替代”局勢 帶來的額外增量市場空間，預計未來五年國內(nèi)功率MOSFET行業(yè)年化復合增 長率超過10%0據(jù)此我們推薦關注現(xiàn)金流良好、本錢控制能力強且具備中高 端產(chǎn)品生產(chǎn)能力或潛在生產(chǎn)能力的國內(nèi)功率MOSFET設計企業(yè)。但2018年功率MOSFET企業(yè)往往因為前期漲價形成對業(yè)績的拉抬，存在 一定的估值泡沫，且目前處于

25、半導體行業(yè)周期下行的趨勢中，從投資的時間 節(jié)點而言，我們認為未來會產(chǎn)生更好的投資機會，因此對具體企業(yè)的推薦會行業(yè)報告Page 19/20在我們判斷出行業(yè)恢復向上趨勢后的下一篇跟蹤報告中為大家呈現(xiàn)。6風險提示(1)社會電氣化、信息化進度不及預期：我們判斷，未來功率MOSFET 的長遠驅(qū)動力是社會電氣化、信息化程度的加深，如果相關對應行業(yè)包括電 動汽車、AL物聯(lián)網(wǎng)等開展不及預期，功率MOSFET行業(yè)的開展也將隨之放 緩。(2),國內(nèi)企業(yè)技術進步不及預期/國內(nèi)人力本錢快速上漲：作為國內(nèi)功 率MOSFET行業(yè)開展的核心邏輯之一，進口替代的進度受國產(chǎn)MOSFET性 能以及國產(chǎn)MOSFET價格優(yōu)勢的影響較

26、大，如果國內(nèi)功率MOSFET企業(yè)無 法生產(chǎn)出滿足下游需求的產(chǎn)品或產(chǎn)品價格優(yōu)勢消失，國內(nèi)功率MOSFET行業(yè) 的開展速度將受到較大影響。(3).半導體行業(yè)下行程度超過預期：如果半導體行業(yè)下行周期過長或下 行幅度過深，容易打擊功率MOSFET行業(yè)的市場規(guī)模增長與后續(xù)產(chǎn)能擴張， 功率MOSFET行業(yè)的開展也將隨之放緩。歡迎關注公眾號文檔出現(xiàn)排版、亂碼等問題，可加上面微信，憑 下載記錄，獲取PDF版本圖表目錄 TOC o 1-5 h z 圖表1全球功率半導體市場結構(2017) 4圖表2全球功率器件及模組市場結構(2017) 4圖表3功率器件分類維度及其對應性能特點4圖表4功率半導體主要應用領域5圖表

27、5MOSFET的分類方式6圖表6不同類型功率MOSFET的應用領域6圖表7功率MOSFET的技術演進方式6圖表8主流功率MOSFET的類型7圖表9需求功率MOSFET的主要下游行業(yè)7圖表10汽車電動化后單車半導體用量變化8圖表11功率MOSFET在汽車中的應用8圖表12數(shù)據(jù)中心的功率傳輸途徑8圖表13英偉達RTX20809圖表14英偉達不同顯卡產(chǎn)品所需供電相數(shù)變化9圖表152016-2022年功率MOSFET市場空間測算9圖表16功率MOSFET的分層方式10圖表17低端功率MOSFET的特點10圖表18中端功率MOSFET的特點11圖表19高端功率MOSFET的特點11圖表20各層次功率MO

28、SFET部門的核心競爭力11圖表21汽車電子領域功率MOSFET特有認證需求(局部)12圖表22功率MOSFET市場結構(2018) 13圖表23功率MOSFET市場結構(2023) 13圖表24全球功率MOSFET市場占比(2017) 14圖表25中國功率MOSFET市場占比(2017) 14圖表26國內(nèi)功率半導體廠商的本錢優(yōu)勢15圖表27近年來國際廠商放棄中低端MOSFET市場的事件15圖表282017年國內(nèi)MOSFET廠商漲價事件(局部)16圖表292018年第三季度功率MOSFET市場供需狀況16圖表30價格的上漲對于廠商的影響16圖表312018年第一、三季度功率MOSFET市場供需

29、狀況比照17圖表322018年第一、三季度功率MCU市場供需狀況比照17圖表33價格的下跌對于廠商的影響181專精于高頻領域，預計2022年功率MOSFET全球市場規(guī)模可達85億美元1.1作為電壓驅(qū)動的全控式單極型功率器件，功率MOSFET專精于高頻領域在11月21日的報告功率半導體總覽：致更高效、更精密、更清潔的 世界中我們主要向讀者們介紹了功率半導體這一現(xiàn)代社會電氣化運作的核 心并對其未來的開展趨勢做出了一定的預判。在這篇報告中，我們那么希望向 讀者們展示功率MOSFET這一當今全球范圍內(nèi)市場占比最大的功率器件細分 行業(yè)。根據(jù)IHS及Gartner的相關統(tǒng)計，功率MOSFET占據(jù)約40%的

30、全球功率器件市場規(guī)模。圖表1全球功率半導體市場結構（2017）圖表2全球功率器件及模組市場結構（2017）47%47%53%資料來源：Y。艮魂耗隔熟靠器件及模組41%30%20%5% 4%資本煤（破了相$二機管及整流器 IGBT 晶閘管 BJT彳其他MOSFET 全稱 Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,中文名為 金屬-氧化物半導體場效應晶體管，簡稱金氧半場效晶體管或MOS管，是一 種可以廣泛使用在模擬電路與數(shù)字電路的場效晶體管。而功率MOSFET那么指 處于功率輸出級的MOSFET器件，通常工作電流大于1A。由于功率器件的分類方

31、式非常多樣，且各分類方式的分類邏輯并不存在 上下包含的關系，因此在這里我們從驅(qū)動方式、可控性、載流子類型這三個 分類維度將功率MOSFET定義為電壓驅(qū)動的全控式單極型功率器件。圖表度及其對電性能特電分類維度分類方式分類維度分類方式代表性器件性能影響驅(qū)動方式電流驅(qū)動BJT電壓3區(qū)動MOSFET、IGBT驅(qū)動功耗相對較大驅(qū)動功耗相對較小坊 卷:切答不可林乃正 哭徒寂由 下族師電如計妨，隔可控性全控型MOSFET、IGBT可作為開關器件使用，工作頻率相對較快,驅(qū)動電路相對簡單 工作頻率相對較快，開關損耗相對較低但電單極型 MOSFET、SBD壓承載能力較差且導通損耗與關斷損耗相對較大載流子類型雙極型

32、BJT、FRD混合型1GBT工作頻率相對較慢，開關損耗相對較高但電壓承載能力較強且導通損耗與關斷損耗相對較小工作頻率居中較快，電壓承載能力較高，開關損耗、導通損耗與關斷損耗均居中較低資料來源:可以發(fā)現(xiàn)，功率MOSFET的電壓驅(qū)動、全控式和單極型特性決定了其在 功率器件中的獨特定位：工作頻率相對最快、開關損耗相對最小，但導通與 關斷功耗相對較高、電壓與功率承載能力相對較弱。因此功率MOSFET會在兩個領域中作為主流的功率器件：L要求的工作 頻率高于其他功率器件所能實現(xiàn)的最高頻率的領域，目前這個最高頻率大概 是70kHz,在這個領域中功率MOSFET成為了唯一的選擇，代表性下游應用 包括變頻器、音

33、頻設備等。2.要求工作頻率在10kHz到70kHz之間，同時要 求輸出功率小于5kW的領域，在這個領域的絕大多數(shù)情況下，盡管IGBT與 功率MOSFET都能實現(xiàn)相應的功能，但功率MOSFET往往憑借更低的開關 損耗（高頻條件下開關損耗的功耗占比更大）、更小的體積以及相對較低的 本錢成為優(yōu)先選擇，代表性的下游應用包括液晶電視板卡、電磁爐等。汽車電子白色家電開關式電源I02/I01音頻設備I05/04/伊Operating frequency (Hz)資料來源：Yole Developpement,MOSFET圖表4功率半導體主要應用領域(A/voMUzutAAS輸電網(wǎng)風力發(fā)電不間斷電源I03IG

34、BT/IPM變頻器寬禁帶半導體材料迭代引領功率MOSFET性能演進根據(jù)載流子種類與摻雜方式，MOSFET可以被分為4種類型：N溝道增 強型、N溝道耗盡型、P溝道增強型、P溝道耗盡型。圖表5 MosFET的分類方式類型實際意義影響空穴作為多數(shù)載流子導載流子遷移速度慢，開關速率低，閾載流子種類P溝道電值電壓圖，導通電阻大電子作為多數(shù)載流子導載流子遷移速度快，開關速率高，閾N溝道電值電壓低，導通電阻小增強型不摻雜VGS=0時為截至狀態(tài)，正電壓控制摻雜方式在SiO2絕緣層中摻入VGS=0時為導通狀態(tài)，正、零、負電耗盡型大量的正離子壓控制，本錢較高資料來源:由于功率MOSFET往往追求高頻率與低功耗，且

35、多用作開關器件，因此N溝道增強型是絕大多數(shù)功率MOSFET的選擇。圖表6不同類型功率MOSFET的應用領域P溝道P溝道N溝道增強型增強型廣泛應用開關電路的高側開關耗盡型常開型開關或用于小信號放大常開型開關或用于小信號放大功率MOSFET自1976年誕生以來，不斷面對著社會電氣化程度的提高所 帶來的對于功率半導體的更高性能需求。對于功率MOSFET而言，主要的性能 提升方向包括三個方面：更高的頻率、更高的輸出功率以及更低的功耗。為了實 現(xiàn)更高的性能指標，功率MOSFET主要經(jīng)歷了制程縮小、技術變 化、工藝進步與材料迭代這4個層次的演進過程，其中由于功率MOSFET更 需要功率處理能力而非運算速度

36、，因此制程縮小這一層次的演進已在2000年 左右基本上終結了，但其他的3個層次的演進仍在幫助功率MOSFET不斷追 求著更高的功率密度與更低的功耗。圖表7功率MOSFET的技術演進方式資料來源:方式名稱演進特點代表案例影響線寬制程的縮減，但不追求先進從1 Oixm演進至制程縮小全面提升器件性能制程tum/yk riauai 又 ig土技術變化同種設計結構中新技術帶來的Trench再變化至提高器件的電壓承載結構調(diào)整Super Junction 與能力與工作頻率Advanced Trench工藝進步同種設計與技術結構中生產(chǎn)工英飛凌CoolMOS系主要提高器件的FOM藝的進步列S5C7品質(zhì)，降低功耗

37、材料迭代半導體材料的改變K-Z AK-Z *. AJ A ）、一 d 一-i-，I ao 1 I 4*- no / 1SiC/GaN MOSFET降低功耗目前，市面上的主流功率MOSFET類型主要包括：由于技術變化形成的 內(nèi)部結構 不同的 Planar、Trench、Laterals Super J unction Advanced Trench 以 及由于材料迭代形成的半導體材料改變的SiC、GaNo其中盡管材料迭代與技 術變化屬于并行關系，比方存在GaN Lateral MOSFET,但就目前而言，由于 寬禁帶半導體仍處于初步開展階段，所有面世的寬禁帶MOSFET的性能主要 由材料性能決定

38、，因此將所有不同結構的GaN MOSFET和SiC MOSFET分 別歸為一個整體0圖表8主流功率MOSFET的類型種類主要特性適用領域Planar工作頻率低但耐壓性較好穩(wěn)壓器等Lateral電容低，工作頻率局但耐壓性差首頻設備等Trench導通電阻小，工作頻率較高，耐壓性一般開關電源等工業(yè)照明等Super Junction在Trench的基礎上進一步提高了耐壓性與輸出功率資料來源:Advanced Trench在Trench的基礎上進一步提高了工作頻率通信設備等GaN功耗低、耐壓性好、輸出功率高、工作頻率 最高汽車電子等受益于世界的電動化、信息化以及對用電終端性能的更高追求，預計2022年功

39、率MOSFET全球市場規(guī)?？蛇_億85美元在總覽中我們提到，功率半導體行業(yè)是一個需求驅(qū)動型的行業(yè)，因 此功率MOSFET行業(yè)的市場空間主要源于對功率器件的需求為10kHz以上的 工作頻率以及5kW以下的輸出功率的行業(yè)的市場空間。圖表9需求功率MOSFET的主要下游行業(yè)行業(yè)名稱代表性應用音畫設備顯示設備音頻設備攝像頭無線設備手機播放器可穿戴設備家用電器洗衣機冰箱空調(diào)醫(yī)療設備血糖儀核磁共振X光機汽車電子電機控制器變頻器自動駕駛復制系統(tǒng)計算存儲電腦服務器數(shù)據(jù)中心工業(yè)高頻感應加熱不間斷電源太陽能逆變器資料和麓逋毓le Deveoppen碉響解調(diào)器寬帶網(wǎng)絡蜂窩無線網(wǎng)絡而這8個行業(yè)的主要增長動力，又主要源于

40、三個趨勢：電動化趨勢、信 息化趨勢以及對用電終端性能的更高追求趨勢。電動化趨勢主要影響汽車電子以及工業(yè)這兩個行業(yè)，汽車行業(yè)的電動化 無疑是當今世界電動化最顯著的一個特征，這既源于汽車行業(yè)每年全球近1 億量的產(chǎn)銷量規(guī)模，也源自于汽車電動化后3-4倍的功率半導體用量規(guī)模增長； 而工業(yè)那么主要因為電動化帶來整體用電量的提升，從而帶動包括電源、太陽能 逆變器等電力傳輸領域行業(yè)的增長。圖表10汽車電動化后單車半導體用量變化圖表11功率MOSFET在汽車中的應用信息化趨勢主要影響無線設備、計算存儲以及網(wǎng)絡通訊這三個行業(yè)，就 未來世界的趨勢而言，無論是物聯(lián)網(wǎng)或是AI,本質(zhì)上都離不開更大程度上數(shù) 據(jù)的收集、計

41、算與傳輸，而數(shù)據(jù)量的增加，必將帶來用電量與用電設備的增 加，從而提高在這些設備中會被主要使用的功率MOSFET的市場空間。圖表12數(shù)據(jù)中心的功率傳輸途徑Typical data-center power flowIXBkVACDktdbuhonUninetrrupUbleRower SuppliesAC/OCConwrUonDC/DCConvmlonDC/DCDC/DCConwnionDidUlCHp93%Transformers1 CotwmlonConwrUonCorwerUon20BVM208 yAC400 voe48 Voe12 voelVDC100 W150 WPower MOSFET應用環(huán)節(jié)資料來源：Yole Developpement,對用電終端性能的更高追求趨勢那么主要影響音畫設備、家用電器以及醫(yī) 療設備這三個行業(yè)。所謂對用電終端性能的更高追求，包括更高的音畫質(zhì)、 變頻降噪等舒適感需求以及更精準多樣的醫(yī)療設備檢測等。以對電腦畫質(zhì)更 高的要求為例，更高的電腦畫質(zhì)需求更高運算速度的GPU和更多的顯存，更 高運算速度的GPU和更多的顯存又自然需求更多相的供電來驅(qū)動其穩(wěn)定工 作，而每一相供電都需要2R個功率MOSFET。圖表13英偉達RTX2080資