中国功率半导体行业研究行业发展概况以及面临的机遇和挑战.docx
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中国功率半导体行业研究行业发展概况以及面临的机遇和挑战
中国功率半导体行业研究-行业发展概况以及面临的机遇和挑战
传感器行业发展概况
传感器通常由传感器模块、微控制器模块、无线通信模块以及电源管理模块四个部分构成。
其中，由模拟传感器感知状态数据，并将感知的状态数据通过A/D模数转换器之后传送到微控制器进行存储和处理。
最后，收发器接收到微控制器模块处理的数据之后再通过网络传输到远端的数据采集平台。
传感器是物体实现感知功能的主力。
随着物联网时代到来，传感器将作为基础设施先行发展。
传感器的应用已渗透进各行各业，如工业自动化、航天技术、军事工程、资源开发、环境监测、医疗诊断、交通运输等。
在物联网时代，符合需求的传感器必须具备低功耗、微型化、智能化、多功能复合等特性。
近年来，基于MEMS技术，通过把微米级的敏感组件、信号处理器、数据处理装置封装在一块芯片上，可通过硅基于微纳加工工艺进行批量制造，具有微型化、低成本、低功耗、集成化的特征，广泛用于汽车、消费电子、工业、医疗、航空航天、通信等领域。
2018年，全球MEMS传感器市场规模约为146亿美元，同比增长10.8%，消费电子、汽车电子和工业控制是应用MEMS最多的三个下游板块，其中智能终端的需求是近年最大的增长点。
YoleDevelopment预测，2018-2022年MEMS传感器全球市场规模年化增速预计将达14.85%。
资料来源：
YoleDevelopment
中国MEMS产业仍处于追赶阶段，目前进口率在60%以上，具有广阔的国产替代空间。
根据赛迪顾问统计，2018年，中国MEMS传感器行业规模523亿元，同比增长19.5%，预计2018-2020年年化增速为17.41%。
资料来源：
赛迪顾问
在设计、制造及封测三大环节上，MEMS传感器具有一定的特殊性。
在设计环节，MEMS传感器需要机械学、力学、电磁学、声学、材料学等综合知识，更加考验厂商的经验积累。
在制造环节，MEMS传感器对晶圆制造、封装技术要求也更高，制造工艺也会更加复杂。
目前，高端的MEMS传感器生产厂商往往为在设计、制造层面都具有深厚积累的IDM企业。
根据YoleDevelopment，2017年全球前十大MEMS厂商中八家为IDM企业。
MCU行业发展概况
MCU全称是MicroControlUnit，也称为单片机，是指随着大规模集成电路的出现及发展，将计算机的CPU、RAM、ROM、定时计数器和多种I/O接口集成在一片芯片上，规格和频率进行缩减，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。
MCU是所有嵌入式系统的核心，下游十分广泛，包括家电、数码、汽车、工业、医疗健康等领域。
MCU按位数分，可以分为4位、8位、16位、32位处理器，位数越高代表芯片功能越强大，但芯片功耗也越大。
随着物联网时代的到来，MCU将成为产品设备的核心部件，一方面设备需要进行实时性高效智能的信息处理需求，另一方面还要能与其他设备进行信息互换，这些需求都要由MCU来完成。
ICInsights数据显示，2018年全球MCU市场达到186.2亿美元，过去3年年复合增速11.4%。
预计2018-2022年行业销售额复合增速6.42%，预估2022年MCU全球市场规模有望接近240亿美金。
数据来源：
ICInsights
受益于物联网、医疗、新能源等新经济快速发展，中国MCU市场高速增长。
根据IHSMarkit的统计，2017年，中国MCU市场需求已达46亿美元，过去5年以9.5%的年复合增长率高速增长。
数据来源：
IHSMarkit
由于MCU用于控制的运算量较小，产品更新换代与其他集成电路相比更慢，国内公司在技术上拥有加速赶超的机会。
在较为低端的消费电子领域，中国已经实现了一定规模的进口替代。
在汽车电子、工业控制等对MCU性能要求更高的领域，随着本土企业技术不断积累，新工艺推出速度加快，品牌知名度和市场认知度不断提高，未来也有望实现进口替代。
同行业主要企业情况
在功率半导体领域，国外同行业企业主要包括英飞凌（Infineon）、安森美（ONSemiconductor）、德州仪器（TexasInstruments）、意法半导体（STMicroelectronics）；国内同行业企业主要包括士兰微、华微电子、扬杰科技、华虹半导体及先进半导体。
（1）国外同行业主要企业
①英飞凌（Infineon,IFX.DE）
英飞凌成立于1999年，是全球领先的半导体公司之一。
其前身是西门子集团的半导体部门，于1999年独立，2000年上市。
英飞凌专注于为汽车和工业功率器件、芯片卡和安全应用提供半导体和系统解决方案，业务遍及全球，在美国加州圣克拉拉、亚太地区的新加坡和日本东京等地拥有分支机构。
英飞凌在功率半导体领域有较强的市场地位。
根据2018财年年报统计，英飞凌年收入75.99亿欧元，净利润10.75亿欧元。
②安森美（ONSemiconductor,ON.O）
安森美于1999年从摩托罗拉分拆出来，于次年在美国纳斯达克上市。
安森美的产品系列包括电源和信号管理、逻辑、分立及定制器件，主要应用于汽车、通信、计算机、消费电子、工业、LED照明、医疗、军工及电源应用等领域。
2018年财报统计，安森美收入58.78亿美元，净利润6.30亿美元。
③德州仪器（TexasInstruments,TXN.O）
德州仪器成立于1930年，是世界上最大的模拟电路技术部件制造商之一，是全球领先的半导体跨国公司。
主要从事创新型数字信号处理与模拟电路方面的研究、制造和销售。
除半导体业务外，还提供包括传感与控制、教育产品和数字光源处理解决方案。
德州仪器总部位于美国德克萨斯州的达拉斯，并在全球多个国家设有制造、设计或销售机构。
德州仪器是全球最大的模拟电路生产商之一，在信号链与电源管理领域均拥有强大的市场地位。
根据2018财年年报，德州仪器年收入为157.84亿美元，净利润55.8亿美元。
④意法半导体（STMicroelectronics,STM.PA）
意法半导体成立于1987年，是全球最大的半导体公司之一，是纽约证券交易所、泛欧证券交易所和意大利米兰证券交易所上市公司，在分立器件、手机相机模块和车用集成电路领域居世界前列。
意法半导体产品包括二极管、晶体管以及复杂的片上系统器件等，是各工业领域的主要供应商。
意法半导体在模拟电路与分立功率半导体领域都处于行业领先地位。
2018年财报统计，意法半导体年收入为96.64亿美元，净利润为12.87亿美元。
（2）国内同行业可比公司
①士兰微（600460.SH）
士兰微电子成立于1997年，前身是杭州士兰电子有限公司，是一家专业从事集成电路以及半导体微电子相关产品的设计、生产与销售的高新技术企业，士兰微目前的主要产品是集成电路以及相关的应用系统和方案，主要包括半导体分立器件、MCU电路、电源管理电路、LED照明驱动电路、LED显示驱动/控制电路等产品。
2018年度，士兰微营业收入30.26亿元，净利润1.70亿元。
其中功率分立器件营收14.75亿，占比48.74%。
②华微电子（600360.SH）
华微电子成立于1999年，是集功率半导体分立器件设计研发、芯片加工、封装测试及产品营销为一体的高新技术企业，拥有多条功率半导体分立器件及IC芯片生产线，主要生产功率半导体分立器件及IC，应用于消费电子、节能照明、计算机、PC、汽车电子、通讯保护与工业控制等领域。
华微电子目前已建立从高端二极管、单双向可控硅、MOS系列产品到第六代IGBT功率器件产品体系。
2018年度，华微电子营业收入17.09亿元，净利润1.07亿元。
③扬杰科技（300373.SZ）
扬杰科技成立于2006年，主营业务为分立器件芯片、功率二极管及整流桥等半导体分立器件产品的研发、制造与销售。
主营产品为半导体分立器件芯片、光伏二极管、全系列二极管、整流桥等。
扬杰科技采用IDM的经营模式，集半导体单晶硅片制造、功率半导体芯片设计制造、器件设计封装测试、终端销售与服务等纵向产业链为一体。
2018年度，扬杰科技收入18.52亿元，净利润1.88亿元。
④华虹半导体（01347.HK）
华虹半导体由华虹NEC与上海宏力于2011年合并而成，主要专注于研发及制造专业应用的200mm晶圆半导体。
尤其是嵌入式非易失性存储器及功率器件。
华虹半导体的技术组合还包括仿真及混合信号、电源管理及MEMS等若干其他先进工艺技术。
华虹半导体目前的200mm晶圆加工能力在中国名列前茅。
2018年度，华虹半导体营业收入9.30亿美元，净利润为1.83亿美元。
⑤先进半导体
先进半导体前身是1988年由中荷合资成立的上海飞利浦半导体公司，于2006年港股上市，股票代码：
03355.HK。
2019年初上海积塔半导体完成对先进半导体的私有化。
先进半导体为一家领先的专门模拟芯片代工厂，有5英寸、6英寸、8英寸晶圆生产线，专注于模拟电路、功率器件的制造，在汽车电子、MEMS以及IGBT领域具有一定的优势。
截至2018年第三季度，先进半导体收入8.31亿元，净利润0.76亿元。
行业面临的新的机遇
（1）国家政策大力扶持为中国半导体行业创造良好的发展环境
半导体行业的发展程度是国家科技实力的重要体现，是信息化社会的支柱产业之一，更对国家安全有着举足轻重的战略意义。
发展中国半导体相关产业，是中国成为世界制造强国的必由之路。
近年来，国家各部门相继推出了一系列优惠政策、鼓励和支持集成电路行业发展。
2006年2月，国务院发布《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》，明确提出将核心电子器件、高端通用芯片作为16个重大专项之一。
2014年6月，工信部发布《国家集成电路产业发展推进纲要》，提出“到2020年，集成电路产业与国际先进水平的差距逐步缩小，全行业销售收入年均增速超过20%，企业可持续发展能力大幅增强。
”2014年10月，国家集成电路产业基金成立，带动中央和各省投入资金总规模超过4,000亿人民币。
2016年，《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》等多项政策的出台为半导体行业的发展提供了政策保障，进一步明确了发展方向。
国家相关政策的陆续出台从战略、资金、专利保护、税收优惠等多方面推动半导体行业健康、稳定和有序的发展。
（2）半导体产业重心转移带来国产替代巨大机遇
半导体行业目前呈现专业分工深度细化、细分领域高度集中的特点。
从历史进程看，全球半导体行业已经完成两次的半导体产业转移：
第一次是20世纪70年代从美国转向日本，第二次是20世纪80年代半导体产业转向韩国与中国台湾。
目前全球半导体行业正经历第三次产业转移，世界半导体产业逐渐向中国大陆转移。
产业转移是市场需求、国家产业政策和资本驱动的综合结果。
历史上两次成功的产业转移都带动产业发展方向改变、分工方式纵化、资源重新配置，并给予了追赶者切入市场的机会，进而推动整个行业的革新与发展。
目前，中国拥有全球最大且增速最快的半导体消费市场。
2018年，中国半导体产业产值达6,532亿元，比上年增长20.7%。
巨大的下游市场配合积极的国家产业政策与活跃的社会资本，正在全方位、多角度地支持国内半导体行业发展。
中国光伏、显示面板、LED等高新技术行业经过多年已达到领先水平，也大力拉动了上游的功率半导体、显示驱动芯片、LED驱动芯片等集成电路的国产化进程。
随着半导体产业链相关技术的不断突破，加之中国在物联网、人工智能、新能源汽车等下游市场走在世界前列，有望在更多细分市场实现国产替代。
（3）第三代半导体材料带来发展新机遇
半导体行业经过近六十年的发展，目前已经发展形成了三代半导体材料，第一代半导体材料主要是指硅、锗元素等单质半导体材料；第二代半导体材料主要是指化合物半导体材料，如砷化镓、锑化铟；第三代半导体材料是宽禁带半导体材料，其中最为重要的就是SiC和GaN。
和传统半导体材料相比，更宽的禁带宽度允许材料在更高的温度、更强的电压与更快的开关频率下运行。
SiC具有高临界磁场、高电子饱和速度与极高热导率等特点，使得其器件适用于高频高温的应用场景，相较于硅器件，可以显著降低开关损耗。
因此，SiC可以制造高耐压、大功率电力电子器件如MOSFET、IGBT、SBD等，用于智能电网、新能源汽车等行业。
与硅元器件相比，GaN具有高临界磁场、高电子饱和速度与极高的电子迁移率的特点，是超高频器件的极佳选择，适用于5G通信、微波射频等领域的应用。
未来，随着第三代半导体材料的成本因生产技术的不断提升而下降，其应用市场也将迎来爆发式增长，给半导体行业带来新的发展机遇。
（4）新兴科技产业的发展孕育新的市场机会
随着物联网、5G通信、人工智能等新技术的不断成熟，消费电子、工业控制、汽车电子等半导体主要下游制造行业的产业升级进程加快。
下游市场的革新升级强劲带动了半导体企业的规模增长。
如在汽车电子领域，相比于传统汽车，新能源汽车需要用到更多传感器与制动集成电路，新能源汽车单车半导体价值将达到传统汽车的两倍，同时功率半导体用量比例也从20%提升到近50%；在物联网领域，根据Gartner的预测，全球联网设备将从2014年的37.5亿台上升到2020年的250亿台，形成超过3,000亿美元的市场规模，其中整体成本集中在MCU、通信芯片和传感芯片三项，总共占比高达60%-70%。
新兴科技产业将成为行业新的市场推动力，并且随着国内企业技术研发实力的不断增强，国内半导体行业将会出现发展的新契机。
8、行业面临的挑战
（1）中国半导体企业的国际竞争力有待提升
国际领先的半导体企业均经历了较长时期的发展，积累了丰富的技术及经营经验。
中国半导体企业尚处于快速成长的阶段，与国外半导体企业在技术水平等方面仍然存在一定的差距。
目前，中国半导体行业中存在部分高端市场仍由国际企业占据主导地位。
因此，国内企业未来仍需持续在研发投入大量的资源追赶国际领先水平，不断提高企业竞争实力，以应对国际半导体企业的激烈竞争。
（2）高端人才储备相对不足
半导体行业属于典型的技术密集型行业，对业内人才的知识背景、研发能力及经验积累均具有较高要求。
随着中国半导体行业的迅速发展，对专业人才的需求不断扩大，但由于国内半导体行业起步较晚，具有完备知识储备、具备丰富技术和市场经验、能胜任相应工作岗位的人才较为稀缺，行业内高端人才需求缺口日益扩大，从而一定程度上抑制了行业内企业的进一步发展。
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