功率半导体分立器件行业分析报告精Word文档下载推荐.docx
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这些器件是以功率集成为特点的，有多元胞并联于单芯片上的集成，有功率器件与控制电路的单片集成，有功率、数字和模拟电路构成子系统的单片或多片集成，有封装时将多个功能不同的芯片集成在一个外壳或一个模块里的集成。
“十一五”期间，海外电子信息产业的制造环节将继续以较快速度向我国转移，我国将逐渐成为全球最重要信息产业制造基地，这为我国电子元器件产业带来良好的发展空间。
由于集成电路及其它半导体器件所具有的特殊战略地位，已被国家国民经济和社会发展“十一五”规划、国家科技中长期发展规划纲要、国家信息产业发展“十一五”规划列为重点支持的科技和产业予以加快发展。
特别是党的十七大明确提出工业化、信息化、城镇化、市场化、国际化和加快信息化和工业化的融合战略，更为信息产业特别是半导体器件产业的发展带来了更大的机遇。
关键词：
半导体，功率，分立器件，集成电路
导言................................................................1
一、功率半导体器件行业基本情况......................................2
二、国内外市场竞争状况与发展趋势....................................6
三、行业的产业链分析...............................................11
四、行业政策法规分析...............................................17
五、本行业已上市公司领先信息.......................................22
六、本行业未上市公司领先信息.......................................24
七、行业投资策略及主要应关注的风险点...............................30
导言
集成电路行业是国民经济的关键基础行业，在国民经济中占据着十分重要的战略地位。
2004年以来，我国集成电路行业工业产值高速增长，平均增速大大高于同期GDP增速，集成电路行业工业产值占GDP的比重总体上呈上升态势。
集成电路行业包括集成电路设计、集成电路制造、集成电路封装测试等三个子行业。
集成电路行业是资本/技术双密集型行业，技术更新快，资本密集度不断加大，规模经济特征明显。
自2008年三季度以来，由于受全球金融危机迅速波及实体经济的影响，国内外半导体市场迅速出现大幅下滑，国内集成电路产业受以上因素的影响也出现前所未有的深度下滑，2009年我国IC产业出现较大幅度的负增长。
从2009年IC设计、芯片制造以及封装测试三业发展来看，其情况不尽相同。
IC设计业受家电下乡、家电以旧换新、3G网络建设等一系列刺激内需政策的拉动下逆势增长，全年IC设计业增速超过11%，规模超过260亿元。
与IC设计业主要面向内需市场不同，国内芯片制造与封装测试业的对外依存度极高，受国际市场的影响也更大。
受出口大幅下滑的影响，2009年芯片制造与封装测试业出现了较大幅度的下降。
但随着国家拉动内需政策的迅速制定与深入实施，以及国际市场环境的逐步好转，国内集成电路产业已经呈现显著的触底回升势头。
展望2010年，随着世界经济的逐步复苏，国内外集成电路市场将显著回升。
在市场需求的拉动下，预计国内集成电路产业也将呈现快速回升增长的势头。
从世界市场来看，根据WSTS的预测，2010年全球半导体市场将出现12.2%的大幅增长，其规模将基本恢复到2008年的水平其中亚太地区仍将是全球几大主要市场中增长最快的区域，其2010年的市场增速预计将达到13.3%。
从国内市场需求看，与全球市场类似，预计2010年我国IC市场需求也将实现大幅增长。
在3G手机、平板电视、便携式数码产品、汽车电子等行业电子市场持续增长的带动下，预计国内IC市场2010年的增速将达到15%以上。
在功率器件市场上，虽然功率器件市场在2008年增速大幅放缓，首次出现个位数增长，然而随着节能环保需求的持续提高，电源管理IC、MOSFET和IGBT的高端产品仍将保持一定稳定增长，其中3G、数字电视和汽车电子领域将成为未来应用的重点。
中国
在全球半导体市场中的地位将随之进一步提升。
从行业发展趋势来看，IC设计业仍将是国内集成电路产业中最具发展活力的领域。
在创业板推出的鼓舞下，一批国内IC设计企业正在积极筹划上市融资。
如这些企业的IPO计划得以顺利实现，则不仅将为国内IC设计业注入大批发展资金，更重要的是通过财富效应的彰显，将吸引更多的风险投资与海内外高端人才投入到IC设计领域，从而推动国内IC设计行业的发展。
一、功率半导体器件行业基本情况
（一）、功率半导体器件简介
随着科学技术的飞速发展，半导体技术形成了两大分支：
一个是以大规模集成电路为核心的微电子技术，实现对信息的处理、存储与转换；
另一个则是以功率半导体器件为主，实现对电能的处理与变换。
功率半导体器件与大规模集成电路一样具有重要价值，在国民经济和社会生活中具有不可替代的关键作用。
功率半导体器件又称电力电子器件,包括功率分立器件和功率集成电路,用于对电流、电压、频率、相位、相数等进行变换和控制,以实现整流（AC/DC）、逆变DC/AC、斩波DC/DC、开关、放大等各种功能，是能耐高压或者能承受大电流的半导体分立器件和集成电路。
在功率电子电路，例如整流电路、变频调速电路、开关电源电路、UPS电路中，功率半导体器件一般都是起开关作用，因为用在开、关两个状态下半导体器件功率损耗较小。
上世纪80年代以后，随着新型功率半导体器件如VDMOS、IGBT及功率集成电路的兴起，功率半导体器件步入一个新的领域，除了驱动电机之外，还为信息系统提供电源的功能也越来越引人注目。
因此，功率半导体器件在系统中的地位已不仅限于“四肢”，而是为整个系统“供血”的“心脏”。
因此，使用功率半导体器件的最根本的目的，一是为了将电压、电流、频率转换到负载所需要的数值，二是为了更有效地利用电能。
功率半导体器件的广泛应用可以实现对电能的传输转换及最佳控制，大幅度提高工业生产效率、产品质量和产品性能，大幅度节约电能、降低原材料消耗，它已经愈加明显地成为加速实现我国能源、通信、交通等量大面广基础产业的技术改造和技术进步的支柱。
例如在绿色照明工程中，在节能灯中使用VDMOS产品将提高节能灯的性能及寿
命，彻底纠正节能灯在人们头脑中留下的寿命短、节电不省钱的印象，使节能灯应用到千家万户。
IGBT（绝缘栅双极晶体管）的出现及在空调、UPS电源等中的广泛应用，使效率得到大幅提高，同时体积也大幅缩小。
如逆变焊机原来要两个人才能拿动，采用了IGBT器件之后，体积只有书包大小，重量仅为几公斤，同时其性能、效率及可靠性等也得到质的改进。
（二）、国内外功率半导体分立器件技术现状
随着终端产品的整体技术水平要求越来越高，功率半导体分立器件技术也在市场的推动下不断向前发展，CAD设计、离子注入、溅射、MOCVD、多层金属化、亚微米光刻等先进工艺技术已应用到分立器件生产中，高端半导体分立器件产品的技术含量和制造难度都不亚于大规模集成电路。
目前美国、日本等发达国家的功率器件领域，很多VDMOS、IGBT产品已采用VLSI的微细加工工艺进行制作，生产线已大量采用8英寸、0.18微米工艺技术，大大提高了分立器件的性能。
由于高性能功率半导体分立器件技术含量高，制造难度大，目前国内生产技术与国外先进水平存在较大差距，很多中高端功率半导体分立器件必须依赖进口。
技术差距主要表现在：
一是工艺技术水平较低，国内大部分厂商仍采用微米级工艺线，主流技术水平和国际水平相差2代以上，产品以中低端为主。
二是高端人力资源匮乏，尤其是高端设计人才和工艺开发人才、技术工人非常缺乏；
现有研发人员的设计水平有待提高，特别是具有国际化视野和市场预见能力的高端设计人才非常缺乏；
已有的技术培训机构难以完成集成电路工程型技术人才与产业工人培训的需求。
（三）、功率半导体分立器件工艺和生产
1、功率半导体器件生产简要工艺流程
功率半导体器件的简要工艺流程包括：
开发EDA（电子设计自动化工具，利用EDA进行集成电路设计，根据设计结果在硅圆片上加工芯片（主要流程为薄膜制造、曝光和刻蚀，进行芯片封装，对加工完毕的芯片进行技术性能指标测试等。
2、功率半导体器件主要工艺生产技术
（1）外延工艺技术
外延工艺是根据不同硅源（SIH2CL2、SIHCL3、SICL4），在1100-1180℃温度下在硅片表面再长一层/多层本征（不掺杂）、N型（掺PH3）或P型（掺B2H6）的单晶硅，并把硅层的厚度和电阻率，厚度和电阻率的均匀性、表面的缺陷控制在允许范围内。
功率半导体器件的外延生产工艺技术标准一般要求达到厚度40-80±
5um,厚度和电阻率均匀性控制在5%以内。
（2）光刻工艺技术
光刻工艺是半导体工艺技术中最关键的技术之一，也是反映半导体工艺技术水平的重要指标。
光刻工艺是将掩膜（光刻板）图形转移到衬底表面的光刻胶上形成产品所需要图形的工艺技术，光刻机的精度一般是指光刻时所得到的光刻图形的最小尺寸。
分辨率越高,就能得到越细的线条，集成度也越高。
对于高端Trench工艺技术的功率半导体器件，光刻生产工艺采用8英寸硅片，0.5um技术。
（3）刻蚀工艺技术
刻蚀是用物理或化学的方法有选择地从硅片表面去除不需要的材料的过程，刻蚀的基本作用是准确地复制掩膜图形，以保证生产线中各种工艺正常进行。
湿法刻蚀是通过合适的化学溶液与所欲蚀刻的材质进行化学反应，然后转成可溶于此溶液的化合物，而达到去除的目的；
干法刻蚀是利用等离子原理有选择地从硅片表面去除不需要的材料的过程。
而等离子增强反应离子刻蚀、电子回旋共振刻蚀（ECR）、感应耦合等离子体刻蚀（ICP）等其他先进蚀刻技术能够满足细线条产品的需求，特别是高端功率器件的Trench蚀刻工艺，既能满足Trench线宽要求，又能使其沟槽垂直度达到95%以上。
（4）离子注入工艺技术
离子注入是通过高技术设备将器件需要的掺杂元素注入到硅片中。
其基本工艺原理是:
利用离子源产生的等离子体，在低压下把气态分子借电子的碰撞而离化成离子，经过引出离子电极（吸极）、质量分析器、加速管、扫描系统、工艺腔体等工艺设备将掺杂元素注入到硅片中。
离子注入工艺的技术水平主要体现在束流和能量两个方面，高性能的离子注入束流可以小到100微安以下，大到几十毫安以上;
能量小到40KeV以下，大到400KeV以上。
（5）扩散工艺技术
半导体掺杂工艺的主要目的在于控制半导体中特定区域内杂质的类型、浓度、深度和PN结。
扩散技术是实现这一目的的简单而方便的途径，先进的扩散工艺技术水平可以将炉内薄膜均匀性控制在小于3%的水平。
扩散、氧化、光刻工艺的结合，产生半导体的平面工艺。
3、功率半导体分立器件芯片生产线装备构成
半导体器件芯片生产线装备主要为保证生产工艺技术稳定和产品质量水平而发展的，其主要技术装备包括外延、光刻、刻蚀、离子注入、扩散、金属化及工程后整理工序所必须的高技术生产加工和测试设备。
4、沟槽式VDMOSFET
功率MOSFET是一种典型的功率半导体器件，是由多子导电的电压控制型器件，不存在少子储存效应，因此与传统的由少子导电的电流控制型双极晶体管相比，功率MOSFET具有工作速度更快的特点。
小功率MOS管是横向导电器件，而电力MOSFET大都采用垂直导电结构,又称为VMOSFET，大大提高了MOSFET器件的耐压和耐电流能力；
按垂直导电结构的差异，又分为利用V型槽实现垂直导电的VVMOSFET和具有垂直导电双扩散MOS结构的VDMOSFET。
通常的VDMOSFET具有横向的导通沟道，为了保证器件的耐压，需要使用适当厚度的低掺杂外延层。
耐压越高，需要的外延层电阻越高。
耐压为30V的VDMOSFET，其外延层电阻约占总导通电阻的29%，而耐压为600V的VDMOSFET，其外延层电阻约占总导通电阻的96.5%。
通过采用新技术，像增加并联元胞的数量，或者降低元胞的RDSON等措施，可以降低器件的RDSON。
在低耐压（数十伏）的器件中，TrenchMOSFET（沟槽型MOSFET）技术已被普遍采用。
它将导电沟道由横向变化为纵向，消除了寄生JFET（结型场效应晶体管）电阻，并且元胞的尺寸也大大缩小，并联元胞的数量急剧增加，从而使器件获得了更低的RDSON（导通电阻），也得到了更低的Qg（栅电荷）和更小的尺寸。
而对于较高耐压（数百伏）的器件，影响元胞RDSON的重要因素为栅电极下低掺杂、高电阻率的外延层区域。
如果减少外延层的厚度或者降低其电阻率，RDSON将相应的降低，但这样会直接导致BVDS（耐压）下降。
利用CoolMOS
技术，可以实现当门栅开启时，因栅电极下掺杂较高的外延层导通使元胞导通电阻更低，关断时，由于内建横向电场的作用，使栅电极下的外延区域耗尽而保持其高耐压。
高耐压CoolMOS与通常的高耐压VDMOSFET相比，还有很低的Qg，因此有更好的开关特性。
功率半导体器件工作在大功率条件下，除了要具备低功耗的特点外，不同的应用还提出了一些新需求。
例如，在电动车、混合动力汽车这样的应用中，功率半导体器件需要具备高可靠性，能够在恶劣条件下（高温、剧烈机械振动）工作。
而在一些应用中，为了满足系统整体的运行速度指标，它们对功率半导体器件的工作速度也提出了要求。
此外，由于便携式应用具有小尺寸的特点，可供布局的空间很有限，因此它们要求功率器件所占用的面积要尽可能小。
而采用Trench工艺，可有效缩小功率器件的面积。
二、国内外市场竞争状况与发展趋势
功率MOSFET的市场包括两个主要方面：
高压MOSFET和低压MOSFET。
在目前，低压MOSFET领域具有更多的创新性，这是由于CPU和GPU的稳压需求使得其在设计中的复杂性不断增加。
支撑全球功率半导体市场需求强劲增长的主要动力,是计算机、通信及网络产品、便携式电子产品等的迅猛发展,导致为上述产品配套的电源及驱动装置呈现爆发性增长。
（一）国内外市场需求
1、国际市场需求情况
功率半导体分立器件的传统应用领域包括消费类电子、计算机及外设、网络通信等，而电子专用设备与仪器仪表、汽车电子、医疗电子、LCD/PDP显示屏及电子照明等多个领域也正成为功率半导体分立器件的新兴应用市场。
根据iSuppli2006年全球电源管理市场的统计调查显示，电源管理组件的市场总值为230亿美元，其中属功率半导体分立器件的功率MOSFET约占21%；
IGBT占7%；
双极晶体管占5%。
这三类组件未来五年的复合成长率：
MOSFET为8%，IGBT为12.5%。
在应用市场上，由于双极功率晶体管正在不断地被MOSFET及IGBT所替换，如在PC、消费电子、通讯以及工业市场领域，其复
合成长率将为-5.1%。
因此，目前很多国外厂商已经锁定MOSFET及IGBT领域，并准备加大发展力度。
2、国内市场需求情况
几乎所有的电子产品都会用到半导体功率器件，随着国内电子信息产业的迅速发展，我国已成为国际最大的半导体功率器件应用市场。
从市场构成看，2006年中国功率半导体市场中，消费类占24.0%，工控领域占23.4%，计算机领域占21.8%，网络通信类占20.5%，这四大领域占据了功率器件市场近90%的份额，而汽车电子和其他应用占10.3%的市场份额。
2010年，国内半导体功率器件的市场销售额将达到1557.55亿元人民币。
从产品结构来看，2006年MOSFET的销售量174.8亿元，是中国功率半导体分立器件市场上最重要的产品，大功率晶体管、达林顿管、IGBT和晶闸管也占有较大的市场份额。
而市场增长最快的是功率晶体管，其中绝缘栅双极晶体管（IGBT和功率场效应管（MOSFET/JFET2006年增长速度分别为42.9%和23.5%。
2008年，我国功率半导体器件的销售额是821.8亿元，较2007年的762.3亿元增加了7.8%，而前几年的增长率都是两位数，说明国际金融危机对我国的功率半导体器件的市场还是有一定影响的。
但是，由于国家4万亿元拉动内需的刺激计划及对节能减排的要求，我国的功率半导体器件在未来几年里还会保持增长，在2009年10月，功率MOSFET的需求再次上涨。
预计2010年达到956.6亿元，2011年将达到1060.5亿元，年增长率将达到10%以上。
从2008年底到2009年初，所有电子产品的需求均有减少，功率半导体也不例外。
由于各国政府的经济刺激措施纷纷把提升能效列为重点内容，许多企业开始关注功率产品。
在中国，由于政府刺激消费电子市场，中国市场需求增长，推动功率治理和其他半导体产品的需求开始复苏。
从长期来看，功率半导体将与许多其他领域的半导体产品一样变得更具周期性，激烈的竞争将淘汰经营不善的企业，而留下健康的企业，功率器件的需求将于2010年逐步恢复。
功率的优化，即降低功耗和更高效地使用功率，将继续成为以后功率半导体市场的驱动力；
功率器件在手机等移动设备以及便携医疗设备和手持式仪器等领域的用量将继续增长；
同时，半导体产品将追求更高的功率密度和更高的集成度。
（二）国内外市场竞争
1、国外市场竞争状况
全球半导体功率分立器件中高端产品生产厂商主要集中在欧美、日本和我国台湾地区。
美国、日本和欧洲功率器件厂商大部分属于IDM厂商（集成的器件制造商，即一家企业包含设计、工艺制造、封装、测试等所有环节），而我国台湾的厂商则绝大多数属于Fabless厂商（即无生产线的设计公司，该企业只负责设计，工艺制造、封装、测试等环节均采用委托外协加工的方式，但最终产品产权及销售仍归属该企业）。
并且，不同地区通过产业分工，形成了各自的竞争优势。
美国在功率IC领域具有绝对领先优势，欧洲在功率IC和功率分立器件方面也都具有较强实力，日本在分立功率器件方面竞争优势较强，但在功率IC芯片方面，虽然厂商数量众多，但整体市场份额不高。
2、国内市场竞争状况
外商在中国分立器件市场上占据绝对优势地位，2005年前20大市场供应厂商中仅有长电科技和华微电子两家本土企业，其余均为境外企业。
其中排名前三位的企业——意法半导体、飞兆和安森美均为功率分立器件领域的国际领先企业。
前20家企业2005年的销售额合计为417.17亿元，占市场总规模的64.9%，这表明国内分立器件市场的品牌集中度还不高。
但随着越来越多的跨国半导体公司将分立功率器件生产线转移到中国，将会加剧国内功率半导体分立器件产业的竞争。
从市场主流产品来看，国内功率半导体分立器件产品应用领域已涵盖消费电子、计算机及外设、网络通信、电子专用设备与仪器仪表、汽车电子、LED显示屏以及电子照明等多方面，但主流产品集中在功率MOSFET和大功率晶体管（IGBT）。
由于低端分立功率器件市场的进入门槛并不高，中国本土企业可以凭借劳动力成本低等要素资源优势加入该市场。
而在中高端分立功率器件的应用领域，能够生产出高可靠性分立器件的厂商并不多，因此仍将继续由国际厂商主导。
中国已成为全球最大的分立功率器件市场，市场需求逐年增加，又具有生产要素资源价格低廉供给充分的优势，因此众多国际半导体厂商已开始将分立器件生产线转移到中国，加快市场开拓力度。
飞兆半导体提出了“在中国本土开发针对中国市场的产品”的策略，增强了对中国客户的支持力度，扩大了现场应用工程师队伍，在苏州、深圳、上海和青岛设立了四家全球功率资源设计中心。
国际产业持续转
移和国内企业的不断加入，将使中国功率半导体分立器件市场的竞争日益激烈，特别是低端市场的竞争将呈白热化趋势。
3、行业的主要竞争对手分类：
（1）以Fairchild、ST、IR等为代表的外资品牌厂商
这些国际大牌厂商在研发、产品质量、市场上等方面占有绝对优势。
前10大供应商占有中国MOSFET市场的68%。
他们牢牢掌握着MOSFET的中、高端市场，如国际大牌消费电子、电脑等市场。
（2）以吉林华微电子、深爱电子等为代表的国内功率半导体IDM厂商这类竞争对手，在功率器件市场上耕耘多年，有销售网络、市场知名度方面的优势。
虽然以前主要是CRT电视、节能等二极管功率分离器市场，但这些厂商近几年都在MOSFET上大力投资，作为新的增长点，并均已开始量产。
这些厂商拥有自己的晶圆制造、封装能力，有对应的供应链管理优势及对应的成本优势。
（3）以江阴长电为代表的半导体封装厂
这些封装厂以前主要为国际半导体厂商OEM，经营模式上有逐步有OEM向自有品牌转变的趋势。
这些厂商通过外包设计（或自建芯片设计队伍）、外包芯片制造，可以短时间内快速切入MOSFET市场。
这些封装厂除了拥有封装厂带来的规模成本优势外，还通过为国际大牌半导体厂商OEM，进入他们的供应链，积累了一定的市场知名度。
（4）采取类似经营模式的芯片设计公司
目前国内尚未有已经产业化的类似公司，但有些台湾、韩国设计公司开始在国内中、低端市场上竞争。
4、功率半导体分立器件发展趋势
功率半导体分立器件在其发展的初期（上个世纪60-80年代）主要应用于工业和电力系统。
近二十年来，随着通讯、计算机、消费类电子、汽车以及3G产业的蓬勃发展，功率半导体的应用范围有了大幅度的扩展，已经渗透到国民经济与国防建设的各个领域。
其技术已经成为航空、航天、火车、汽车、通讯、计算机、消费量电子、工业自动化和其他的科学与工业部门的重要基础。
随着世界各
国对节能减排的需求越来越迫切，功率半导体已从传统的工业控制和4C领域迈向新能源、轨道交通、智能电网、变频家电等诸多行业。
作为半导体器件产业的两大分支之一，分立器件产业保持悠久的发展史，同时保持着持续、快速、稳定的发展，其产业规模不断壮大。
随着新技术、新工艺、新产品的不断涌现，CAD设计、离子注入、溅射、MOCVD、多层金属化、亚微米光刻等先进工艺技术已应用到分立器件中，这些技术都将推动分立器件市场的兴旺发展。
据专家预测，近几年国内分立器件市场仍将保持比较稳定的增长态势，年复合增长率将在12%至13%之间。
功率半导体分立器件技术研发的重点是提高效率、增加功能和减小体积，不断发展新的器件理论和结构，促进各种新型分立器件的发明和应用。
故而，未来技术发展将会呈现以下几个特点：
（1）新型功率半导体分立器件将不断出现
替代原有市场应用的同时，还将开拓出新的应用领域。
如美国Cree公司开发出用于移动
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