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今天分享的是半导体系列深度研究报告:《2023中国功率半导体和第三代半导体行业发展现状和前景分析报告》。(报告出品方:云岫资本)
报告共计:33页
【报告内容摘要如下】
——功率半导体是电能转换及电路控制核心，市场规模大且中国为最大消费国
1.2022年全球功率半导体市场规模达481亿美元，预计至2024年将增长至522亿美元，年复合增长率约为5.46%，增长平稳。
2.中国作为全球最大的功率半导体消费国，贡献了约40%的功率半导体市场。
3.国内2022年市场规模为191亿美元，预计至2024年市场规模有望达到206亿美元。
——IGBT现已发展到第七代，向更高功率密度不断迭代
自20世纪80年代发展至今，IGBT共计经历了7代技术及工艺的升级。从平面穿通型（PT）始，发展至目前最新的微沟槽场截止型（Micro-PatternTrench）技术，IGBT在芯片面积、工艺线宽、通态饱和压降及关断时间等各项指标方面不断进行优化。
➢沟道结构由横转竖，消除JFET结构，沟道密度提升，近表面载流子浓度提升，性能优化。
➢垂直结构省去硅表制作导电通道面积，利于元胞的紧凑设计，增加导电沟道宽度，降低沟道电阻。
——国内电动车、新能源行业等新应用爆发，成为IGBT新的增长点
•我国IGBT需求结构与全球市场不同，新能源汽车、消费电子和工控是IGBT需求占比最大的下游领域，市占率分别为31%、27%和20%。
•我国IGBT在新能源汽车、新能源发电等领域应用占比远超全球平均水平，受益于国家双碳战略，行业需求旺盛，下游IGBT用量大幅增加，成为国内IGBT需求增长的主要驱动力。
——IGBT是电动车、充电桩核心器件，车规级产品技术、封装要求高
1.电机控制器：在主逆变器中将高压电流的直流电转换为驱动电机的交流电。
2.车载空调控制系统：转换为交流电后，驱动空调压缩机电机进行工作。
3.车载充电器OBC：参与220V交流电转换为直流并为高压电池充电。
4.车用转向助力系统：通过电压、电流调节输出功率，进而控制车速。
➢产品技术要求
•IGBT影响电动汽车的动力释放速度、车辆加速能力和最高速度等多项核心指标。
•汽车IGBT技术认证标准极高，IGBT要进入到汽车供应商行列，需要满足新汽车级标准LV324/AQG324要求及中国功率半导体联盟、中关村宽禁带联盟等团体标准。
➢封装技术要求
•车规级IGBT产品工作温度高且需要注重强振动条件，其封装要求高于工业级和消费级。
•汽车零部件在高温、高湿、高压条件下要避免腐蚀或氧化，车规级半导体要求可承受温度区间达-40℃至150℃，且对于产品寿命要求较长，达10年以上。
——光伏IGBT技术难点高，在核心逆变环节助力提升功率密度
IGBT等功率器件是新能源发电逆变器实现逆变功能的核心，主要应用在DC/DC升压、DC/AC逆变电路中，在中国能源发电市场加速转型的背景下，光伏发展大有可为。这也是IGBT市场强劲的驱动力，增速将持续远超全球平均水平。
➢设计环节
光伏IGBT工作环境为大电流、高电压与高频率的工作环境，对产品可靠性要求高。产品需保证芯片的设计与参数优化调整的均衡，满足客户的定制化需求，对企业自主研发要求高。
➢制造环节
光伏IGBT的制造难点在于背面工艺及薄片工艺。背面工艺在于减薄工艺、背面注入、背面退火、背面金属化，整体难度较大。减薄工艺需要克服8英寸以上的硅片减薄至一定程度后易翘曲的问题。
➢封装环节
散热效率为模块封装中的关键指标，直接影响IGBT的最高工作结温，从而影响IGBT的功率密度。
——美欧日头部厂商已实现碳化硅全产业链布局，国内厂商正分产业链环节加速追赶
(1)材料龙头向下游扩张
Cree代表的上游材料企业牢牢把控衬底的材料端优势向下游器件、模块制造延伸，拓展业务板块、提高规模、利润和估值。
(2)领先器件企业全产业链布局
罗姆、意法半导体、安森美等传统领先器件企业则通过投资并购SiC-crystal、GTAT等材料企业补足上游关键供应链。
(3)领先IDM采取器件+外延模式
衬底环节技术尚未得到突破，除三安光电实现全产业链外，为增强对上游材料的把控程度，闻泰科技、长飞先进半导体等IDM厂商选择向上布局外延生产。
(4)器件生产与模块生产结合
为更好响应市场需求、提升自身竞争力,部分设计企业正在选择切入模块制造环节，与制造厂商合作绑定产能。
报告共计：33页
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