益弘商學院助理雪梨消息，益弘商學院助理雪梨發現，在新基建的激勵之下，商場對電力電子設備的需求越來越激烈。這為功率半導體器材行業的開展添了一把火。在此情況下，功率半導體器材將呈何種開展趨勢?
新基建利好功率半導體器材
功率半導體器材有電力電子的「CPU」之稱。本質上，它是運用半導體的單向導電功能，在電力電子設備中完成變頻、變相、變壓、逆變、整流、增幅、開關等電能轉化，到達對電能(功率) 的傳輸、處理、存儲和操控。
跟著電力電子設備越來越遍及，電器化、信息化、數位化越來越深化地影響著社會的開展。在此布景下，功率半導體器材所發揮的效果也就越來越巨大，特別是今年年初以來，我國大力推進新基建，這為功率半導體器材工業的開展又添了一把火。
新基建本質上是信息數位化的根底設施建造，這些設施都繞不開電力和電子設備的運用。依據我國工程院院士丁榮軍介紹，新基建首要包含信息、融合、立異三個方面的根底設施建造。以5G、物聯網為代表的通訊網絡根底設施，以雲核算、區塊鏈、數據中心為代表的數據根底設施等，這些設施均為用電大戶，對用電的需求量和質量(供電電源穩定性、功率放大和動力運用功率)都有更高要求。這必然要依託於功率半導體器材作為底層技能。而在新基建關注的融合根底設施包含智能交通、智慧動力等範疇，比如高速列車、城際列車和城市軌道交通等，功率半導體器材作為電能轉化的關鍵中心部件，能夠大幅度進步電能轉化和傳輸進程功率，下降動力的耗費。在重大科技根底設施、科教根底設施、工業技能立異根底設施等，功率半導體器材技能支撐著很多工業開展的根底與共性中心技能。能夠說，功率半導體器材是新基建布置和施行的底層保障和根底支撐。
比亞迪功率器材總經理楊欽耀也指出，功率半導體器材廣泛運用於新基建的各個範疇，尤其在特高壓、新動力轎車充電樁、軌道交通及工業網際網路方面起到中心支撐效果，在5G基建和大數據中心建造的電源模塊中是十分關鍵的元器材。
正是因為功率半導體器材在5G基建、特高壓、新動力轎車充電樁、大數據中心等當中發揮著關鍵效果，功率半導體器材在 這些範疇有著廣泛的運用。跟著新基建的快速施行，功率半導體器材廠商將迎來巨大的生長機遇。
依據IHS數據，2018年我國功率半導體器材商場規模138億美元。2021年我國功率半導體器材商場規模有望到達159億美元，年複合增加率4.83%，超越全球功率半導體器材的增加快度。中金公司研討部認為，在「新基建」以及進口替代推進下，估計2025年我國僅通訊基站用電源類功率半導體器材商場將到達126億元。
明星產品IGBT與MOSFET佔比快速進步
功率半導體器材通過60多年的開展，產品種類繁複，首要包含功率二極體、功率三極體、晶閘管、MOSFET、IGBT等。其中，MOSFET和IGBT因為產品功能優越，近年來商場規模增加敏捷，佔比不斷進步。IC Insights 報告中指出，在各類功率半導體器材中，未來最看好的產品是 MOSFET 與 IGBT 模組。
簡略來說，MOSFET是一種能夠廣泛運用在模擬與數字電路的場效應電晶體。MOSFET具有導通電阻小、損耗低、驅動電路簡略、熱阻特性佳等優點，合適用於 PC、手機、移動電源、車載導航、電動交通工具、UPS 電源等電源操控範疇。IHS預估，2022 年全球 MOSFET 商場規模挨近 75 億美元。
IGBT 是由雙極型三極體 (BJT) 和 MOSFET 組成的複合式功率半導體器材，兼有 MOSFET 的高輸入阻抗和 BJT 的低導通電阻的優點。IGBT 驅動功率小，十分合適運用於直流電壓為 600V 及以上的變流體系，如新動力轎車、變頻器、開關電源、照明電路、交流電機等，預估2020年全球IGBT商場空間到達60億美元左右。
新基建的施行無疑將進一步強化MOSFET和IGBT的商場搶先優勢。楊欽耀指出，新動力轎車、軌道交通等多個範疇加快崛起，將帶動功率半導體器材工業迎來開展機遇。以新動力轎車為例，新動力轎車作業時電流範圍在-100A到+150A之間，如此巨大的電流需求被電控單元精準操控，以完成轎車的制動，而當中最中心的零部件便是IGBT。有數據顯示，新動力中轎車功率半導體器材的價值量約為傳統燃油車的5倍以上，IGBT約佔新動力轎車電控體系本錢的37%。未來新動力轎車商場的快速增加，有望帶動IGBT運用量的明顯進步，然後有力推進IGBT商場的開展。
通訊行業是功率半導體器材運用的另一大範疇。華潤微電子功率器材工作群總經理李虹指出，5G是新基建的中心，AI在5G根底大將得到快速開展，兩者相輔相成，是未來最具潛力的增加範疇。半導體工業尤其是功率半導體器材工業，既是技能驅動的工業，也是運用需求拉動的工業。5G建造所需的基站設備及其遍及後帶來物聯網、雲核算的快速開展，將對功率半導體器材產生長時間很多需求。以5G的中心技能MassiveMIMO為例，它的廣泛布署將大大進步關於MOSFET構成的射頻器材需求。
第三代半導體具有開展潛力
從技能開展來看，跟著矽基器材的趨近本錢效益臨界點，近年來主流功率半導體器材廠商紛紛環繞碳化矽(SiC)和氮化鎵(GaN)等第三代半導體材料進行探索。第三代半導體材料具有寬禁帶、低功率損耗等特性，敏捷在高壓高頻率等新場景下開展壯大，成為功率半導體器材範疇未來的重要開展趨勢之一。
不過，第三代半導體也存在著製造本錢較高以及長時間可靠性疑慮等問題，因此還需求愈加廣泛的推廣運用，以下降本錢、進步功能。而新基建的施行無疑對第三代半導體材料在功率器材當中擴展滲透率有著極大的幫助。對此，意法半導體亞太區功率分立和模擬產品器材部區域營銷和運用副總裁沐傑勵就指出，新基建關於SiC和GaN器材而言，是一個巨大的時機。SiC器材相關於Si器材的優勢之處在於能夠下降能量損耗、更易完成小型化和更耐高溫。SiC器材在直流充電樁及智能電網、工業用電等範疇運用，能夠帶來高功率、大功率、高頻率的優勢。GaN器材也有其商場空間。GaN的優勢在於其開關頻率十分高。高開關頻率意味著能夠運用尺度更小的無源元件。假如需求減小器材的外形尺度，這時GaN將發揮重要效果。
以新動力轎車充電樁為例，沐傑勵指出，充電樁建造已經成為新基建的一部分，車樁等到充電樁的有用散布會直接影響新動力轎車顧客的運用體會。跟著新動力轎車運用率進步，顧客對方便、快速充電的需求也越來越高，因此需求擴展根底設施建造，增加充電站數量並提供更快的充電服務。先進的功率技能和新材料如SiC在新動力轎車中起著重要效果。車載充電器和逆變器正在推進半導體公司出資新的寬禁帶半導體技能和新型IGBT，並研製新的功率封裝解決方案，以最大限度地運用這種高端矽技能的優勢。數據顯示，2018-2025年SiC MOSFET在充電樁等工業範疇估計將保持12%的平均增加快度。
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