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|詳解中國(guó)MOSFET市場(chǎng)

半導(dǎo)體逆全球化發(fā)展趨勢(shì)明顯，成熟制程芯片國(guó)產(chǎn)替代迎來(lái)難得的窗口期。又逢能源改革和國(guó)產(chǎn)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展的歷史機(jī)遇，以MOSFET為代表的功率器件將率先開(kāi)啟國(guó)產(chǎn)替代加速的進(jìn)程。預(yù)計(jì)至2026年MOSFET國(guó)產(chǎn)替代比例將超過(guò)60%。

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MOSFET器件是功率器件市場(chǎng)第一大產(chǎn)品類型

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現(xiàn)代生活的方方面面都離不開(kāi)功率器件，有電的地方就有功率器件。功率器件種類很多，包括MOSFET、IGBT、BJT、晶閘管等多種類型，近年來(lái)SiC、GaN基MOSFET產(chǎn)品也憑借高壓、高頻的特性優(yōu)勢(shì)，在汽車和快充市場(chǎng)得到了零星應(yīng)用。

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不同功率分立器件特性各不相同，應(yīng)用場(chǎng)景差異明顯，相互之間難以替代，都屬于長(zhǎng)生命周期的芯片產(chǎn)品，其中二極管從半導(dǎo)體誕生之初一直使用至今天，依然具有可觀的市場(chǎng)份額。

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受產(chǎn)能緊缺影響，全球芯片市場(chǎng)大幅漲價(jià)，疊加電動(dòng)汽車逆勢(shì)大增，2021年全球功率分立器件市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到空前的266億美元。

全球功率市場(chǎng)中，MOSFET是市場(chǎng)份額最大的功率產(chǎn)品，市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到113億美元，占比達(dá)到42.6%，其次是IGBT和功率二極管，三者占據(jù)了90%以上的功率器件市場(chǎng)。

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MOSFET特性、種類與制造過(guò)程

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工作原理：MOSFET是一種全控制型半導(dǎo)體功率分立器件，通過(guò)柵極電壓的變化來(lái)控制輸出電流的大小，并實(shí)現(xiàn)開(kāi)通和關(guān)斷。常用產(chǎn)品種類非常多，按載流子類型可分為N型和P型MOSFET兩大類。按溝道形成方式可分為增強(qiáng)型和耗盡型MOSFET兩種，增強(qiáng)型MOSFET是主要產(chǎn)品類型。具有輸入阻抗大、導(dǎo)通電阻小、功耗低、漏電小、工作頻率高，工藝基本成熟，成本低的特點(diǎn)。MOSFET應(yīng)用領(lǐng)域非常廣，主要使用在電源和驅(qū)動(dòng)控制兩類電子產(chǎn)品中。

按照溝道結(jié)構(gòu)劃分，可以將目前的MOSFET功率器件分為平面型、溝槽型和超結(jié)型三類。

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結(jié)構(gòu)上的改動(dòng)，使它們的性能各有優(yōu)勢(shì)，并且適用的電壓也有明顯差異。

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平面型憑借其工藝簡(jiǎn)單、參數(shù)易調(diào)節(jié)、高可靠性和電壓覆蓋范圍廣的特點(diǎn)在眾多領(lǐng)域都獲得了應(yīng)用。

溝槽型由于尺寸小和能耗低的特點(diǎn)，在250V以下的消費(fèi)電子中獲得了大量的應(yīng)用。

超結(jié)型依賴同等尺寸耐壓更高和能耗低的特點(diǎn)在500-900V的高壓領(lǐng)域獲得了一定的市場(chǎng)份額。

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MOSFET器件的制造過(guò)程是最典型的，也是相對(duì)比較簡(jiǎn)單的。從襯底生產(chǎn)，到外延層生長(zhǎng)，再到芯片制造，最后進(jìn)行封裝測(cè)試，如此就完成了一整套的MOSFET芯片制造過(guò)程。功率器件具有技術(shù)密集型特點(diǎn)，對(duì)芯片設(shè)計(jì)、工藝流片、封裝測(cè)試、可靠性測(cè)試要求較高，研發(fā)周期長(zhǎng)。

功率器件的發(fā)展比較成熟，已經(jīng)多年沒(méi)有理論創(chuàng)新，國(guó)內(nèi)企業(yè)與國(guó)際頭部企業(yè)之間的差距正在逐漸縮小。MOSFET器件尤其明顯，技術(shù)和結(jié)構(gòu)相對(duì)已經(jīng)固化，國(guó)內(nèi)企業(yè)也深耕了多年，經(jīng)驗(yàn)積累充足。因此，未來(lái)幾年以MOSFET為代表的功率器件國(guó)產(chǎn)化率將大幅提升，提升幅度領(lǐng)先于大多數(shù)半導(dǎo)體產(chǎn)品。

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終端市場(chǎng)及趨勢(shì)

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2021年全球MOSFET市場(chǎng)規(guī)模首次突破100億美元，達(dá)到113.2億美元，增長(zhǎng)速度達(dá)到33.6%；同期國(guó)內(nèi)市場(chǎng)為46.6億美元，增長(zhǎng)速度達(dá)到37.9%，高于全球水平，主要原因是國(guó)內(nèi)新能源汽車產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展帶來(lái)了新的產(chǎn)品應(yīng)用場(chǎng)景。

未來(lái)幾年（2022-2026年），全球MOSFET市場(chǎng)還將持續(xù)增長(zhǎng)，2023年增長(zhǎng)率回落到3.3%之后緩慢反彈，至2026年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到160.6億美元。同期，國(guó)內(nèi)MOSFET市場(chǎng)增長(zhǎng)將略高于全球，至2026年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到69.5億美元。隨著國(guó)內(nèi)MOSFET市場(chǎng)的持續(xù)快速增長(zhǎng)，中國(guó)市場(chǎng)在全球市場(chǎng)的占比也將持續(xù)提升，從2021年的41.2%提升至43.3%。

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汽車（含充電樁）、工業(yè)、消費(fèi)（含家電）和通信市場(chǎng)是MOSFET最主要的四個(gè)應(yīng)用細(xì)分市場(chǎng)。2021年受缺芯和漲價(jià)影響，各個(gè)細(xì)分市場(chǎng)漲幅均超過(guò)25%，其中汽車類MOSFET市場(chǎng)增長(zhǎng)達(dá)到56.7%。

未來(lái)幾年，汽車市場(chǎng)在四個(gè)細(xì)分市場(chǎng)中增速會(huì)長(zhǎng)期處于領(lǐng)跑位置，主要是受國(guó)內(nèi)新能源汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展帶動(dòng)。

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細(xì)分產(chǎn)品市場(chǎng)及趨勢(shì)

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2021年平面型、溝槽型和超結(jié)型市場(chǎng)份額分別為44.6%、40.8%和14.6%。從市場(chǎng)規(guī)?？?，平面型、溝槽型和超結(jié)型MOSFET市場(chǎng)都將持續(xù)增長(zhǎng)。主要原因是受互聯(lián)網(wǎng)和電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展影響，更多產(chǎn)品向電子終端發(fā)展，最典型案例是汽車走向電動(dòng)化、網(wǎng)聯(lián)化和智能化，成為單體使用芯片最多的終端之一。

從在MOSFET市場(chǎng)中的比重看，在雙碳經(jīng)濟(jì)和交流變直流的需求變化趨勢(shì)下，市場(chǎng)對(duì)高壓MOSFET需求將持續(xù)增加，平面型和超結(jié)型市場(chǎng)將受益，市場(chǎng)份額將持續(xù)增加。受消費(fèi)電子市場(chǎng)低迷拖累，溝槽型MOSFET市場(chǎng)漲幅不及平面型和超結(jié)型，導(dǎo)致市場(chǎng)份額由2021年的40.8%逐漸下降至2026年的35.7%。

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2021年中低壓、高壓和超高壓市場(chǎng)份額分別為63.1%、26.4%和10.5%，中低壓市場(chǎng)占據(jù)較大市場(chǎng)份額。從市場(chǎng)規(guī)?？?，未來(lái)幾年中低壓、高壓和超高壓MOSFET市場(chǎng)都將持續(xù)增長(zhǎng)。

從在MOSFET市場(chǎng)中的比重看，市場(chǎng)對(duì)高壓、超高壓MOSFET需求將持續(xù)增加，兩者份額將持續(xù)提升。中低壓MOSFET漲幅不及高壓和超高壓，導(dǎo)致市場(chǎng)份額由2021年的63.1%逐漸下降至2026年的53.8%。

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前面提到平面型MOSFET是參數(shù)易調(diào)節(jié)并且應(yīng)用較為廣泛的一類產(chǎn)品，工作電壓可以覆蓋中低壓、高壓和超高壓。2021年，在平面型MOSFET市場(chǎng)中，中低壓產(chǎn)品市場(chǎng)占比50%，高壓和超高壓分別占比34.6%和15.7%。從占比發(fā)展趨勢(shì)看，中低壓市場(chǎng)的份額在下降，高壓和超高壓市場(chǎng)份額在上升，與MOSFET整體市場(chǎng)一致。

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不同電壓段各個(gè)結(jié)構(gòu)市場(chǎng)份額

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2021年，中低壓段、高壓段和超高壓段不同結(jié)構(gòu)之間的產(chǎn)品比例如圖。這一比例在未來(lái)幾年基本保持不變。

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國(guó)產(chǎn)化替代進(jìn)程

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2021年，中國(guó)MOSFET市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到46.6億美元，國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到30.5%。預(yù)計(jì)隨著國(guó)產(chǎn)替代加速，至2026年MOSFET的國(guó)產(chǎn)化率將達(dá)到64.5%。

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從結(jié)構(gòu)上看，平面型和溝槽型的國(guó)產(chǎn)化率高于超結(jié)型，至2026年三者的國(guó)產(chǎn)化率分別達(dá)到68.7%、66.6%和47.9%，相比2021年均提升了30%左右。

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從電壓段看，中低壓段的國(guó)產(chǎn)替代領(lǐng)先于高壓和超高壓市場(chǎng)，至2026年三者分別達(dá)到82.7%、46.2%和21.5%，其中中低壓、高壓的國(guó)產(chǎn)化率相比2021年提升較大，分別提升46.9%、23.3%，而超高壓國(guó)產(chǎn)化率僅提升了6.3%。

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2021年平面型MOSFET市場(chǎng)，中低壓、高壓和超高壓的國(guó)產(chǎn)化率分別達(dá)到42.2%、29.9%和18.2%。預(yù)計(jì)到2026年，中低壓、高壓和超高壓的國(guó)產(chǎn)化率將分別提升至85%，67.4%和44.4%。

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國(guó)產(chǎn)替代痛點(diǎn)

1.國(guó)內(nèi)企業(yè)平面MOSFET以VDMOS為主，缺乏高元胞密度的低功耗功率產(chǎn)品。熱門超結(jié)器件國(guó)內(nèi)尚處于研發(fā)階段。

2.國(guó)內(nèi)廠商在高壓、超高壓MOSFET的效率、性能、可靠性、高低壓兼容性方面與英飛凌等頭部企業(yè)還有較大差距。

3.國(guó)內(nèi)缺少真正意義上的車規(guī)級(jí)的MOSFET器件，導(dǎo)致這一現(xiàn)狀的其中一個(gè)原因是車企不驗(yàn)證、不支持、只想直接使用通過(guò)驗(yàn)證的芯片。

4.國(guó)內(nèi)大多數(shù)MOSFET企業(yè)的規(guī)模都比較小，參與全球化競(jìng)爭(zhēng)不充分，抗市場(chǎng)波動(dòng)能力弱。

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主要玩家

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目前國(guó)內(nèi)MOSFET市場(chǎng)中，英飛凌依靠全面的產(chǎn)品布局，依然占據(jù)著20%以上的市場(chǎng)。在前十大廠商中，已有4家國(guó)內(nèi)企業(yè)上榜，基本形成破局之勢(shì)。

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國(guó)內(nèi)知名MOSFET器件廠商有近百家，其中億元規(guī)模以上企業(yè)有21家。從電壓段來(lái)看，21家企業(yè)基本都有中低壓MOSFET，而具有1000V以上超高壓MOSFET技術(shù)的公司較少，并且高壓產(chǎn)品種類都比較少。

這21家功率MOSFET器件廠商可以分為Fabless和IDM兩類，其中Fabless企業(yè)12家，IDM企業(yè)9家。從遠(yuǎn)期發(fā)展看，功率器件需要在特定產(chǎn)線上深鑿工藝，不宜輕易更換晶圓產(chǎn)線，因此企業(yè)上規(guī)模以后，需要考慮向IDM模式發(fā)展。由于功率器件不依賴先進(jìn)制程，因此新建功率產(chǎn)線的投入相對(duì)IC芯片產(chǎn)線小很多。

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晶圓產(chǎn)能是芯片企業(yè)生存與發(fā)展的根基。國(guó)內(nèi)目前具有功率器件代工的晶圓產(chǎn)線主要有華虹宏力半導(dǎo)體、上海積塔半導(dǎo)體、紹興中芯等8條產(chǎn)線，總的現(xiàn)有產(chǎn)能約36.75萬(wàn)片/月（折合8吋），總的規(guī)劃產(chǎn)能超過(guò)54.66萬(wàn)片/月（折合8吋）。同時(shí)晶圓廠產(chǎn)能還會(huì)根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行調(diào)整，因此產(chǎn)能方面基本可以滿足國(guó)內(nèi)Fabless未來(lái)幾年的需求。

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三大增長(zhǎng)動(dòng)力

（1）中國(guó)“新基建”將推動(dòng)功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)期成長(zhǎng)

2020年3月，中央政治局常委會(huì)會(huì)議決定，國(guó)家將大力推進(jìn)“新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)”（即新基建），主要包括5G基建、特高壓、城際高速鐵路和城市軌道交通、新能源汽車充電樁、大數(shù)據(jù)中心、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等7大領(lǐng)域。

受疫情影響，2022年上半年我國(guó)GDP增長(zhǎng)回落至2.5%，Q2僅增長(zhǎng)0.4%，穩(wěn)增長(zhǎng)壓力比較大。在第十一次中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)會(huì)議上提出研究全面加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，要加強(qiáng)交通、能源、水利等網(wǎng)絡(luò)型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，把聯(lián)網(wǎng)、補(bǔ)網(wǎng)、強(qiáng)鏈作為建設(shè)的重點(diǎn)，著力提升網(wǎng)絡(luò)效益。

5G基礎(chǔ)設(shè)施：到2025年，投資規(guī)?？傆?jì)約在2-2.5萬(wàn)億，累計(jì)帶動(dòng)投資規(guī)?；虺?.5萬(wàn)億；

特高壓：待建特高壓工程共16條，明確投資規(guī)模的有7條，總投資為1128億元，平均每條線路161億元。

高鐵、城際軌交：2020年擬通車線路14條，其中專線250和專線350各7條，總里程為3696公里，總投資規(guī)模為6207億元。

充電樁：2025年充電樁規(guī)模約為770億元-1290億元，2020-2025年復(fù)合增長(zhǎng)率為40%-48.8%，2020-2025年充電樁新增投資規(guī)模為700-1100億元。

AI：到2025年，AI技術(shù)和平臺(tái)相關(guān)的累計(jì)投資將高達(dá)2000億元，其中AI芯片投資達(dá)800億元，機(jī)器視覺(jué)投資達(dá)250億元，相應(yīng)的云平臺(tái)、數(shù)據(jù)服務(wù)、OS投資達(dá)1000億元。2022年，國(guó)家啟動(dòng)“東數(shù)西算”工程，在全國(guó)布局了8個(gè)算力樞紐，這將大力推動(dòng)數(shù)據(jù)中心建設(shè)。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)：預(yù)計(jì)2020-2025年新增投資合計(jì)為6000億-7000億元。

總的來(lái)說(shuō)，新基建新增投資合計(jì)規(guī)模為6.9萬(wàn)億-10.3萬(wàn)億元。（2）能源革命和電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)將引領(lǐng)功率市場(chǎng)快速增長(zhǎng)

全球長(zhǎng)期依賴石油、煤炭、天然氣等化石燃料作為主要能源獲取方式。近年來(lái)石油、天然氣價(jià)格不斷上漲，全球運(yùn)輸通道安全性持續(xù)下降，導(dǎo)致歐洲、中國(guó)、日本等國(guó)，都在加速水能、風(fēng)能、太陽(yáng)能、潮汐能等可再生能源的利用。新能源發(fā)電的建網(wǎng)、組網(wǎng)、并網(wǎng)、傳輸、儲(chǔ)存、管理都需要使用大量的功率分立器件。

近年來(lái)全球電動(dòng)汽車市場(chǎng)高速發(fā)展，尤其是我國(guó)電動(dòng)汽車市場(chǎng)2021年銷售650萬(wàn)輛，相比2020年增長(zhǎng)100%。預(yù)計(jì)至2026年我國(guó)新銷售新能源車將達(dá)到2400萬(wàn)輛，市場(chǎng)滲透率將超過(guò)85%，2021-2026年復(fù)合增長(zhǎng)率超過(guò)40%。電動(dòng)汽車將從車用功率芯片、充電頭、充電樁、電能需求增長(zhǎng)等多個(gè)方面刺激功率芯片市場(chǎng)快速增長(zhǎng)。

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為了推進(jìn)新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展，2022年5月31日，工信部、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、商務(wù)部、國(guó)家能源局等四部門印發(fā)《關(guān)于開(kāi)展2022新能源汽車下鄉(xiāng)活動(dòng)的通知》，將于當(dāng)年在山西、吉林、江蘇、浙江、河南、山東、四川等地，選擇三四線城市、縣區(qū)舉辦若干場(chǎng)專場(chǎng)、巡展、企業(yè)活動(dòng)。新能源汽車將迎來(lái)一輪快速增長(zhǎng)。

（3）國(guó)際局勢(shì)將推動(dòng)功率器件國(guó)產(chǎn)替代加速

2019年5月16日，美國(guó)制裁華為事件以來(lái)，半導(dǎo)體的全球化、分工化和合作化發(fā)展方式受到巨大沖擊。國(guó)產(chǎn)替代被提上企業(yè)發(fā)展日程。

隨著2022年8月9日，美國(guó)《芯片與科學(xué)法案》通過(guò)，半導(dǎo)體將向多區(qū)域化、多生態(tài)化、競(jìng)爭(zhēng)化格局發(fā)展。由此，我國(guó)未來(lái)幾年以MOSFET功率器件為代表的成熟制程的半導(dǎo)體芯片國(guó)產(chǎn)化率將快速提升。

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發(fā)展建議

高壓、高可靠性MOSFET市場(chǎng)將是附加值最高的領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)廠商需要盡早布局這一市場(chǎng)。

MOSFET廠商過(guò)多，中低壓市場(chǎng)低端內(nèi)卷的情況不可避免，產(chǎn)業(yè)需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼希纬梢欢ǖ漠a(chǎn)品體系、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和信息共享渠道。

關(guān)注車規(guī)級(jí)MOSFET市場(chǎng)需求，提升汽車電子中MOSFET器件的國(guó)產(chǎn)化比例。有利于國(guó)內(nèi)企業(yè)向高端應(yīng)用市場(chǎng)發(fā)展，增長(zhǎng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的同時(shí)也可以為國(guó)產(chǎn)新能源汽車發(fā)展提供具有性價(jià)比和供應(yīng)穩(wěn)定的功率芯片。

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觀點(diǎn)總結(jié)

受能源改革和新能源汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展影響，以MOSFET為代表的功率器件市場(chǎng)在未來(lái)幾年將保持穩(wěn)定快速增長(zhǎng)。國(guó)內(nèi)MOSFET市場(chǎng)將從2021年的46.6億美元增長(zhǎng)到2026年的69.5億美元。

MOSFET國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程已經(jīng)開(kāi)啟，未來(lái)5年（2022-2026年），國(guó)產(chǎn)化率將由30.5%提升至64.5%。結(jié)構(gòu)上看，平面型、溝槽型和超結(jié)型MOSFET的國(guó)產(chǎn)化率都有提升顯著。但是從電壓段看，中低壓MOSFET國(guó)產(chǎn)化率提升顯著，而超高壓MOSFET方面國(guó)產(chǎn)化率提升較小。

國(guó)內(nèi)廠商已經(jīng)具備了一定的競(jìng)爭(zhēng)力，破局之勢(shì)已經(jīng)形成，未來(lái)幾年將是國(guó)內(nèi)廠商快速發(fā)展的窗口期，有實(shí)力的企業(yè)要向高壓、超高壓、車規(guī)級(jí)功率芯片市場(chǎng)發(fā)展。并在規(guī)模達(dá)到較大情況下，考慮自建產(chǎn)線，加快產(chǎn)品迭代。

“新基建”、能源改革與電動(dòng)汽車將推動(dòng)國(guó)內(nèi)功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)期、快速、穩(wěn)定成長(zhǎng)。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)逆全球化趨勢(shì)發(fā)展將為國(guó)內(nèi)企業(yè)發(fā)展提供廣闊的國(guó)產(chǎn)替代空間。