20190408-天风证券-电子行业：“技术推进+应用驱动”功率半导体迎来新一轮发展机遇.pdf

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1、行业报告|行业深度研究请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明1电子证券研究报告20XX年04月08日投资评级行业评级强于大市(维持评级)上次评级强于大市作者潘暕分析师SAC执业证书编号：S05panjian陈俊杰分析师SAC执业证书编号：S09chenjunjie资料来源：贝格数据相关报告1电子-行业研究周报:汽车电子和VR/AR创新进入临界点20XX-04-082电子-行业专题研究:科创板系列十一：国盾量子20XX-04-043电子-行业专题研究:科创板系列十二：创鑫激光20XX-04-04行业走势图“技术推进+应用驱动”功率半导体迎来新一轮发展机遇功率半导体器件是实现电能转换的核心器件。

主要用途包括逆变、变频等。

2、受惠于5G及电动车需求的显著增长，我们对功率半导体的市场发展持乐观看法。

3、本文重点讨论IGBT/三代化合物半导体功率器件在技术推进和应用驱动下迎来新一轮发展机遇。

IGBT是新能源汽车电机控制系统和充电桩的核心器件。

4、IGBT约占新能源汽车电力驱动系统及车载充电系统成本的40%，折合到整车上约占总成本的710%，它的性能决定了整车的能源利用率。

IGBT多应用于高压领域，MOSFET主要应用在高频领域。

SiC主要用于实现电动车逆变器等驱动系统的小量轻化。

5、SiC器件相对于Si器件的优势之处在于，降低能量损耗、更易实现小型化和更耐高温。

SiC适合高压领域，GaN更适用于低压及高频领域。

我们建议重点关注5G应用所带来的RFGaN市场机遇。

6、5G对于更高数据传输速率的要求推动了基站部署的PA转换为GaN。

7、另外，在5G的关键技术MassiveMIMO中，大量的阵列天线需要相应的射频收发单元，所以射频器件的使用数量将明显增加。

8、我们通过测算IGBT/SiC的新能源汽车市场供需量推测其增量空间。

我们认为IGBT的增量空间巨大。

SiC市场可能出现供不应求的情况。

扩大功率半导体产能的动力之一来源于新能源汽车。

我们看好新能源汽车中功率半导体成分的增长。

根据英飞凌的统计，一辆传统燃料汽车的电机驱动系统中功率半导体的价值为17美元，而一辆纯电动汽车中价值为265美元，增加了近15倍。

新能源汽车为功率半导体带来了极大的增长潜力。

电力基础设施的升级和便携式移动设备对高能效电池的需求也推动了功率半导体市场的增长。

投资建议：首推闻泰科技（收购安世半导体），建议关注台基股份、扬杰科技、士兰微。

风险提示：新能源汽车发展不及预期，功率半导体市场发展不及预期，全球经济波动加剧-40%-34%-28%-22%-16%-10%-4%2%20XX-0420XX-0820XX-12电子沪深300行业报告|行业深度研究请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明2内容目录功率半导体市场需求大增，迎来国产化机遇功率半导体概述.功率半导体市场格局.汽车电子点燃功率半导体市场.IGBT硅基功率半导体核心IGBT市场格局.IGBT应用广泛，新能源车是重要下游增长引擎新能源汽车轨道交通智能电网第三代化合物半导体前景广阔，产业变革SiC高压器件领域的破局者GaN应用场景增多，迎来发展机遇SiCVSGaN各有擅长，应用驱动基本特性应用场景新能源汽车驱动下的功率半导体市场供需及增量空间测算.海外国内功率半导体重要公司英飞凌(Infineon)英飞凌简介英飞凌技术优势及产品路线.安森美半导体（OnSemiconductor）.安森美简介安森美技术优势及产品路线.罗姆(ROHM)罗姆简介罗姆技术优势及产品路线闻泰科技台基股份扬杰科技士兰微.32图表目录图1：功率半导体的产品种类.5图2：20XX年全球功率器件市场结构按产品划分.5图3：功率半导体器件的工作范围5图4：20XX-2022年全球功率半导体市场规模/亿美元6行业报告|行业深度研究请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明3图5：全球功率半导体市场竞争格局6图6：新能源汽车销量预测6图7：全球汽车半导体市场规模/亿美元.6图8：功率半导体在汽车中的应用7图9：(a)MOSFET结构图；(b)IGBT结构图.7图10：20XX年全球IGBT市场份额8图11：20XX-2022年全球IGBT市场规模/亿美元.8图12：国际IGBT市场产业链.8图13：中国IGBT市场产业链.9图14：IGBT的应用领域及电压分布.9图15：电能产业链10图16：SiC的开关损耗.10图17：全球SiC产业链11图18：SiC功率半导体市场按应用划分11图19：SiC功率半导体市场按产品划分11图20：GaN的应用领域及电压分布.12图21：全球GaN产业链.13图22：全球GaN市场规模13图23：SiC晶体管的性能14图24：GaN晶体管的性能15图25：GaN功率器件主流应用17图26：5G带来的功率半导体市场需求.17图27：20XX年全球功率分立器件和模块市场份额19图28：20XX年全球功率分立IGBT市场份额20图29：20XX年全球功率分立MOSFET市场份额20图30：20XX年全球功率器件厂商营业收入/亿元.20图31：20XX年全球功率器件厂商净利润/亿元20图32：英飞凌20XX-20XX年营业收入及增速/亿元.21图33：英飞凌20XX-20XX年净利润及增速/亿元21图34：英飞凌收入结构按产品划分22图35：英飞凌SiC系列产品22图36：英飞凌产品路线.23图37：英飞凌策略布局.23图38：安森美20XX-20XX年营业收入及增速/亿元.24图39：安森美20XX-20XX年净利润及增速/亿元24图40：安森美图像传感器平台.24图41：罗姆20XX-20XX年营业收入及增速/亿元25图42：罗姆20XX-20XX年净利润及增速/亿元25图43：罗姆收入结构25图44：罗姆收入结构按产品划分25图45：罗姆的双沟槽结构26行业报告|行业深度研究请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明4图46：IGBT作为焊接逆变器（全桥/双晶体管正向）26图47：IGBT作为感应加热逆变器（半桥）.26图48：IGBT作为三相电机控制27图49：IGBT作为不间断电源27图50：安世半导体股权结构27图51：闻泰科技营业收入及增速/亿元.28图52：闻泰科技净利润及增速/亿元28图53：闻泰科技毛利率与净利率28图54：安世半导体主要客户29图55：台基股份营业收入及增速/亿元.30图56：台基股份净利润及增速/亿元30图57：台基股份收入构成按产品30图58：扬杰科技营业收入及增速/亿元.31图59：扬杰科技净利润及增速/亿元31图60：扬杰科技毛利率与净利率31图61：扬杰科技收入构成按产品31图62：士兰微营业收入及增速/亿元32图63：士兰微净利润及增速/亿元.32图64：士兰微毛利率与净利率.32图65：士兰微主要产品.33表1：IGBT与BJT、MOSFET性能比较7表2：SiC、GaN性能比较14表3：20XX年SiC新产品14表4：20XX年GaN新产品.15表5：20XX年SiC功率模块新产品.16表6：20XX年GaN功率模块新产品.16表7：IGBT新能源汽车市场需求测算18表8：SiC新能源汽车市场需求测算.18表9：汽车功率半导体市场供需测算及增量空间19表10：20XX年全球功率器件厂商营收比较20表11：国际功率器件厂商优势产品21表12：国际功率器件厂商汽车电子技术路线对比21表13：公司前5名股东持股情况29表14：杨杰科技主要客户31行业报告|行业深度研究请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明功率半导体市场需求大增，迎来国产化机遇功率半导体概述功率半导体器件是实现电能转换的核心器件。

主要用途包括逆变、变频等。

功率半导体可以根据载流子类型分为双极型功率半导体和单极型功率半导体。

双极型功率半导体包括功率二极管、双极结型晶体管（BJT）、电力晶体管（GTR）、晶闸管、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）等。

单极型功率半导体包括功率MOSFET、肖特基势垒功率二极管等。

它们的工作电压和工作频率也有所不同。

功率半导体器件广泛应用于消费电子、新能源交通、轨道交通、发电与配电等电力电子领域。

受惠于5G及电动车需求的显著增长，我们对功率半导体的市场发展持乐观看法。

图1：功率半导体的产品种类图2：20XX年全球功率器件市场结构按产品划分资料来源：半导体行业观察，天风证券研究所资料来源：前瞻产业研究院，天风证券研究所图3：功率半导体器件的工作范围资料来源：英飞凌报告，天风证券研究所功率半导体市场格局国际厂商制造水平较高，已经形成了较高的专业壁垒。

我们预计在2022年全球功率半导体市场规模将达426亿美元。

在20XX年全球功率半导体市场中，英飞凌以12%的市场占有率排名第一。

欧美日厂商凭借其技术和品牌优势，占据了全球功率半导体器件市场的70%。

21%5%4%41%7%23%二极管晶闸管BJTMOSFETIGBT模块行业报告|行业深度研究请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明6大陆、台湾地区主要集中在二极管、低压MOSFET等低端功率器件市场，IGBT、中高压MOSFET等高端器件市场主要由欧美日厂商占据。

我们看好功率半导体的国产代替空间。

我国开展功率半导体的研究工作比较晚，且受到资金、技术及人才的限制，功率半导体产业整体呈现出数量偏少、企业规模偏小、技术水平偏低及产业布局分散的特点。

原始创新问题成为阻碍国内功率半导体产业发展的重要因素。

国际功率半导体厂商尚未形成专利和标准的垄断。

相比国外厂商，国内厂商在服务客户需求和降低成本等方面具有竞争优势。

我们认为，功率半导体的国产代替空间十分广阔。

图4：20XX-2022年全球功率半导体市场规模/亿美元图5：全球功率半导体市场竞争格局资料来源：中商产业研究院，天风证券研究所资料来源：电子工程世界，天风证券研究所汽车电子点燃功率半导体市场新能源汽车为功率半导体带来了极大的增长潜力。

新能源汽车是指采用非常规车用燃料作为动力来源的汽车，如纯电动车、插电式混合动力汽车。

我们预计在2020年我国新能源汽车销量将达200万辆，同比增长8%。

新能源汽车新增大量功率半导体器件的应用。

2020年全球汽车功率半导体市场规模将达70亿美元。

特斯拉modelS车型使用的三相异步电机驱动，其中每一相的驱动控制都需要使用28颗IGBT芯片，三相共需要使用84颗IGBT芯片。

我国财政部、税务总局联合发布了公告：自20XX年1月1日起至2020年12月31日，对购置的新能源汽车免征车辆购置税，鼓励用户购买新能源汽车。

我们认为政策红利将全面带动市场对功率半导体的需求。

图6：新能源汽车销量预测图7：全球汽车半导体市场规模/亿美元资料来源：中国产业信息网，天风证券研究所资料来源：半导体行业观察，天风证券研究所0450亿美元12%11%6%5%4%InfineonTexasSTMMaximQualm.40%325%60%10%30%80%40%80%00%00%00%00%00%0250销量（万辆）增长率020市场规模（亿美元）行业报告|行业深度研究请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明7图8：功率半导体在汽车中的应用资料来源：UMC，天风证券研究所IGBT硅基功率半导体核心IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)，绝缘栅双极型晶体管，是由BJT（双极型三极管）和MOS（绝缘栅型场效应管）组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件。

IGBT可以实现直流电和交流电之间的转化或者改变电流的频率，有逆变和变频的作用。

在结构方面，IGBT比MOSFET多一层P+区，通过P层空穴的注入能够降低器件的导通电阻。

随着电压的增大，MOSFET的导通电阻也变大，因而其传导损耗比较大，尤其是在高压应用场合中。

相较而言，IGBT的导通电阻较小。

图9：(a)MOSFET结构图；(b)IGBT结构图资料来源：ElectronicDesign，天风证券研究所表1：IGBT与BJT、MOSFET性能比较比较项目BJTMOSFETIGBT驱动方式电流电压电压开关速度慢（微秒）快（纳秒）中等工作频率低（100KHz）高（1MHz）中等行业报告|行业深度研究请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明8导通电阻低高低资料来源：半导体行业观察，天风证券研究所IGBT多应用于高压领域，MOSFET主要应用在高频领域。

从产品来看，IGBT一般应用在高压产品上，电压范围为600-6500V。

MOSFET的应用电压相对较低，从十几伏到1000V。

但是，IGBT的工作频率比MOSFET低许多。

MOSFET的工作频率可以达到1MHz以上，甚至几十MHz，而IGBT的工作频率仅有100KHz。

IGBT集中应用在逆变器、变频器等高压产品。

而MOSFET主要应用在镇流器、高频感应加热等高频产品。

IGBT市场格局全球IGBT市场主要竞争者包括德国英飞凌、日本三菱、富士电机、美国安森美、瑞士ABB等，前五大企业的市场份额超过70%。

我们预计在2022年全球IGBT市场规模将达60亿美元，增量空间巨大。

国外厂商已研发出完善的IGBT产品系列。

其中，仙童等企业在消费级IGBT领域处于优势地位。

ABB、英飞凌和三菱电机在1700V以上的工业级IGBT领域占据优势。

在3300V以上电压等级的领域，英飞凌、ABB和三菱电机三家公司居垄断地位，代表着国际IGBT技术的最高水平。

图10：20XX年全球IGBT市场份额图11：20XX-2022年全球IGBT市场规模/亿美元资料来源：赛迪智库，天风证券研究所资料来源：搜狐科技，天风证券研究所图12：国际IGBT市场产业链29%19%12%9%5%26%Infineon三菱富士电机OnSemiABB其他22亿美元行业报告|行业深度研究请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明9资料来源：Yole，天风证券研究所国产追赶仍需时间。

中国功率半导体市场占世界功率半导体市场份额的50%以上，但在中高端MOSFET及IGBT器件中，90%依赖于进口。

图13：中国IGBT市场产业链资料来源：EPSNews，天风证券研究所IGBT应用广泛，新能源车是重要下游增长引擎按电压分布来看，消费电子领域运用的IGBT产品主要在600V以下，如数码相机闪光灯等。

1200V以上的IGBT多用于电力设备、汽车电子、高铁及动车中。

动车组常用的IGBT模块为3300V和6500V。

智能电网使用的IGBT通常为3300V。

图14：IGBT的应用领域及电压分布资料来源：半导体行业观察，天风证券研究所新能源汽车电机控制系统和充电桩是车用IGBT的主要增长点。

电力驱动系统将电能转换为机械能，驱动电动汽车行驶，是控制电动汽车最关键的部分。

IGBT在电力驱动系统中属于逆变器模块，将动力电池的直流电逆变成交流电提供给驱动电动机。

IGBT约占新能源汽车电机驱动系统及车载充电系统成本的40%，折合到整车上约占总成本的710%，其性能直接决定了整车的能源利用率。

汽车半导体行业的认证周期长，标准非常严苛。

一方面，汽车的大众行业报告|行业深度研究请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明10消费属性使得它对IGBT的寿命要求比较高。

另一方面，汽车面临着更为复杂的工况，需要频繁启停、爬坡涉水、经历不同路况和环境温度等，对IGBT是极为严苛的考验。

轨道交通在高铁短时间内将时速从零提升到300公里的过程中，需要通过IGBT来确保牵引变流器及其他电动设备所需要的电流、电压精准可靠。

IGBT在轨道交通领域已经实现了全面的国产化。

智能电网IGBT广泛应用于智能电网的发电端、输电端、变电端及用电端。

从发电端来看，风力发电、光伏发电中的整流器和逆变器都需要使用IGBT模块。

从输电端来看，特高压直流输电中FACTS柔性输电技术需要大量使用IGBT功率器件。

从变电端来看，IGBT是电力电子变压的关键器件。

从用电端来看，家用LED照明等都对IGBT有大量的需求。

图15：电能产业链资料来源：英飞凌官网，天风证券研究所第三代化合物半导体前景广阔，产业变革SiC高压器件领域的破局者SiC是第三代半导体材料的代表。

以硅而言，目前SiMOSFET应用多在1000V以下，约在600900V之间，若超过1000V，其芯片尺寸会很大，切换损耗、寄生电容也会上升。

SiC器件相对于Si器件的优势之处在于，降低能量损耗、更易实现小型化和更耐高温。

SiC功率器件的损耗是Si器件的50%左右。

SiC主要用于实现电动车逆变器等驱动系统的小量轻化。

图16：SiC的开关损耗行业报告|行业深度研究请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明11资料来源：电子工程网，天风证券研究所英飞凌和科锐占据了全球SiC市场的70%。

罗姆公司在本田的Clarity上搭载了SiC功率器件，Clarity是世界首次用FullSiC驱动的燃料电动车，由于具有高温下动作和低损耗等特点，可以缩小用于冷却的散热片，扩大内部空间。

丰田的燃料车MIRAI可以坐4个人，本田的Clarity实现了5人座。

图17：全球SiC产业链资料来源：SemiconductorToday，天风证券研究所20XX年全球SiC功率半导体市场总额达99亿美元。

预计到2023年市场总额将达44亿美元，年复合增长率6%。

从应用来看，混合动力和纯电动汽车的增长率最高，达4%。

从产品来看，SiCJFETs的增长率最高，达9%。

其次为全SiC功率模块，增长率达7%。

图18：SiC功率半导体市场按应用划分图19：SiC功率半导体市场按产品划分行业报告|行业深度研究请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明12资料来源：英飞凌报告，天风证券研究所资料来源：英飞凌，天风证券研究所政策支持力度大幅提升，推动第三代半导体产业弯道超车。

国家和各地方政府持续推出政策和产业扶持基金支持第三代半导体发展。

20XX年7月国内首个第三代半导体电力电子技术路线图正式发布，提出了中国第三代半导体电力电子技术的发展路径及产业建设。

福建省更是投入500亿，成立专门的安芯基金来建设第三代半导体产业集群。

GaN应用场景增多，迎来发展机遇由于GaN的禁带宽度较大，利用GaN可以获得更大带宽、更大放大器增益、尺寸更小的半导体器件。

GaN器件可以分为射频器件和电力电子器件。

GaN的射频器件包括PA、MIMO等面向基站卫星、雷达市场。

电力电子器件产品包括SBD、FET等面向无线充电、电源开关等市场。

图20：GaN的应用领域及电压分布资料来源：ElectronicsWeekly，天风证券研究所英飞凌、安森美和意法半导体是全球GaN市场的行业巨头。

我们预计到2026年全球GaN行业报告|行业深度研究请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明13功率器件市场规模将达到4亿美元，复合年增长率4。

近年来越来越多的公司加入GaN的产业链。

如初创公司EPC、GaNSystem、Transphorm等。

它们大多选择台积电或X-FAB为代工伙伴。

行业巨头如英飞凌、安森美和意法半导体等则采用IDM模式。

图21：全球GaN产业链资料来源：SemiconductorToday，天风证券研究所图22：全球GaN市场规模资料来源：MaximizeMarketReasearch，天风证券研究所SiCVSGaN各有擅长，应用驱动基本特性SiC适合高压领域，GaN更适用于低压及高频领域。

较大的禁带宽度使得器件的导通电阻减小。

较高的饱和迁移速度使得SiC、GaN都可以获得速度更快、体积更小的功率半导体器件。

但二者一个重要的区别就是热导率，这使得在高功率应用中，SiC居统治地位。

而GaN因为拥有更高的电子迁移率，能够获得更高的开关速度，在高频领域，GaN具备优势。

SiC适合1200V以上的高压领域，而GaN更适用于40-1200V的高频领域。

行业报告|行业深度研究请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明14表2：SiC、GaN性能比较半导体材料SiSiCGaN带隙（eV）42饱和迁移速度（cm/s）0*0*5*107电子迁移率（cm2/Vs）介电常数8资料来源：半导体行业观察，天风证券研究所目前商业化SiCMOSFET的最高工作电压为1700V，工作温度为100-160，电流在65A以下。

SiCMOSFET现在主要的产品有650V、900V、1200V和1700V。

在20XX年国际主要厂商推出的SiC新产品中，Cree推出的新型E系列SiCMOSFET是目前业内唯一通过汽车AEC-Q101认证，符合PPAP要求的SiCMOSFET。

图23：SiC晶体管的性能资料来源：Mouser，天风证券研究所表3：20XX年SiC新产品序号时间厂商产品参数特点120XX年3月UnitedSiCSiCCascadeFETs650V/31-85A/27m把SiCJEFTs器件和定制设计的经ESD保护的SiMOSFET级联并封装在一起，同时提供低导通和低栅极电荷以降低系统损耗。

220XX年3月LittelfuseSiCMOSFET1200V/18A/120m1200V/14A/160m超低导通电阻320XX年4月MicrosemiSiCMOSFET1200V高雪崩特性420XX年5月UnitedSiCSiCCascadeFETs1200V/40m，1200V/80mUJ3C系列产品0电流（A）电压（V）行业报告|行业深度研究请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明年6月CreeSiCMOSFET1200VC3MTM系列产品620XX年8月CreeSiCMOSFET900V新型E系列SiCMOSFET是目前业界唯一通过汽车AEC-Q101认证，符合PPAP要求的MOSFET。

720XX年9月LittelfuseSiCMOSFET1700V/1支持电动和混合动力汽车、数据中心和辅助电源等高频、高效电源控制。

资料来源：半导体行业观察，天风证券研究所目前商业化GaNHEMT的最高工作电压为650V，工作温度为25，电流在120A以下。

GaNHEMT现在主要的产品有100V、600V和650V。

在20XX年国际主要厂商推出的GaN新产品中，GaNSystems的GaNE-HEMT系列产品实现了业内最高的电流等级，同时将系统的功率密度从20kW提高到了500kW。

而EPC生产的GaNHEMT是其首款获得汽车AEC-Q101认证的GaN产品。

其体积远小于传统的SiMOSFET，且开关速度是SiMOSFET的10-100倍。

图24：GaN晶体管的性能资料来源：Mouser，天风证券研究所表4：20XX年GaN新产品序号时间厂商产品参数特点120XX年2月GaNSystemsGaNE-HEMT650V/120A业内最高电流等级，将系统功率密度从20KW提高到500KW。

220XX年3月GaNSystemsGaNE-HEMT100V/120A/5m业内最高电流等级320XX年3月EPCGaN解决方案150V/70m/7MHz单片集成IC，可以消除高频工作时的互连电感。

420XX年3月德州仪器GaN驱动器50MHz业内最小、最快的GaN驱动器，晶圆封装尺寸仅电流（A）电压（V）行业报告|行业深度研究请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明8mm*2mm。

520XX年5月EPCGaNHEMT80V/脉冲电流75A/16m，80V/脉冲电流18A/73mEPC首款获得汽车AEC-Q101认证的GaN产品。

其体积远小于传统的SiMOSFET，且开关速度是SiMOSFET的10-100倍。

620XX年6月TransphormGaNFET650V/35m，650V/50mGenIII系列产品720XX年6月英飞凌GaNHEMT400V，600VCoolGaN系列产品820XX年6月ExaganGaN解决方案30-65mG-FETTM晶体管和G-DRIVETM智能快速开关解决方案920XX年9月EPCGaNHEMT100V/脉冲电流37A尺寸比等效硅器件小30倍。

1020XX年11月英飞凌GaN解决方案CoolGaN600VE-HEMT+驱动ICGaN解决方案资料来源：半导体行业观察，天风证券研究所目前商业化SiC功率模块的最高工作电压为3300V。

20XX年1月，三菱电机开发的全SiC功率模块通过SiCMOSFET和SICSBD一体化设计，实现了业内最高的功率密度（3kVA/cm。

表5：20XX年SiC功率模块新产品序号时间厂商产品参数特点120XX年1月三菱电机全SiC功率模块6500V通过SiCSBD和SiCMOSFET一体化设计，实现了业界最高的功率密度（3kVA/cm。

220XX年6月罗姆全SiC功率模块1200V/400A，1200V/600A面向工业设备用电源及UPS等的逆变器、转换器。

320XX年10月罗姆全SiC功率模块1700V/250A采用新涂覆材料和工艺预防了绝缘击穿，并抑制了漏电流的增加。

资料来源：半导体行业观察，天风证券研究所目前商业化GaN功率放大器的最高工作频率为31GHz。

在20XX年MACOM、Cree等企业陆续推出GaNMMICPA模块化功率产品，面向基站、雷达等应用市场。

表6：20XX年GaN功率模块新产品序号时间厂商产品参数特点120XX年2月MACOMGaNMMICPA同时覆盖Band42(4-6GHz)和Band43频带（6-8GHz）MAGM系列Pas将GaN-on-SIC技术与MMIC封装相结合，具有卓越的功率效率，满足5G基站制造的要求。

220XX年3月CustomMMICGaNMMICLNA6-4GHz/14dB，无铅4*4毫米QFN行业报告|行业深度研究请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明175-7GHz/20dB，8-12GHz/15dB封装，适合要求高性能和高输入功率的雷达和电子战应用。

320XX年4月DiamondMicrowaveGaNSPAX波段/400W/饱和增益55dBSSPA是严苛要求的国防和航空航天应用中真空管放大器的一种替代品。

420XX年6月稳懋GaNPA45m/100MHz-6GHz/50V可用于MassiveMIMO等5G应用。

520XX年6月QorvoGaNFETX波段设计用于下一代有源电子扫描阵列雷达。

620XX年9月CreeGaNMMICPAC波段/25W、50W/28V用于雷达资料来源：半导体行业观察，天风证券研究所应用场景SiC主要应用在光伏逆变器（PV）、储能/电池充电、不间断电源（UPS）、开关电源（SMPS）、工业驱动器及医疗等市场。

SiC可以用于实现电动车逆变器等驱动系统的小量轻化。

图25：GaN功率器件主流应用资料来源：与非网，天风证券研究所手机快速充电占据功率GaN市场的最大份额。

GaN应用于充电器时可以有效缩小产品的尺寸。

目前市面上的GaN充电器支持USB快充，以27W、30W和45W功率居多。

领先的智能手机制造商Apple也考虑将GaN技术作为其无线充电解决方案，这有可能带来GaN功率器件市场的杀手级应用。

5G应用临近，RFGaN市场快速发展。

5G主要部署的频段是用于广域覆盖的sub-6-GHz和用于机场等高密度区域的20GHz以上频带。

要想满足5G对于更高数据传输速率和低延迟的要求，需要GaN技术来实现更高的目标频率。

高输出功率、线性度和功耗要求也推动了基站部署的PA从LDMOS转换为GaN。

另外，在5G的关键技术MassiveMIMO中，基站收发信机上使用了大量的阵列天线，这种结构需要相应的射频收发单元，因此射频器件的使用数量将明显增加。

利用GaN的小尺寸和功率密度高的特点可以实现高度集成化的产品解决方案，如模块化射频前端器件。

图26：5G带来的功率半导体市场需求行业报告|行业深度研究请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明18资料来源：英飞凌报告，天风证券研究所新能源汽车驱动下的功率半导体市场供需及增量空间测算我们根据功率半导体的单车价值量和全球新能源汽车的销量来推导新能源汽车所带来的功率半导体的市场需求。

IGBT是新能源汽车电机控制系统的核心器件。

特斯拉ModelS车型使用的三相异步电机驱动，其中每一相都需要使用28颗IGBT芯片，三相共需要使用84颗IGBT芯片。

每颗的价格大约在45美元。

我们预计IGBT的单车价值量大约在420美元左右。

根据全球新能源汽车的销量能够推导出新能源汽车所带来的IGBT市场需求。

表7：IGBT新能源汽车市场需求测算IGBT市场需求（百万美元）3YOY（）72%18%56%67%新能源汽车销量（百万）99IGBT单车价值量（$）005资料来源：搜狐，天风证券研究所SiC主要用于实现新能源汽车逆变器等驱动系统的小量轻化。

20XX年，特斯拉Model3的逆变器采用了意法半导体制造的SiCMOSFET，每个逆变器包括了48个SiCMOSFET。

Model3的车身比ModelS减小了20%。

每个SiCMOSFET的价格大约在50美元左右。

我们判断SiC的单车价值量大约在2500美元左右。

表8：SiC新能源汽车市场需求测算0SiC市场需求（百万美元）5YOY()56%58%新能源汽车销量（百万）99SiC单车价值量（$）0行业报告|行业深度研究请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明19资料来源：Yole，电子发烧友，天风证券研究所GaN技术在汽车中的应用才刚刚开始发展。

EPC生产的GaNHEMT是其首款获得汽车AEC-Q101认证的GaN产品。

GaN技术可以提升效率、缩小尺寸及降低系统成本。

这些良好的性能使得GaN的汽车应用来日可期。

我们通过测算IGBT/SiC的新能源汽车市场供需量推测其增量空间。

受惠于新能源汽车需求的显著增长，我们认为IGBT的增量空间巨大。

SiC市场可能会出现供不应求的情况。

高成本是限制各国际厂商扩大SiC产能的重要因素。

表9：汽车功率半导体市场供需测算及增量空间IGBT市场需求（百万美元）3IGBT市场供给（亿美元）67YoY（）9%8%7%6%IGBT增量空间（百万美元）7SiC市场需求（百万美元）5SiC市场供给（亿美元）9YOY(%)28%28%SiC增量空间（百万美元）575-125-1575资料来源：搜狐，Yole，电子发烧友，电子天风证券研究所海外。