1、2020 年深度行业分析研究报告目录1、常见的功率半导体类型及区别？52、功率半导体主要应用领域有哪些？123、SIC、GAN 的发展现状和前景？234、功率半导体的市场格局如何？27图表目录图表 1.半导体产品分类5图表 2.全球功率半导体市场结构5图表 3.肖特基功率二极管6图表 4.快恢复功率二极管6图表 5.主要功率二极管结构及特性6图表 6.半导体产品分类7图表 7.LDMOS MOSFET 结构图7图表 8.Planer MOSFET 结构8图表 9.Trench MOSFET 结构8图表 10.第六代 IGBT 结构9图表 11.第七代 IGBT 结构9图表 12.6 代 IGB

2、T 性能比较9图表 13.功率半导体下游市场运用广泛9图表 14.影响功率半导体性能的主要因素10图表 15.三代硅材料物理性能10图表 16.各种半导体材料运用领域11图表 17.全球功率半导体市场规模12图表 18.国内功率半导体市场规模12图表 19.功率半导体在新能源车电机驱动、DC/DC、充电器上的运用12图表 20.功率半导体直接受益于汽车电动化13图表 21.电动车相比于传统汽车功率半导体需求量大幅提升13图表 22.传统车企在新能源汽车领域的进展14图表 23.全球电动汽车渗透率快速提升14图表 24.全球主要国家电动车充电器数量(百万个）15图表 25.全球主要国家电动车充电

3、需求量(十亿瓦时）15图表 26.电动车充电桩结构15图表 27.充电站功率器件价值量16图表 28.充电站功率器件价值量16图表 29.光伏逆变器功率组件结构17图表 30.新能源产业发展带动高压功率半导体发展17图表 31.变频技术对家电产品的运用价值18图表 32.功率半导体是变频电路的核心器件18图表 33.变频空调、洗衣机和冰箱的出货占比19图表 34.家电用功率半导体市场规模快速增长19图表 35.5G 运用场景带动功率半导体需求提升20图表 36.频率越高，基站覆盖面积越小20图表 37.国内基站数量21图表 38.自动化生产驱动工业用功率半导体需求量提升21图表 39.工业互联

4、网市场规模快速发展22图表 40.Si、SiC 和 GaN 材料特性的对比23图表 41.SiC 产业链环节及参与厂商情况24图表 42.SiC 功率器件的市场规模24图表 43.SiC 模块与硅 IGBT 功率模块的电力损耗比较25图表 44.GaNHEMT 结构图25图表 45.电源中的氮化镓器件26图表 46.适配器原理图26图表 47.氮化镓器件的市场规模26图表 48.功率半导体市场格局27图表 49.MOSFET 市场格局27图表 50.分立 IGBT 市场格局28图表 51.IGBT 模块市场格局28图表 52.英飞凌汽车业务营收29图表 53.意法半导体汽车业务营收29图表 5

5、4.国内功率半导体企业及业务情况30附录图表 55. 报告中提及上市公司估值表331、常见的功率半导体类型及区别？功率半导体是电子装置中电能转换与电路控制的核心，是实现电子装置中电压、频率、直流交流转 换等功能的核心部件。根据器件集成度不同，功率半导体可以分为功率 IC 和功率分立器件两大类。 功率分立器件包括二极管、晶体管、晶闸管三大类别，其中晶体管是分立器件中市场份额最大的种 类。常见晶体管主要有 BJT、IGBT 和 MOSFET。IGBT 和 MOSFET 是当前市场关注度较高的功率型晶体 管。功率 IC 是将晶体管、二极管、电阻、电容等元件集成在一个半导体晶片上，具有所需电路功能 的

6、微型结构。根据运用场景的不同，功率 IC 包括 AC/DC、DC/DC、电源管理、驱动 IC 等种类。图表 1. 半导体产品分类资料来源：华润微招股说明书，中银证券功率 IC、IGBT、MOSFET、二极管是四种运用最为广泛的功率半导体产品。根据 Yole 数据，2017 年功 率 IC 占全球功率半导体市场规模的 54%，是市场份额占比最大的功率半导体产品。MOSFET 主要运 用于不间断电源、开关电源，变频器音频设备等领域，2017 年 MOSFET 市场规模占功率半导体整体 市场规模的 17%；功率二极管主要用于电源、适配器、汽车、消费电子等领域，2017 年全球功率二 极管销售额占功率

7、半导体整体销售额的比例约 15%。由于 IGBT 的操作频率范围较广，能够覆盖较高 的功率范围，适用于轨道交通、光伏发电、汽车电子等领域，2017 年 IGBT 的销售占比达到 12%。图表 2. 全球功率半导体市场结构中银证券1、功率二极管功率二极管是一种不可控型的功率器件，因此功率二极管不可以作为开关器件使用，功率二极管电 流容量大，阻断电压高，但是开关频率较低。功率二极管的单向导电性可用于电路的整流、箝位、 续流。外围电路中二极管主要起防反作用,防止电流反灌造成期间损坏。功率二极管细分产品包括功 率整流二极管、功率肖特基二极管、快速恢复二极管、超快速恢复二极管、小电流整流二极管、变 容二

8、极管等种类。普通整流功率二极管一般采用 p+pnn+的结构，反向恢复时间长一般在 25 微秒；电流定额范围较大， 可以实现 1 安培到数百安培的电流；电压范围宽，可以实现 5V-5000V 的整流；但是普通整流功率二 极管高频特性一般，一般用于 1KHz 以下的整流电路中。快恢复功率二极管（FRD）采用 PN 结构，采用扩散工艺，可以实现短时间的反向恢复，一般反向恢 复时间小于 5 微秒，广泛的使用在变换器中。超快恢复功率二极管（UFRD）在快速恢复功率二极管 的基础上，采用外延工艺，实现超快速反向恢复。肖特基功率二极管（SBD）不是利用 P 型半导体和 N 型半导体接触形成 PN 接原理制作

9、的，而是利用 金属和半导体接触形成的金属-半导体结原理制造的。肖特基二极管具有开关频率高和正向压降低等 优点，但是反向击穿电压比较低，一般低于 100V。因此肖特基二极管一般用于高频低电压领域。图表 3. 肖特基功率二极管图表 4.快恢复功率二极管资料来源：中国知网，中银证券资料来源：中国知网，中银证券图表 5. 主要功率二极管结构及特性结构特性应用 反向恢复时间一般为 25 微秒，电普通功率二极管采用 P+PNN+结构扩散工艺制造流定额从小于 1 安培到数百安用于 1KHz 以下的整流电路 培，电压从 50V 到最高 5KV反向恢复时间一般小于 5 微秒，快速恢复二极管采用 PN 或者 PI

10、N 结构，采用用于各种变换器，工作与高频扩散工艺，掺杂金杂质约为数百纳秒，反向耐压在 1200V 以下开关状态超快恢复二极管外延工艺反向恢复时间一般小于 100 纳秒用户根据电路特点和工作频率来选择使用肖特基功率二极管 金属半导体二极管，采用多子导电，反向恢复时间一般在薄膜淀积工艺资料来源：中国知网， 中银证券10 纳秒40 纳秒之间适用于高频领域2、MOSFETMOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）简称金氧半场效晶体管，是一种可以广泛使 用在模拟电路和数字电路的场效应晶体管。MOSFET 可以实现较大的导通电流，导通

11、电流可以达到上 千安培，并且可以在较高频率下运行可以达到 MHz 甚至几十 MHz，但是器件的耐压能力一般。因此 MOSFET 可以广泛的运用于开关电源、镇流器、高频感应加热等领域。为了满足电气化程度不断提升的社会需求，功率型 MOSFET 性能不断被提升。MOSFET 的改进主要围 绕着更高的工作频率、更高的输出功率。目前市场上功率型 MOSFET 可以分为 Planar MOSFET 和 trench MOSFET 两种类型。图表 6. 半导体产品分类资料来源：华润微招股说明书，中银证券早期的功率型 MOSFET 也叫 LDMOS（later Double diffusion MOS），这

12、种结构的 MOSFET 可以实现大电流 传输，但是器件的栅、源、漏都在表面，因此器件的漏极和源极需要很长，十分浪费芯片面积。并 且由于 LDMOS 的栅、源、漏都在同一个表面，在多个 MOSFET 器件进行并联时需要额外的隔离层， 工艺步骤增加。因此后来发展了 VDMOS（vertcal DMOS），这就是早期的 planer VDMOS MOSFET，这 种结构将原来 LDMOS 器件的漏极统一放到器件的另一侧，这样使得漏极和源极的漂移区长度可以通 过背面减薄来控制，而且该种结构可以实现更有利于晶体管并联。晶体管的并联可以增大 MOSFET 的功率。这种结构的的表面处理工艺和传统的 CMOS

13、 工艺兼容。图表 7. LDMOS MOSFET 结构图资料来源：IEEE、中银证券为克服 planer MOSFET 中整体面积使用效率不高的问题，后来发展出 trench MOSFET 器件结构。Trench MOSFET 是将管子的沟道从原来的 planer 变成沿着槽壁的纵向。这样的结构虽然提升了硅片面积使用 效率，但是工艺难度加大，成本较高，并且当槽较深是容易击穿，因此 trench MOSFET 的耐压性价差。 但是该种结构可以实现较多的晶体管并联，可以导通的大电流，因此适合在低电压和大电流的工作 环境。图表 8. Planer MOSFET 结构图表 9. Trench MOSF

14、ET 结构资料来源：英飞凌，中银证券资料来源：英飞凌，中银证券3、IGBTIGBT 是由 BJT 和 MOSFET 组成的复合功率半导体器件，同时具备 MOSFET 开关速度高、输入阻抗高、 控制功率低、驱动电路简单、开关损耗小的优点和 BJT 导通电压低、通态电流大、损耗小的优点。 IGBT 在功率 MOSFET 的基础上增加了一层，即在背面的漏极上增加一个 P+层。在引入 P+层之后，从 结构上漏端增加了一个 P+/N-driff 的 PN 结，该 PN 结处于正偏状态，不仅不影响导通反而增加了空穴 注入效应，该 PN 结带来的特性类似于 BJT 有两种载流子参与导电。因此 IGBT 具备

15、 MOSFET 的开关速 度高、输入阻抗高、控制功率低、驱动电路简单、开关损耗小等优点，同时具备 BJT 导通电压低、 通态电流大、损耗小等优点。IGBT 在高压、大电流、高速方面有突出的产品竞争力，已经成为功率 半导体主流发展方向。从 1988 年 IGBT 诞生至今，已经有七代 IGBT 结构。第一代 IGBT(PT-IGBT)产品结构简单，但是由于晶体结 构本身原因造成负温度系数，并联时各个 IGBT 原胞压降不一致，不利于并联运行，并且电流只有 25A， 容量较小，因此没有普遍使用。第二代 IGBT 也称为改进型 PT-IGBT 是在 P+和 N-driff 层时间加入 N-buffe

16、r 层，这一层形成的耗尽层可以减小芯片厚度、减小功耗，该种产品在 600V 以上具备优势，但是 1200V 以上时外延厚度较大导致成本较高，并且可靠性降低。西门子是改进型 PT-IGBT 产品的主流厂商。第三代 IGBT 也称为 Trench-IGBT，该种结构的思路和 trench MOSFET 思路一样，将沟道转移到垂直面 上。该种结构导通电阻小，栅极密度增加不受限制，有效特高耐压能力。由于需要使用双注入技术， 制作难度较大。英飞凌的减薄技术处于世界先进水平，因此英在 Trench IGBT 时代英飞凌一举成为 IGBT 行业巨头。第四代为 NPT-IGBT，该种产品不再使用外延技术，而是

17、使用离子注入技术生成 P+集电极（透明集电 极），该种结构可以精准控制结深进而控制发射效率，增快载流子抽取速度来降低关断损耗，同时 该种结构具备正温度系数，在稳态功耗和关断功耗取得较高的折中，该种产品结构被广泛的使用。第五代 FS-IGBT 结合了第四代 NPT-IGBT 的“透明集电区技术”和“电场中止技术”。采用先进的薄片技 术并在薄片上形成电场中止层，有效的减薄芯片的厚度，是的导通压降和动态功耗都有明显下降。第六代 FS-trench 在第五代基础上改进沟槽结构，增加芯片电流导通能力，优化芯片内载流子浓度和 分布，减小芯片的综合损耗和提高 IGBT 耐压能力。2012 年三菱电机推出第七

18、代 IGBT。IGBT7 采用了新型微沟槽（MPT）+电场场截止技术。它采用基于 n-掺杂的衬底的典型垂直 IGBT 设计，p 基区内的 n 型重掺杂构成了发射极接触结构。通过在电隔离的 沟槽刻蚀接触孔，确定了沟道和栅极。在 n-衬底的底部，通过 p+掺杂实现了集电极区。在 n-衬底和 和 p+之间，通过 n+掺杂实现了场截止（FS）结构。IGBT7 增加有源栅极密度，能够增加单位芯片面 积上的导电沟道，全面优化 IGBT 性能。根据富士电机发布的第七代 IGBT 产品数据，相比于第六代 V 系列，IGBT7 可以使逆变器的功率损耗降低 10%，最高操作结温度从 150提高到 175，这有助于

19、图表 10.第六代 IGBT 结构图表 11.第七代 IGBT 结构资料来源：英飞凌，中银证券资料来源：英飞凌，中银证券图表 12. 6 代 IGBT 性能比较特点芯片面积相 对值工艺线宽(微米)通太饱和压 降(V)关断时间（微秒）功率损耗(相对值)断态电压(V)出现时间(年)1平面串通型（PT）10053.00.50改进平面传统型5652.80.307460019903沟槽型（trench）4032.00.2551120019924非穿通型（NPT）3111.50.2539330019975电场截止型（FS）270.51.30.16沟槽电场截至型2

20、40.31.00.3（PT）（FS-Trench）资料来源：ET 创芯网论坛， 中银证券各类型功率器件由于结构不同，特性有所不同。MOSFET 高频特性较好，工作频率可以达几十 KHz 到上 千 KHz，能够工作在高电流状态下，但耐压特性较差，在高功率领域应用受限。IGBT 耐压高，高功率 领域应用优势明显，高频特性弱于 MOSFET。晶闸管高频特性较差，在高功率领域应用优势明显。图表 13. 功率半导体下游市场运用广泛资料来源：Yole，中银证券4、化合物半导体影响功率半导体器产品性能的主要有两方面因素：一是器件结构，二是半导体材料。半导体材料的 禁带宽度、饱和电子漂移

21、速度、击穿场强都会影响功率半导体性能。从半导体产业发展至今，半导 体产业主要经历了三代材料技术演变，第一代是以硅（Si）、锗（Ge）元素为主；第二代半导体材 料以砷化镓（GaAs）为主；第三代半导体材料以氮化镓（GaN）、碳化硅（SiC）为主。图表 14. 影响功率半导体性能的主要因素资料来源：智库，中银证券第一代半导体材料，尤其硅基半导体材料工艺成熟、成本较低，是目前半导体材料的主流，目前大 部分功率半导体和集成电路都是基于硅基的第一代半导体材料。但是第一代半导体材料禁带宽度有 限，击穿电压低、饱和电子漂移速度低导致硅基半导体材料在面对高电压、高频、高功率运用场景 越显捉襟见肘。第二代半导体

22、是以砷化镓（GaAs）为主，砷化镓的运用主要集中在通讯领域，目前 手机功率放大器是砷化镓的主要运用场景。砷化镓生产成本较高，物理性能低于第三代半导体材料， 因此在功率放大器中难以被使用。第三代半导体材料氮化镓、碳化硅等材料在物理上具有能级禁带宽的特点，因此第三代半导体材料 也成为宽禁带半导体。同时，第三代半导体材料的导热性能、高压击穿、电子饱和漂移速度均明显 优于第一代、第二代功率半导体，因此第三代半导体在高温、高功率、高压、高频等运用场景有明 显的的优势。图表 15. 三代硅材料物理性能硅（Si）砷化镓（GaAs）氮化镓（GaN）碳化硅（SiC）禁带结构间接带隙直接带隙直接带隙间接带隙禁带宽

23、度（eV）1.11.43.43.3电子迁移率（cm2/Vs）01000电子饱和漂移速度（107cm/s）1.01.02.72.2相对介电常数11.912.58.99.7热导率（W/cmK）1.490.541.34.9击穿场强（MV/cm）0.30.43.32.8器件理论最高工作温度（）0资料来源：智库， 中银证券氮化镓在高频电路中优势凸显，是当前移动通讯中有力竞争者。氮化镓半导体材料电子报和漂移速度明显高于其他半导体材料。因此氮化镓通过高电子迁移率晶体管（ HEMT：High Electron Mobility Transistor）率先在高频电路上

24、取得运用。但是氮化镓在耐压性、电流容量都比碳化硅低，在高功率、 高电压运用场景性能低于碳化硅。因此当前氮化镓的主要运用场景主要集中于基站端功率放大器、 航空航天等军用领域。碳化硅材料已在功率半导体市场崭露头角。碳化硅材料物理性能优于硅等材料，碳化硅单晶的禁带 宽度约为硅材料禁带宽度的 3 倍，导热率为硅材料的 3.3 倍，电子饱和迁移速度是硅的 2.5 倍，击穿场强是硅的 5 倍。相比于与硅材料，碳化硅在高温、高压、高频、大功率电子器件具有不可替代的 优势。目前碳化硅功率半导体已在特斯拉 model 3 等高端车市场成功运用，未来汽车领域将是碳化硅 成长主要动力。碳化硅功率半导体的生产过程主要

25、包括碳化硅单晶生产、外延层生产、器件制造三 大环节。目前英飞凌、意法半导体等国际主流厂商的 4 英寸碳化硅产品线居多，并向 6 英寸产品线 过度，龙头厂商 CREE 已经开发出 8 英寸产品。目前高质量的碳化硅外延片主要有 CREE 供应。图表 16. 各种半导体材料运用领域资料来源：富士电机，中银证券汽车半导体是未来碳化硅功率器件的主要推动力。碳化硅在高温、高压、大功率领域具有不可替代 的优势，在电力控制和转换、高压等领域有着广泛的运用。一汽电驱动研究所所长赵慧超表示，碳 化硅器件工作结温在 200C 以上，工作频率可以达到 100kHz，耐压可达 20KV，碳化硅器件体积可 以减小到 IG

26、BT 整机的 1/31/5，重量减小到原来的 40%60%。目前碳化硅功率半导体已经在汽车主逆 变器、车载充电器、DC/DC 转换器等核心部件上成功运用，未来汽车将是碳化硅成长的主要动力。 特斯拉 Model3 中已使用碳化硅的 MOSFET，随着 Model 3 车型以及其他高端新能源车的量产，碳化硅 MOSFET 需求有望迎来快速增长。根据 Yole 统计数据，2017 年全球碳化硅功率器件市场规模达到 3.02 亿美元，较 2016 年的 2.48 亿美元增长 22%，预计到 2023 年全球碳化硅功率半导体生产规模达到 15 亿美元，复合增长率达 30.6%，远高于同期全球功率半导体市

27、场规模增速。碳化硅 MOSFET 的大规模运用尚需降低制造成本。当前碳化硅 MOSFET 为大规模运用于新能源车的 主要原因在于碳化硅 MOSFET 成本高昂。根据 Yelo 数据，CREE 碳化硅 MOSFET 成本达到*美元，同 等级别硅基 IGBT 成本约为，英飞凌碳化硅的 MOSFET 成本约，同等 IGBT 成本约为，总体而言硅基 IGBT 的成本约为碳化硅 MOSFET 的 25%。因此当前降低碳化硅 MOSFET 生产成为成为产业研究重点方向。氧化镓或是未来高压、高功率运用功率半导体材料的挑战者。氧化镓的禁带宽度为 4.9eV，超过碳化 硅、氮化镓等材料，采用禁带更宽的材料可以制

28、成系统更薄、更轻、功率更高的功率器件。氧化镓 击穿场强高于碳化硅和氮化硅，目前 -Ga2O3 的击穿场强可以达到 8MV/cm，是碳化硅的两倍。氧化 镓更有可能在扩展超宽禁带系统可用的功率和电压范围方面发挥作用。氧化镓最有希望的应用可能 是电力调节和配电系统中的高压整流器，如电动汽车和光伏太阳能系统。氧化镓的导热率低，散热 性能差是限制氧化镓市场运用的主要因素。氧化镓的热管理研究是当前各国研究的主要方向，如若2、功率半导体主要应用领域有哪些？功率半导体下游运用广泛，包括工业控制、4C、新能源车、光伏等领域。功率半导体是电力电子技 术的基础，也是构成电力电子转换装置的核心器件，应用范围覆盖工业控

29、制、4C 领域（Computer 计 算机产品、Communication 通讯产品、Consumerelectronics 数码家电、COM 网络产品）、新能源车、光 伏、智能电网等领域。根据 IHS 数据，2018 年，全球功率半导体市场规模达到 391 亿美元，同比增长 5.9%，2021 年全球功率半导体市场规模有望达到 441 亿美元，复合增长率达到 4.1%；我国功率半导 体市场规模达到 138 亿美元，占据全球功率半导体市场的 31%，2021 年我国功率半导体市场规模有 望达到 159 亿美元，年复合增长率达到 4.83%，超过全球功率半导体增长速度。图表 17.全球功率半导体

30、市场规模图表 18.国内功率半导体市场规模资料来源：IHS，中银证券资料来源：IHS，中银证券1、汽车电动化：功率半导体发展新动能汽车电动化带动单车半导体价值量的提升。与传统燃油车相比，新能源车多了电池、电机、电机控 制器、DC/DC、空调驱动、充电器的装置。电动车的空调、充电系统、逆变器、DC/DC 等核心部件都 需要功率器件实现供电电压和直流交流的转换。根据英飞凌预测，2019 年轻度混合动力汽车（MHEV） 单车半导体元器件价值量约为 531 美元，而插电混合动力汽车（PHEV）、纯电动汽车（BEV）半导 体元器件价值量分别达到 785 美元、775 美元，较 MHEV 分别提升 47.

31、83%、45.95%。图表 19. 功率半导体在新能源车电机驱动、DC/DC、充电器上的运用资料来源：中国中车，中银证券图表 20. 功率半导体直接受益于汽车电动化资料来源：中国中车，中银证券MOSFET、IGBT 等功率半导体器件是汽车电动化的受益核心。与传统动力汽车不同，新能源汽车需要 使用大量的电力设备，将实现能量的转换。新能源汽车中 AC/DC 充电机变换器、DC/DC 升压变换器、 DC/DC 降压变换器、双向 DC/AC 逆变器、充电桩等部件需要了大量的功率半导体实现能量的转换。 根据 on semiconductor 数据，电动车的价值量电源解决方案的价格约为 400 美元，远高

32、于传统动力汽 车的 40 美元。MOSFET 和 IGBT 是实现供电电压和直流交流转换的核心部件，因此汽车电动化带动单 车功率半导体价值量。电机控制器是新能源车的核心部件之一，IGBT 是电机控制器的核心电力电子 元器件。根据驱动视界统计数据，电机控制系统成本占据整车成本的 15%20%，而 IGBT 模块占据电 机控制模块成本的 37%。1200V 以下 IGBT 和 MOSFET 是电动车电源解决方案核心部件。图表 21. 电动车相比于传统汽车功率半导体需求量大幅提升资料来源：ON semiconductor，中银证券高端车型提升单车功率半导体的价值量。在高端车型中，特斯拉 model

33、S 使用了 84 个 IGBT 为三相感 应电机供电；model X 使用 132 个 IGBT，其中后电机为 96 个，前电机为 36 个，整车 IGBT 成本达到 650 美元。从 model 3 开始，特斯拉开始使用碳化硅功率半导体替代传统硅基功率半导体，改善整车的续 航能力等性能实现高效变电。高端车型的单车功率半导体价值量不断提升，中低端车型有望跟进，大众、福特、宝马等传统车企扩产新能源车，特斯拉、比亚迪等新兴电动车车企异军突起，汽车电动化趋势不可逆转。在汽车电动化趋势下，各大传统车企纷纷布局新能源车，新能源车将成为传统 车企成长新动能。2019 年 11 月，大众集团发布 5 年规划

34、，预计 2020-2024 年集团将在电动车领域投资 600 亿欧元，2020、2025 年电动车销量目标分别为 40、300 万辆，占其汽车销量的占比为 4%、20%； 计划至 2029 年将生产 2,600 万辆电动车。福特计划到 2020 年实现新能源车销量占全球总销量 10%-25%。 根据 IHS 数据，2018 年全球电动车销量达到 700 万辆，预计 2023 年将达到 3,300 万辆，5 年复合增长 率达到 41%。图表 22. 传统车企在新能源汽车领域的进展福特2020 年实现新能源车销量占全球总销量 10%-25%通用与本田共同投资 0.85 亿元合资生产燃料电池系统，与

35、 SPA 生产电动汽车。大众预计 2020-2024 年集团将在电动车领域投资 600 亿欧元，2020、2025 年电动车销量目标分别为 40、 300 万辆，占其汽车销量的占比为 4%、20%；计划至 2029 年将身缠 2600 万辆电动车。奔驰到 2022 年，将面向市场推出 10 款纯电动车。宝马到 2025 年，宝马推出的新能源产品将达到 25 款，其中 12 款为纯电动、13 款为插电混动车。2020 年底前推出 12 款车型，包括 5 款纯电动车型和 7 款混动车型；2025 年，旗下将有 30 台电动车奥迪型，中等续航以及全尺寸车型将增加至 15 款。日产计划到 2020 年

36、，旗下超过 20%、约为 200 万辆车将实现零排放的目标。丰田目标在 2050 年消除发动机车型，HEV 和 PHEV 占总销 70%，FCV 和 EV 占 30%。 比亚迪匈牙利工厂投产且生产的纯电动客车投入使用。比亚迪日本将销售面向日本市场开发的小比亚迪型电动巴士“J6”。通过发布 e 系列积极布局微型电动车市场，突击中国县域市场，甚至下沉到 乡镇市场。100%中标印度浦那公交集团公司（PMPML）125 台纯电动大巴，全部在比亚迪印度工厂 生产。 蔚来汽车2024 年拟上市 68 款车型 2019 年欧洲和中国正式交付 Model3，以及推出更加经济的标准续航版，年底上海工厂正式投产。

37、特斯拉发布最新经济型 SUV Model Y ，美国市场 2020 年年底交付，欧洲和中国市场 2021 年年初交付。福特2020 年实现新能源车销量占全球总销量 10%-25%通用与本田共同投资 0.85 亿元合资生产燃料电池系统，与 SPA 生产电动汽车。大众预计 2020-2024 年集团将在电动车领域投资 600 亿欧元，2020、2025 年电动车销量目标分别为 40、 300 万辆，占其汽车销量的占比为 4%、20%；计划至 2029 年将身缠 2600 万辆电动车。奔驰到 2022 年，将面向市场推出 10 款纯电动车。资料来源：第一电动网， 中银证券图表 23. 全球电动汽车渗

38、透率快速提升资料来源：IHS，中银证券汽车电动化除了带来车身功率半导体价值量的提升之外，新增的充电桩也将带来功率半导体增量。工信部、国家能源局联合发布提升新能源汽车充电保障能力行动计划提出利用三年时间优化充 电基础设施发展环境，千方百计实现“一车一桩”接电需求。新能源汽车的普及将大幅提高对充电 的需求。根据意法半导体数据，2020 年美国/欧洲/中国新能源车充电需求分别为 60 亿千万时、40 亿 千瓦时、80 亿千瓦时，预计 2030 年将分别达到 530 亿千瓦时、790 亿千瓦时、1,390 亿千瓦时，复合 增长率分别达到 24%、34.76%、33.76%；2020 年美国/欧洲/中国

39、充电器数量分别为 200 万个、100 万个、 100 万个，预计 2030 年将达到 1,300 万个、1,500 万个、1,400 万个符合增长率分别达到 20.58%、31.10%、30.2%。根据工信部发布电动汽车充电基础设施发展指南（2015-2020 年），到 2020 年将新建超 过 480 万个分布式充电桩。图表 24.全球主要国家电动车充电器数量(百万个）图表 25.全球主要国家电动车充电需求量(十亿瓦时）资料来源：意法半导体，中银证券资料来源：意法半导体，中银证券MOSFET、IGBT 是充电桩实现电能转换的核心元器件。在充电桩中，同样需要 DC/DC 等功率器件实现 供电

40、电压和频率的转换。根据 ON semiconductor 数据，充电站中的 MOSFET、IGBT、功率二极管等功 率半导体价值量将达到 500 美元。图表 26. 电动车充电桩结构资料来源：安森美，中银证券图表 27. 充电站功率器件价值量资料来源：安森美，中银证券2、新能源发电带动高压功率半导体需求IGBT 模块是光伏发电逆变器和风力发电逆变器的核心零部件，新能源发电助力功率半导体持续增长 驱动力。太阳能、风能产生的电能不符合电网要求，光伏逆变器/风力发电逆变器可以将其整流成直 流电，然后在逆变成符合电网要求的交流电后输入并网。图表 28. 充电站功率器件价值量资料来源：华为，中银证券IG

41、BT 是光伏逆变器和风电逆变器的核心零部件。光伏逆变器的功率组价主要是由 IGBT 和功率二极管 组成，风力发电逆变器中的功率组件和光伏逆变器的功率组件类似。光伏逆变器和风电逆变器中的 IGBT 主要是 1200V-1700V 的 IGBT。图表 29. 光伏逆变器功率组件结构资料来源：三菱电机，中银证券图表 30. 新能源产业发展带动高压功率半导体发展资料来源：安森美，中银证券国内光伏需求强劲，我国经济基本面良好带动社会用电量攀升，新能源发电空间大。虽然近年来我 国经济发展速度有所放缓，GDP 增速仍然保持在 6%以上，我国依然是全球经济增长的引擎。经济发 展带动社会用电量的攀升，根据国家统

42、计局统计数据，2019 年我国社会用电量达到 72,255 亿千瓦时， 同比增长 5.61%。另一方面，我国供电结构尚需改善，光伏发电、太阳能发电比例提升空间大。从我 国电力供应结构上看，火力发电是我国供电的主力，根据国家统计局统计，2020 年 2 月火力发电占 比达到 76.04%，而太阳能发电和风力发电占比仅为 5.78%、1.75%。由于煤炭资源是不可再生，并且 火力发电会带来环境破坏等问题，因此我国能源结构改善空间较大，未来光伏发电和风力发电的渗 透率有望进一步提升。根据产业信息网数据，2020 年我国风电装机容量有望达到 270GW，2025 年我 国光伏累计装机容量有望达到 40

43、0GW。3、家电变频需求功率半导体是实现变频技术的核心半导体器件。变频技术是使用 IGBT、MOSFET、晶闸管等功率半导 体元器件对电能实现变换和控制，从而实现电压频率的变化。变频技术的运用主要集中于 家电、新 能源车、轨道交通等领域，其中变频家电是最重要的运用领域。相比于传统的白色家电，变频白色 家电更加高效节能，能够实现精准控制，实现舒适静音，能够实现多样化功能。根据英飞凌数据， 变频技术能够使得家电节约 60%的能效。图表 31. 变频技术对家电产品的运用价值资料来源：英飞凌，中银证券图表 32. 功率半导体是变频电路的核心器件资料来源：英飞凌，中银证券变频技术在白色家电的渗透率快速提

44、升。近年来，变频家电全面推广，尤其是变频空调的推广。变 频空调因为低频启动、启动电流较小、能够快速制冷、节能等优点受到消费者青睐。根据产业在线 统计数据，变频家用空调出货量在家用空调中的占比从 2010 年的 17%提升到 2018 年上半年的 41%， 提升 24 个百分点；变频洗衣机的渗透率从 2011 年的 9%提升到 2018H1 的 39%，提升 30 个百分点；变 频冰箱的渗透率从 2011 年的 4%提升到 2017 年的 17%。图表 33. 变频空调、洗衣机和冰箱的出货占比资料来源：产业在线，中银证券受益于变频白色家电的快速渗透，家电用功率半导体需求上升。家电的变频化、网络化

45、发展带动 IGBT、 MOSFET、IPM 等功率器件的快速发展。根据 IHS 数据，2017 年家电用功率半导体市场规模为 14.47 亿 美元，2021 年有望增长至 26.68 亿美元，四年复合增长率达 16.5%。图表 34. 家电用功率半导体市场规模快速增长资料来源：IHS，中银证券4、5G 通讯拉动功率半导体需求5G massive MIMO 技术带动单站用功率半导体需求量。全球移动通信技术进入 5G 时代，相比 4G 通讯 技术，5G 使用毫米波、massive MIMO 等技术实现大带宽、低时延网络传输。2019 年 6 月，工信部向 三大运营商发放 5G 牌照，三大运营商获得

46、频谱在 2GHz 以上，高于 4G 的频谱，未来 5G 频谱有望演 进到毫米波。信号频率越高带来的衰减问题越严重，对基站端发射功率构成了巨大的挑战。另一方 面，4G 使用 MIMO 技术一般不超过 4T4R，但在未来 5G 种的 massive MIMO 有望达到 64T64R 甚至更高 阶数。Massive MIMO 的大规模使用提升基站对电源管理的需求，根据英飞凌数据，4G MIMO 射频板上 功率半导体的价值量约为 25 美元，但 5G massive 阶段的射频板功率半导体价值量将提升到 100 美元， 是 MIMO 射频板的 4 倍。图表 35. 5G 运用场景带动功率半导体需求提升资料来源：英飞凌，中银证券5G 基站建设规模高于 4G 基站数，功率半导体受益。在无线通信中，信号的频率越高，信号的强度 衰减越快，覆盖的范围就会越小。由于 4G 通信的可用频段比 3G 频率高，为了保证良好的