導(dǎo)語
半導(dǎo)體領(lǐng)域產(chǎn)品種類較為繁雜,通過系列前四篇文章我們系統(tǒng)梳理了邏輯、存儲、模擬與微控制單元四種歸屬于集成電路部分的芯片類型。
然而在集成電路部分我國進(jìn)口依賴較大,國內(nèi)企業(yè)的市占率較低,我國的大部分半導(dǎo)體企業(yè)包括上市公司的產(chǎn)品屬于除集成電路外的另一個(gè)半導(dǎo)體分支-分立器件。
什么是分立器件
世界半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計(jì)組織(WSTS)將所有半導(dǎo)體按照結(jié)構(gòu)功能劃分為集成電路、分立器件、光電子器件與傳感器四大類。?
數(shù)據(jù)來源:WSTS、大象研究院整理
要想理解分立器件是什么,我們首先需知道分立器件其實(shí)出現(xiàn)時(shí)間更早,第一個(gè)二極管出現(xiàn)于1947年,比最早的集成電路早大約10年時(shí)間,集成電路是將大量電子元件包括分立器件集成于一塊晶片上形成的。
通過系列的前幾篇文章,我們得知半導(dǎo)體發(fā)展的歷程是集成度不斷提升的過程,半導(dǎo)體廠商采用更為先進(jìn)的制程工藝,將更多電路中所需的PN結(jié)(半導(dǎo)體電路最小基礎(chǔ)單元)集成在一小塊晶片上。
芯片的集成帶來了更高的性能,如邏輯芯片的制程不斷提高使得算力不斷增強(qiáng),但對于實(shí)現(xiàn)一些特定功能,如高速開關(guān)、穩(wěn)壓等要求的半導(dǎo)體產(chǎn)品,出于集成難度、穩(wěn)定性與成本的要求,對制程的追求并不強(qiáng)烈,于是維持最初的形式保留下來,這就是當(dāng)下分立器件的由來。
如果說集成電路是將成千上萬個(gè)PN結(jié)刻到一塊晶片上,而分立器件只在晶片上形成一個(gè)或少量的PN結(jié),實(shí)現(xiàn)一些相對簡單的功能。
分立器件可細(xì)分為功率器件與小信號器件,兩者均起到整流、穩(wěn)壓、開關(guān)、變頻等功能,兩者的區(qū)別在于功率的大小。小信號器件市場份額的占比較小,因此大量資料將分立器件與功率器件等同。
功率器件可進(jìn)一步根據(jù)結(jié)構(gòu)細(xì)分為二極管、晶體管與晶閘管,晶體管則可分為MOSFET(場效應(yīng)晶體管)、IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)、雙極型晶體管與其它晶體管。二極管、IGBT與MOSFET的市場份額據(jù)WSTS統(tǒng)計(jì)占80%以上。
近年來新能源汽車的發(fā)展催生出大量對于功率器件的需求。新能源汽車相比于傳統(tǒng)燃油車新增了電池、電機(jī)、電控三電系統(tǒng),新增大量電能轉(zhuǎn)換需求。電動(dòng)車中的功率器件尤其是MOSFET與IGBT在驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)與充電逆變系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用,功率器件價(jià)值占到電動(dòng)汽車半導(dǎo)體價(jià)值的50%以上。
競爭格局
由于功率器件相對集成電路壁壘較低,全球競爭格局較為分散,參與者眾多,市場份額排名前五的廠商為英飛凌、安森美、意法半導(dǎo)體、三菱與東芝,CR5為43.1%。
2020年全球功率器件市場競爭格局(%)
數(shù)據(jù)來源:Infineon
從功率器件的細(xì)分領(lǐng)域MOSFET的情況看,由于MOSFET的技術(shù)難度相對高于普通二極管,因此競爭格局相對更集中,CR5達(dá)到58.4%。國內(nèi)廠商華潤微、聞泰科技(安世半導(dǎo)體)、士蘭微均在全球前十大MOSFET廠商之中,三者總計(jì)占有約10%的市場份額。隨著海外廠商逐步退出中低端MOSFET市場,國內(nèi)廠商隨著有望承接這部分空缺,進(jìn)一步提升自身的市占率。
2020年全球MOSFET市場競爭格局(%)
數(shù)據(jù)來源:Infineon
IGBT結(jié)合了MOSFET與二極管的雙重優(yōu)點(diǎn),能夠適應(yīng)高電壓+中頻率的工作環(huán)境,被稱為電力電子行業(yè)的CPU。IGBT的設(shè)計(jì)難度大于MOSFET與普通二極管,行業(yè)競爭格局最為集中,以IGBT模組為口徑計(jì)算的市場份額,行業(yè)龍頭英飛凌占有36.5%,行業(yè)CR5達(dá)到66.7%,國內(nèi)IGBT龍頭為斯達(dá)半導(dǎo)體,約占有2.8%的市場份額。??
2020年全球IGBT市場競爭格局(%)?
數(shù)據(jù)來源:Infineon
公司主要財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)
我們挑選了國內(nèi)具有代表性的斯達(dá)半導(dǎo)、華潤微與士蘭微三個(gè)廠商做進(jìn)一步的財(cái)務(wù)透視。
2016年-2021年斯達(dá)半導(dǎo)、華潤微與士蘭微三者營收與營收增速
數(shù)據(jù)來源:公司年報(bào)
從三者的營收總量來看,華潤微營收較高,遠(yuǎn)大于斯達(dá)半導(dǎo)與士蘭微,華潤微在MOSFET與普通二極管上占有國內(nèi)更多的市場份額,旗下MOSFET產(chǎn)品相比士蘭微種類更多,覆蓋電壓范圍較大。斯達(dá)半導(dǎo)的產(chǎn)品以IGBT為主,為國內(nèi)最大的IGBT模組生產(chǎn)商。士蘭微也有IGBT產(chǎn)品,但相比斯達(dá)半導(dǎo)的模組產(chǎn)品,公司的產(chǎn)品主要是裸片。
2016年-2021年公司產(chǎn)品毛利率(%)?
數(shù)據(jù)來源:公司年報(bào)
從三者的毛利率水平上看,斯達(dá)半導(dǎo)采取Fabless模式,僅負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),制造與封裝環(huán)節(jié)均外包專門廠商,因此毛利率較高。士蘭微與華潤微近年來受益于工藝改進(jìn)與產(chǎn)能擴(kuò)張帶來的規(guī)模效應(yīng)毛利率也在不斷上升縮小與斯達(dá)半導(dǎo)之間的差距。
2016年-2020年公司與集成電路各領(lǐng)域龍頭企業(yè)研發(fā)支出占營收比例(%)
數(shù)據(jù)來源:公司年報(bào)
通過觀察研發(fā)支出占營收比例,我們發(fā)現(xiàn)分立器件領(lǐng)域企業(yè)相比集成電路領(lǐng)域企業(yè)研發(fā)支出占營收比例相對較小,約10%。
原因一方面在于集成電路領(lǐng)域企業(yè)毛利率相對較高,可投入研發(fā)的資源更多,另一方面在于分立器件構(gòu)造相對簡單,標(biāo)準(zhǔn)化程度高,發(fā)展較為成熟,迭代速度較慢。
從分立器件領(lǐng)域三家龍頭企業(yè)的研發(fā)支出占營收比例看,士蘭微的占比更高,基本維持在10%以上,2019年達(dá)到13.69%。?