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2013年節(jié)能需求催生新一代功率半導(dǎo)體

2013-03-01 來(lái)源:中國(guó)行業(yè)研究網(wǎng) 字號(hào):

日本昭和電工公司于2012年8月30日宣布,已把用于功率半導(dǎo)體元件的4英寸碳化硅外延晶圓的產(chǎn)能增強(qiáng)到了此前的2.5倍。

市場(chǎng)增長(zhǎng)顯露曙光

使用碳化硅的功率半導(dǎo)體元件在實(shí)現(xiàn)逆變器等電力轉(zhuǎn)換裝置的小型化及減少損失方面比較有效,因此相關(guān)元器件企業(yè)正在積極推進(jìn)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。昭和電工稱,此次增加產(chǎn)能的原因在于,“在家電產(chǎn)品等低電壓低電流應(yīng)用領(lǐng)域,已開(kāi)始逐漸產(chǎn)生實(shí)際需求,而且在鐵路車輛及工業(yè)設(shè)備等高電壓、大電流領(lǐng)域,開(kāi)發(fā)項(xiàng)目也在增多”。碳化硅元件與作為競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的硅元件相比,價(jià)格較高,這已經(jīng)成為實(shí)現(xiàn)普及的瓶頸,但如果優(yōu)質(zhì)外延晶圓的供應(yīng)量增加,便有望降低元件成本。

通過(guò)在存在結(jié)晶缺陷的碳化硅晶圓上形成均質(zhì)的外延層,可提高以此為基礎(chǔ)制造的元器件的性能及成品率。

實(shí)際上,推進(jìn)碳化硅元件開(kāi)發(fā)的企業(yè)活動(dòng)正日趨活躍。開(kāi)拓該領(lǐng)域市場(chǎng)最為積極的羅姆公司于2012年3月舉行了媒體說(shuō)明會(huì),公布了關(guān)于碳化硅相關(guān)業(yè)務(wù)的展望。該公司稱,雖然2010年的銷售額僅為17億日元,但2011年達(dá)到35億日元,實(shí)現(xiàn)了倍增,預(yù)計(jì)2012年將增長(zhǎng)到50億日元。并宣布2014年力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)160億日元的銷售額。

開(kāi)展碳化硅元件業(yè)務(wù)的企業(yè)還有三菱電機(jī)公司和富士電機(jī)公司等多家企業(yè),但各家企業(yè)在銷售預(yù)測(cè)方面均持慎重態(tài)度,大多未具體公布幾年后的目標(biāo)。從羅姆此次公布相關(guān)信息可以看出,碳化硅元件用戶企業(yè)正從開(kāi)發(fā)階段穩(wěn)步進(jìn)入實(shí)際需求階段。

應(yīng)用范圍逐步拓寬

逆變器是應(yīng)用功率半導(dǎo)體的代表性產(chǎn)品。這是一種將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姷碾娏D(zhuǎn)換裝置,如果用于驅(qū)動(dòng)交流馬達(dá),可根據(jù)負(fù)荷控制轉(zhuǎn)數(shù),因此可大幅實(shí)現(xiàn)節(jié)能。在日本,早就開(kāi)始將之應(yīng)用于空調(diào)及洗衣機(jī)等領(lǐng)域。今后,如果能進(jìn)一步應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)馬達(dá)等領(lǐng)域,從整體來(lái)看,將有望實(shí)現(xiàn)非常大的節(jié)能效果。這是因?yàn)椋毡灸壳凹s60%的電力消費(fèi)在于馬達(dá),但其中逆變器的利用率僅為10%左右。

不僅限于驅(qū)動(dòng)馬達(dá),逆變器及轉(zhuǎn)換器(將交流轉(zhuǎn)換為直流)等電力轉(zhuǎn)換裝置被廣泛應(yīng)用于各種用途。在大量使用太陽(yáng)能電池和定置式蓄電池等直流裝置的智能電網(wǎng)等領(lǐng)域,今后尤其需要用到這些裝置。而且在提高充電電池直流電壓,以驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的混合動(dòng)力車(HEV)及純電動(dòng)汽車(EV)領(lǐng)域,也是關(guān)鍵裝置。大量使用直流設(shè)備的數(shù)據(jù)中心等對(duì)小型高效電力轉(zhuǎn)換裝置的需求也非常大。

電力轉(zhuǎn)換器用于多種領(lǐng)域,可提高馬達(dá)及電源電路的能源利用效率。

功率半導(dǎo)體市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿薮?/strong>

再來(lái)看看電力轉(zhuǎn)換裝置所使用的普通硅功率半導(dǎo)體市場(chǎng)。2010年全球半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模約為25萬(wàn)億日元(按1美元80日元換算,以下同),而其中作為功率半導(dǎo)體代表的功率MOSFET約為5000億日元,絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)為2500億日元左右。雖然從金額來(lái)看,規(guī)模比較小,但增長(zhǎng)潛力較大,調(diào)查公司IHSiSuppliJapan預(yù)測(cè),到2015年,功率MOSFET將增長(zhǎng)到約1萬(wàn)億日元,絕緣柵雙極型晶體管將達(dá)到4000億日元左右,兩者合在一起,或許能在5年時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)倍增。

這一發(fā)展趨勢(shì)的背景原因,不僅是發(fā)達(dá)國(guó)家出現(xiàn)節(jié)能熱,還有新興市場(chǎng)國(guó)家快速的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。電力轉(zhuǎn)換裝置有望出現(xiàn)在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域,成為一種“生活必需品”,隨著人口較多的新興市場(chǎng)國(guó)家現(xiàn)代化的發(fā)展,將會(huì)產(chǎn)生大量需求。

硅半導(dǎo)體的設(shè)計(jì)技術(shù)及制造技術(shù)均已成熟,能夠以低成本進(jìn)行大量生產(chǎn)。但另一方面,由于材料特性的原因,其性能存在極限,無(wú)法用于某些用途。碳化硅和氮化鎵將通過(guò)突破硅的性能極限來(lái)開(kāi)拓新市場(chǎng)。

碳化硅主要適合用于大電力領(lǐng)域,氮化鎵適合用于低電力、轉(zhuǎn)換速度較快的領(lǐng)域。并且,由于可實(shí)現(xiàn)低損耗及小型化,因此還可替代現(xiàn)有的硅元件。

新產(chǎn)品新技術(shù)相繼問(wèn)世

帶隙是半導(dǎo)體的基本特性,碳化硅和氮化鎵的帶隙比硅大3倍左右,絕緣破壞電場(chǎng)也高一位數(shù)。在高溫下也能工作,流經(jīng)電流時(shí)的阻力(導(dǎo)通電阻)較小,也就是能夠制造能量損失較小的元器件。

在日本,京都大學(xué)和產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所等很早就開(kāi)始關(guān)注上述新材料,一直在推進(jìn)基礎(chǔ)研究及元器件研究。并且,官方研究機(jī)構(gòu)和民營(yíng)企業(yè)之間也合作實(shí)施了多個(gè)研究項(xiàng)目。2010年,經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省、內(nèi)閣府、產(chǎn)綜研及新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)等啟動(dòng)了更注重實(shí)用化的新研究項(xiàng)目,也有多家民營(yíng)企業(yè)參加。由于這些項(xiàng)目涉及晶圓制造技術(shù)、元器件技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)及生產(chǎn)技術(shù)等多方面,因此經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省于2010年建立了旨在推動(dòng)項(xiàng)目間合作的組織“碳化硅聯(lián)盟”,目前正在提高運(yùn)營(yíng)效率。

隨著安防行業(yè)的高速發(fā)展,特別是高清和智能化需求的井噴,整個(gè)行業(yè)已經(jīng)全面進(jìn)入數(shù)字化時(shí)代,而作為數(shù)字化安防產(chǎn)品的核心,安防芯片已經(jīng)成為一個(gè)巨大的產(chǎn)業(yè),同時(shí)安防芯片的發(fā)展也反過(guò)來(lái)決定了安防產(chǎn)業(yè)未來(lái)的發(fā)展脈絡(luò)和發(fā)展方向。據(jù)了解,某芯片企業(yè)用于入門級(jí)市場(chǎng)DVR的芯片在2012年上半年幾乎實(shí)現(xiàn)了同比翻番的增長(zhǎng),這也從一個(gè)方面反饋了安防芯片市場(chǎng)的火爆。

細(xì)分不同種類

隨著安防芯片市場(chǎng)的增長(zhǎng),安防芯片的細(xì)分也是勢(shì)在必行。安防芯片根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合的不同,細(xì)分成以下不同的種類:

· DVR/NVR芯片,比如海思半導(dǎo)體的Hi3515,它應(yīng)用于嵌入式DVR產(chǎn)品和嵌入式NVR產(chǎn)品,主要側(cè)重于多通道編解碼、多業(yè)務(wù)管理和高碼率存儲(chǔ)的需求,目前這類芯片占據(jù)市場(chǎng)規(guī)模最大,擁有了主壓縮芯片數(shù)量的60%左右;

· IPC芯片,應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)產(chǎn)品,這是最近兩年IPC市場(chǎng)逐步成熟的產(chǎn)物,這些芯片側(cè)重于高清壓縮、智能化和ISP處理,目前這類芯片市場(chǎng)容量還不如DVR/NVR芯片;

· 輔助芯片,主要用于智能化和ISP業(yè)務(wù),以DSP和FPGA為主,在模擬攝像機(jī)里,這類用于ISP的DSP或者FPGA芯片大量被應(yīng)用。而由于智能分析產(chǎn)品目前市場(chǎng)容量還處于初級(jí)階段,用于智能分析產(chǎn)品的DSP用量較少。

面臨諸多挑戰(zhàn)

雖然當(dāng)前的安防芯片市場(chǎng)發(fā)展迅速且前景樂(lè)觀,但是同樣也面對(duì)了很多的發(fā)展挑戰(zhàn)。

首先是芯片的速度如何快速跟進(jìn)產(chǎn)品和行業(yè)的發(fā)展。當(dāng)前安防產(chǎn)品的路線圖趨勢(shì)一般由安防芯片來(lái)決定,芯片不發(fā)布,相應(yīng)的產(chǎn)品也就基本無(wú)法發(fā)布。但是從目前的安防產(chǎn)業(yè)來(lái)看,安防芯片的更新周期一般在一年多一點(diǎn)時(shí)間。這造成了需求一直在等待芯片的局面,如何能夠使得芯片的發(fā)展能夠匹配上需求的發(fā)展,給芯片企業(yè)帶來(lái)了不小的壓力,因?yàn)檫@意味著成倍的提高人力成本,市場(chǎng)換代過(guò)于頻繁也會(huì)帶來(lái)產(chǎn)值的浪費(fèi)。另外一個(gè)方面,安防產(chǎn)業(yè)對(duì)需求的細(xì)分越來(lái)越明顯,以前的一個(gè)芯片可以用在大部分產(chǎn)品上的情況現(xiàn)在很難滿足用戶需求,如何細(xì)分芯片,以滿足用戶的需求也是一個(gè)難題。

其次是如何引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)鏈的健康成長(zhǎng)。由于安防芯片的特殊性和關(guān)鍵性,安防芯片廠商的市場(chǎng)行為很容易影響到安防產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,如何在擴(kuò)大市場(chǎng)的同時(shí)保護(hù)好市場(chǎng),是需要芯片企業(yè)多多考慮的。芯片的成本控制也是一個(gè)挑戰(zhàn),目前安防芯片的主要廠商數(shù)量不多,但是彼此競(jìng)爭(zhēng)壓力卻很大,此外還有因?yàn)榘卜喇a(chǎn)業(yè)整體利潤(rùn)下降導(dǎo)致的來(lái)自終端制造商的壓力,知識(shí)產(chǎn)權(quán)的費(fèi)用也是一筆很大的開(kāi)支。節(jié)能環(huán)保及低功耗的需求,目前相關(guān)環(huán)保部門對(duì)安防產(chǎn)品功耗的要求越來(lái)越高,同時(shí)也是影響產(chǎn)品出口的一個(gè)主要指標(biāo)。與之相矛盾的是性能提升往往依托于能耗的提高。

總體而言,安防芯片經(jīng)過(guò)最近幾年的發(fā)展,已經(jīng)取得突飛猛進(jìn)的進(jìn)步,不管是技術(shù)還是市場(chǎng),都取得了巨大的成功,尤其是國(guó)產(chǎn)芯片已經(jīng)取得了主導(dǎo)地位。展望未來(lái),安防芯片的發(fā)展會(huì)愈加迅速,也會(huì)在安防產(chǎn)業(yè)鏈條中扮演越來(lái)越重要的角色,對(duì)于安防芯片企業(yè)來(lái)講,機(jī)遇和挑戰(zhàn)并存,只有貼近用戶,理性發(fā)展,才能保持長(zhǎng)久的進(jìn)步和穩(wěn)健的成長(zhǎng)。

年前多晶硅就已經(jīng)悄然提價(jià),而根據(jù)生意社數(shù)據(jù)顯示,今年以來(lái),太陽(yáng)能級(jí)多晶硅提價(jià)明顯,年內(nèi)提價(jià)幅度達(dá)15%。在巴菲特旗下公司斥巨資收購(gòu)美國(guó)太陽(yáng)能電站以及歐洲光伏業(yè)對(duì)歐盟制裁中國(guó)光伏提出不同意見(jiàn)的同時(shí),經(jīng)歷了寒冬的光伏產(chǎn)業(yè),在多晶硅大幅提價(jià)的背景下,不少機(jī)構(gòu)開(kāi)始認(rèn)為光伏產(chǎn)業(yè)已經(jīng)具備反彈基礎(chǔ)。

在近兩三年內(nèi),光伏產(chǎn)業(yè)迅速崛起,涉足其中的上市公司也越來(lái)越多,也一度締造了如精功科技等一批牛股。而短短幾年時(shí)間內(nèi)經(jīng)歷了產(chǎn)能過(guò)剩,歐盟制裁,經(jīng)濟(jì)危機(jī)等不利因素,太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)鏈全面停滯,不少相關(guān)公司因此業(yè)績(jī)大幅下降甚至虧損,股價(jià)也是一跌再跌。

數(shù)據(jù)顯示,僅從2012年年初開(kāi)始,太陽(yáng)能級(jí)多晶硅的價(jià)格跌幅一度超過(guò)50%,至今仍超40%,不少相關(guān)公司都出現(xiàn)了大幅的虧損或者下降。根據(jù)聚源數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),目前涉及太陽(yáng)能概念的相關(guān)上市公司已經(jīng)有15家公司公布了2012年業(yè)績(jī)或者業(yè)績(jī)快報(bào),太陽(yáng)能光伏產(chǎn)品占主營(yíng)比重較大的公司業(yè)績(jī)均出現(xiàn)了明顯的下降。同樣,根據(jù)聚源數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),已經(jīng)有46家相關(guān)概念股公布了業(yè)績(jī)預(yù)告,其中預(yù)降的19家,預(yù)虧的有17家,預(yù)降及預(yù)虧占到了近八成,曾經(jīng)的牛股精功科技等全面預(yù)虧。

多晶硅年后價(jià)格漲勢(shì)迅猛,相關(guān)上市公司不少也出現(xiàn)了活躍跡象,但多數(shù)公司漲幅并不明顯。中航三鑫、光電股份、海潤(rùn)光伏等漲幅都超過(guò)了20%。億晶光電更是在今年以來(lái)多次出現(xiàn)漲停,雖然震蕩明顯,但年后卻十分活躍,成交量也明顯增加。而如生產(chǎn)太陽(yáng)能光伏設(shè)備及產(chǎn)品的精功科技,在光伏產(chǎn)業(yè)興盛的時(shí)期是絕對(duì)的牛股,而今年來(lái)市場(chǎng)漲幅卻十分一般,年內(nèi)漲幅僅12.26%,而且在去年底大盤上漲階段,基本沒(méi)有上漲,今年來(lái)補(bǔ)漲力度也不大。而具備多晶硅資源的天威保變等年內(nèi)更是弱于大盤。

巴菲特大手筆注資美國(guó)太陽(yáng)能項(xiàng)目的消息掀起海內(nèi)外市場(chǎng)光伏板塊的一波升浪。在“股神”眷顧的提振下,包括卡姆丹克太陽(yáng)能、江西賽維LDK太陽(yáng)能等在內(nèi)的中國(guó)相關(guān)概念公司股價(jià)短時(shí)間內(nèi)也都出現(xiàn)了持續(xù)大漲。年內(nèi)多晶硅的大幅提價(jià),也給太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)在開(kāi)年增加了不少暖春的感覺(jué),而國(guó)內(nèi)對(duì)太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)一直有政策的支持,長(zhǎng)期來(lái)看,光伏產(chǎn)業(yè)公司在2012年業(yè)績(jī)大幅虧損和下降的背景下,今年業(yè)績(jī)值得期待。

太陽(yáng)能概念股業(yè)績(jī)大降近八成預(yù)虧及預(yù)降

今年以來(lái)多晶硅價(jià)格的大漲以及“股神”巴菲特對(duì)太陽(yáng)能電站的喜愛(ài),讓國(guó)內(nèi)外光伏概念股逐漸被市場(chǎng)再度關(guān)注,但2012年受歐美制裁、經(jīng)濟(jì)危機(jī)等因素的影響,太陽(yáng)能概念股的業(yè)績(jī)卻十分不盡人意。已公布業(yè)績(jī)報(bào)告和快報(bào)的公司中三分之二的公司業(yè)績(jī)下降,而沒(méi)有公布業(yè)績(jī)報(bào)告但公布了業(yè)績(jī)預(yù)告的公司更差,預(yù)虧及預(yù)降的合計(jì)比例占到了近八成。

根據(jù)聚源數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),目前涉及太陽(yáng)能概念的相關(guān)上市公司已經(jīng)有15家公司公布了2012年業(yè)績(jī)或者業(yè)績(jī)快報(bào),太陽(yáng)能光伏產(chǎn)品占主營(yíng)比重較大的公司業(yè)績(jī)均出現(xiàn)了明顯的下降。有研硅股2012年業(yè)績(jī)虧損1.23億元,同比下降20余倍。中航三鑫等也都出現(xiàn)了虧損,下降幅度也超過(guò)了100%。整體來(lái)看,三分之二的公司業(yè)績(jī)下降。

從公布了2012年業(yè)績(jī)預(yù)告的太陽(yáng)能概念股來(lái)看,近八成公司業(yè)績(jī)預(yù)虧及預(yù)降。海潤(rùn)光伏目前的主業(yè)就是太陽(yáng)能相關(guān)產(chǎn)品,二級(jí)市場(chǎng)上公司近期也受到了追捧,但公司去年凈利潤(rùn)預(yù)計(jì)下降幅度接近100%;億晶光電的主業(yè)也是太陽(yáng)能產(chǎn)品,雖然年內(nèi)多次漲停,但去年業(yè)績(jī)預(yù)計(jì)虧損6.3億元左右;主要生產(chǎn)太陽(yáng)能光伏設(shè)備的精功科技,預(yù)計(jì)2012年虧損額度也在1.3億元至1.8億元之間。隆基股份、天龍光電等業(yè)績(jī)也都是大幅下降或者大比例的虧損。

而數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)也發(fā)現(xiàn),不少概念股中主業(yè)并不是太陽(yáng)能光伏產(chǎn)品,僅是有所涉及,這些公司業(yè)績(jī)受影響也較小。華帝股份主要業(yè)務(wù)為燃?xì)庠睢崴骷俺橛蜔煓C(jī)的生產(chǎn)及銷售,因涉足太陽(yáng)能熱水器,也被歸類為太陽(yáng)能概念股,但和真正的光伏太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)基本沒(méi)有關(guān)系。大港股份雖然也涉足硅片及太陽(yáng)能組件產(chǎn)品,但從2012年中期數(shù)據(jù)看,銷售占比不足營(yíng)業(yè)總收入的兩成,影響也較小。水晶光電等的主業(yè)也都不是光伏太陽(yáng)能產(chǎn)品,影響也都不大。而像精功科技等主營(yíng)業(yè)務(wù)為太陽(yáng)能相關(guān)產(chǎn)品的上市公司2012年業(yè)績(jī)受影響則都較大,虧損或者下降的幅度也都較大。(中研普華市場(chǎng)分析研究報(bào)告摘要)

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