功率器件是電力電子電路的重要組成部分,具有處理高電壓,大電流能力的半導體器件,其作用是在電路中控制電流、電壓和功率的分配。根據工作原理和材料結構,功率器件主要分為二極管、晶閘管、MOSFET、IGBT,功率模塊以及第三代半導體SiC、GaN器件等類型。
繼上期《本土電源管理芯片上市公司營收top10 | 2023年》盤點后,本期與非網將聚焦本土功率器件上市公司,詳盡梳理本土功率器件上市公司的2023年營業(yè)收入規(guī)模和企業(yè)動態(tài)。
根據與非網不完全統計數據,下圖為本土上市公司中2023年功率器件業(yè)務營業(yè)收入規(guī)模top10的公司,其中士蘭微電子、揚杰科技、華潤微電子、斯達半導體、中車時代等公司的功率器件業(yè)務規(guī)模均高于30億元,排名靠前,處于國內頭部梯隊。
注:各公司具體功率器件收入業(yè)務口徑詳見文末附錄,如有疑問,歡迎留言討論。
士蘭微電子
2023年士蘭微電子營收為93.4億元,其中分立器件產品和IPM模塊的收入分別為48.32億元和19.83億元,分立器件業(yè)務收入較上年增長8.18%。從下游應用領域來看,2023年公司的分立器件和大功率模塊除了加快在大型白電、工業(yè)控制等市場拓展外,已開始加快進入電動汽車、新能源等市場;從細分品類來看,公司超結MOSFET、IGBT器件、IGBT大功率模塊(PIM)等產品的增長較快,其中IGBT(含IGBT器件和PIM模塊)的營業(yè)收入已達到14億元,較去年同期增長140%以上。
過去一年,士蘭微電子在產品研發(fā)和市場開拓方面都取得顯著進展:
- 完成V代IGBT和FRD芯片的技術升級,性能明顯提升,應用于新一代的降本模塊和高性能模塊,已送用戶評測;完成多個電壓平臺的RC-IGBT產品的研發(fā),將在汽車主驅、儲能、風電、IPM模塊等領域中推廣使用;推出了SiC和IGBT的混合并聯驅動方案(包括隔離柵驅動電路)。
- 基于自主研發(fā)的V代IGBT和FRD芯片的電動汽車主電機驅動模塊,已在比亞迪、吉利、零跑、廣汽、匯川、東風、長安等國內外多家客戶實現批量供貨;用于汽車的IGBT器件(單管)、MOSFET器件(單管)已實現大批量出貨;應用于汽車主驅的IGBT和FRD芯片已在國內外多家模塊封裝廠批量銷售;應用于光伏的IGBT器件、逆變控制模塊、SiC MOS器件也實現批量出貨。
- 士蘭微電子在SiC方向也取得了不錯的成績,公司已完成第Ⅲ代平面柵SiC-MOSFET技術的開發(fā),基于自主研發(fā)的Ⅱ代SiC-MOSFET芯片生產的電動汽車主電機驅動模塊,已通過部分客戶測試,已在2024年一季度開始實現批量生產和交付,預計全年應用于汽車主驅的碳化硅PIM模塊的銷售額將達到10億元人民幣。同時,公司加快推進“士蘭明鎵SiC功率器件芯片生產線”項目的建設,目前士蘭明鎵已形成月產6000片6吋SiC MOS芯片的生產能力,預計2024年年底將形成月產12000片6吋SiC MOS芯片的生產能力。
值得關注的是,公司正在加快汽車級IGBT芯片、SiC-MOSFET芯片和汽車級功率模塊(PIM)產能的建設,預計今后公司IGBT器件成品和芯片、PIM模塊(IGBT模塊和SiC模塊)等產品的營業(yè)收入將快速成長。
揚杰科技
2023年揚杰科技營收為54.1億元,其中半導體器件和半導體芯片兩者合計收入為51.1億元,2023年公司光伏二極管、碳化硅產品、IGBT產品銷售同比大幅增長。
過去一年,揚杰科技多個重點研發(fā)項目取得進展:基于Fabless模式的8吋、12吋平臺的Trench 1200V IGBT芯片,完成10A-200A全系列開發(fā);在G2和G3平臺方面,成功開發(fā)應用于變頻器、光儲、電源領域的多款IGBT芯片,對應的PIM和6單元功率模塊1200V/10A-200A、半橋模塊50A-900A同步投放市場;瞄準清潔能源,利用Trench Field Stop型IGBT技術,通過采用高密度器件結構設計以及先進的背面加工工藝,顯著降低了器件飽和壓降和關斷損耗;新能源汽車PTC用1200V系列單管通過車規(guī)認證,大批量交付客戶;光伏領域,成功研制1200V/160A、650V/400A和450A三電平IGBT模塊,并投放市場,同時著手開發(fā)下一代950V/600A三電平IGBT模塊;針對新能源汽車控制器應用,重點解決了低電感封裝、多芯片均流、銅線互連、銀燒結 等關鍵技術,研制了750V/820A IGBT模塊、1200V/2mΩ三相橋SiC模塊。
另外,揚杰科技持續(xù)增加對第三代半導體SiC、GaN功率器件等產品的研發(fā)和市場開拓。已開發(fā)上市G1、G2系SiC MOS產品,型號覆蓋650V/1200V/1700V 13mΩ-1000mΩ,已經實現批量出貨;同時開發(fā)了FJ、Easy Pack等系列SiC模塊產品。車載模塊方面,自主開發(fā)的車載SiC模塊已經研制出樣,目前已經獲得多家Tier1和終端車企的測試及合作意向,計劃于2025年完成全國產主驅碳化硅模塊的批量上車。
汽車電子是揚杰科技的戰(zhàn)略大方向?;贔abless模式的8吋、12吋G2平臺40V SGT MOSFET芯片,針對汽車EPS、BCM、油泵、水泵等電機驅動類應用,完成0.6mR-7mR系列布局,部分客戶測試通過并進入批量階段;N60V/N100V/N150V/P100V完成了車規(guī)級芯片開發(fā),針對車載DC-DC、無線充電、車燈、負載開關等應用,多款產品已經量產。
值得關注的是,揚杰科技作為老牌功率器件企業(yè),其二極管業(yè)務占比較大,但近年來持續(xù)發(fā)力高附加值的品類,目前公司正在構建功率器件MOSFET、IGBT、SiC解決方案類型的技術銷售能力,為戰(zhàn)略客戶提供技術解決方案。
華潤微電子
2023年華潤微電子營收為99.01億元,其子公司無錫華潤華晶微電子、華潤微電子(重慶)主營功率器件,合計收入為38億元。華潤微電子的產品與方案板塊下游終端應用主要圍繞四大領域,泛新能源領域(車類及新能源)、消費電子、工業(yè)設備、通信設備分別占比39%、34%、16%、11%。
過去一年,華潤微電子在多個功率器件品類上實現了顯著的突破和進步:
MOSFET產品:通過8吋特色化和12吋技術先進性以及封測資源優(yōu)勢推動技術創(chuàng)新迭代和產品系列化開發(fā),全年完成35顆MOSFET產品車規(guī)認證并至汽車客戶終端批量供應。中低壓MOS全產品平臺拓展AEC-Q101能力,12吋中低壓MOS產品開發(fā)、送樣順利推進并實現批量供貨;高壓超結MOS G4平臺,達到國際頭部企業(yè)最新量產產品同等水平,12吋深槽工藝預研也在有序推進。
IGBT產品:IGBT產品線收入近7億元。持續(xù)推進“晶圓8吋化、封裝模塊化、應用高端化”,12吋高端IGBT預研能力建設有序快速推進。目前工業(yè)(含光伏)領域銷售占比提升至70%以上,汽車市場頭部客戶合作更加深入。
SiC產品:SiC JBS G2平臺已完成650V和1200V系列共計40余顆產品開發(fā),在多家光伏/充電樁等領域頭部客戶實現規(guī)模交付;功率密度水平達到國際領先的SiC JBS G3 650V平臺完成開發(fā),產品得到客戶認可并進入系列化;SiC MOS在新能源汽車OBC、光伏儲能、工業(yè)電源等領域實現多個客戶批量出貨,在碳化硅產品銷售中的比例逐步提升至60%以上。
GaN產品:GaN功率器件以D-mode產業(yè)化、E-mode預研儲備為路徑,在通訊、工控、照明和快充等領域與近十家行業(yè)頭部客戶開展合作,進入批量供應階段。目前已完成25顆產品開發(fā),二代產品部分已通過工業(yè)級考核,針對工控和通訊領域的三代產品芯片能量密度明顯提升,封裝體積明顯減小。
功率產品模塊:IGBT模塊、IPM模塊、TMBS模塊、MOSFET模塊的市場推廣上取得顯著成效,整體規(guī)模增長1.45倍。公司功率產品模塊化將進一步匹配高端應用、高端客戶需求。
斯達半導體
2023年斯達半導體營收為36.63億元,其中IGBT模塊和其他產品(IGBT單管為主)合計收入36.4億元。斯達半導體致力于IGBT、快恢復二極管、MOSFET等功率芯片的設計和工藝及IGBT、SiC?MOSFET等功率模塊的設計、制造和測試,產品廣泛應用于新能源、工業(yè)控制和電源行業(yè)、變頻白色家電及其他行業(yè),三者營業(yè)收入分別為:21.6億元、12.8億元和2億元。
新能源領域:基于第七代微溝槽Trench Field Stop技術的750V車規(guī)級IGBT模塊大批量裝車,1200V車規(guī)級IGBT模塊新增多個800V系統車型的主電機控制器項目定點;應用于新能源汽車主控制器的車規(guī)級SiC MOSFET模塊大批量裝車應用,同時新增多個使用車規(guī)級SiC MOSFET模塊的800V系統主電機控制器項目定點;基于第七代微溝槽Trench Field Stop技術的IGBT模塊在地面光伏電站和大型儲能批量裝機,并在北美等海外電站批量裝機;1200V 650V大電流單管已大批量應用于工商業(yè)光伏和儲能。
工業(yè)控制和電源行業(yè):目前已經成為國內多家頭部變頻器企業(yè)IGBT模塊的主要供應商,正式進入工控行業(yè)多家國際企業(yè)的供應商。斯達半導體將充分利用650V/750V、1200V、1700V自主芯片產品的性能優(yōu)勢、成本優(yōu)勢、交付優(yōu)勢,在變頻器、電焊機、電梯控制器、伺服器、電源等領域持續(xù)發(fā)力。
對于未來的研發(fā)方向,年報顯示,斯達半導體將圍繞新一代IGBT技術、高壓IGBT以及車規(guī)級SiC功率器件方面展開:
- 加速公司下一代IGBT芯片的研發(fā)和產業(yè)化持續(xù)加大芯片研發(fā)力度,豐富基于第七代微溝槽Trench FieldStop技術的IGBT芯片以及和相匹配的快恢復二極管芯片的產品系列。
- 利用公司第六代Fieldstop Trench芯片平臺及大功率模塊生產平臺,推出應用于軌道交通和輸變電等行業(yè)的3300V-6500V高壓IGBT產品。
- 開發(fā)出更多符合市場需求的車規(guī)級SiC功率模塊,并加大SiC功率芯片的研發(fā)力度,繼續(xù)推出符合市場需求的自主的車規(guī)級SiC芯片。
中車時代電氣
2023年中車時代電氣營收為224.53億元,其中功率半導體器件收入為31.08億元。公司的IGBT模塊產品型譜覆蓋高中低壓全電壓等級,2023年IGBT裝車100多萬輛,其中海外新能源汽車IGBT模塊交付十幾萬套。
公司在投資者調研紀要上表示:2023年公司電網IGBT和軌交IGBT市場,快速增長,且高壓IGBT產能是完全夠用。2024年半導體業(yè)務的主要營收還是來自雙極器件和IGBT,其中低壓IGBT主要是針對新能源汽車和光伏這兩個領域發(fā)力。低壓IGBT產能方面,全力推進宜興產線投產,今年下半年開始試生產,株洲現有產線(IGBT一期、IGBT二期)通過進一步提升瓶頸工序、提升良率,產能還有一定提升。
研發(fā)方面,中車時代電氣2023年年報披露關于功率半導體器件方向的在研項目主要有:新一代3300V等級高功率密度模塊,以替代原電壓等級模塊,降低通態(tài)壓降,提高功率密度,為軌交變流器功率密度提升和輕量化開發(fā)提供支撐;面向光伏的8款U系列IGBT模塊,滿足市場主流225/320kW組串光伏逆變器,助力新能源光伏的發(fā)展。
附錄: