半导体功率器件行业研究:供需持续紧张,新能源拉动新一轮增长

预计 2025 年风光储中功率器件市场较 2021 年复合增速为 20%。我们预计 2025年,风光储新能源发电领域中功率器件市场规模将达到 174 亿元,较 2021 年的复合增速达到 20%。

功率器件交期保持紧张,新能源车需求增长使得海外大厂供不应求。根据富昌电子发布的电子产品交期数据,主要海外厂商的功率器件产品交期自 21Q2 开始拉长,并在 22Q1 进一步升高。目前 IGBT 和主流的 MOSFET 产品交期接近 50 周,反映海外大厂的功率器件供应十分紧张。新能源车渗透率继续攀升,造成车用功率器件需求快速增长。英飞凌 22Q1 的积压订单金额环比增长 19%到 370 亿欧元(超过五成是汽车相关产品),且公司高管表示积压订单远超过交付能力。

碳中和打开风光储增长空间。根据 IEA 的统计,截至 2021 年 9 月,全球有 53 个国家已经做出到 2050 年要达到二氧化碳净零排放的承诺。在 2050 年全球达到净零排放的情景假设下,2021~2030 年的全球风光储年均装机增量分别为 240、420、33GW,分别较 2020 年大幅增长 2.1、3.1、6.6 倍。根据我国在《2030 年前碳达峰行动方案》中提出的要求,到 2030 年我国风电、太阳能发电总装机容量达到 12亿千瓦以上,对应未来 9 年风光累计装机复合增速在 7%以上。全球碳中和进一步打开风光储装机量增长空间。

风光储推动逆变器/变流器出货量快速增长,进而带动 IGBT 等功率器件成长。风光储中实现交直流转换的核心器件是逆变器或变流器(增加整流电路),其中功率器件成本占比一般为 15%~20%。目前逆变器主要使用的功率器件包括 IGBT 模块、IGBT 单管、SiC MOSFET、硅基 MOSFET 等。大功率的逆变器一般使用 IGBT模块、SiC 模块;中大功率逆变器中可以使用 IGBT 模块或单管,以及 SiC MOSFET等分立方案;小功率逆变器中,分立功率器件方案占主流。  SiC 有优秀电学性能,预计将逐步在高压场景下得到应用。SiC 材料具有优秀的电学性能,使得 SiC 器件可以提升逆变器的转换效率并缩小体积。目前各厂商已推出 SiC MOSFET 以及 SiC 模组,但价格仍高出硅基产品数倍。我们预计 SiC 二极管先在逆变器中铺开应用,而 SiC MOSFET 预计将在高压场景下逐步得到应用。

预计 2025 年风光储中功率器件市场较 2021 年复合增速为 20%。我们预计 2025年,风光储新能源发电领域中功率器件市场规模将达到 174 亿元,较 2021 年的复合增速达到 20%。在这之中,光伏领域功率器件市场最大,预计在 2025 年达到124 亿元;储能中的功率器件市场预计随着储能装机规模提升而明显增长;风电功率器件市场预计有小幅增长。分功率器件类型来看,由于 IGBT 模块和单管的适用性广,在新能源市场中占据主导地位,预计 2025 年市场空间达到 134 亿元。考虑到 SiC 器件在提升效率上的优势,预计其也将在集中式光伏逆变器等场景下得到应用。

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