〈分析〉功率半導體需求看5G及電動車 陸廠競爭力不足

功率半導體主要用作電子元件中的開關及整流器，同時是矽、砷化鎵、氮化矽等半導體材料，是在經過電學屬性調整等一系列工藝後，所得到的電學元件。

功率半導體的應用十分廣泛，從幾十毫瓦的耳機放大系統，到上千兆瓦的高壓直流傳輸過程；從儲能、家電，到 IT 產品、網路通訊，只要是涉及電的領域，都存在它的身影。

而在產業結構中 (如下圖)，分立器件主要以功率二極體、晶閘管、MOSFET 和 IGBT 模組為比重最大的四大元件。

功率半導體的應用領域非常廣泛，市場規模高達數百億美元。根據 Yole 資料顯示 (如下圖)，2018 年全球功率半導體分立器件市場規模為 363 億美元，預計到 2022 年可達到 426 億美元，年複合增長率為 5.43%。

至於廠商分布，根據 IHS 統計 (如下圖)，英飛凌占據全球功率半導體市場約 18.5% 的比重，約為第二名安森美的兩倍；此外，全球排名前五的企業均為美、歐、日企業，合計市占達 50%。

此外，全球排名前十的企業中沒有中國企業，反映出功率半導體產業中國廠商還有很大的追趕空間。

中國對於功率半導體有龐大的需求，占全球 43% 的比重，遠超過第二名的美國 (14%)，且隨著中國環保意識逐漸增強，對功率半導體元件的需求也不斷擴大。

但是，中國在功率半導體元件領域幾乎處於被動局面，包含國際大廠在中國設廠的產能在內，中國自給率只有 10%。主要原因是中國在功率半導體領域起步晚、技術水準低、產品線不齊全、企業規模小等因素。

功率半導體兩大應用：汽車及通訊

功率半導體，特別是 MOSFET 和 IGBT，為汽車電子的核心。無論在汽車引擎中的壓力感測器，或驅動系統中的轉向、變速、制動，又再者車燈、儀表板等儀器的運作控制，都離不開半導體功率元件。

而相對傳統燃油汽車，新能源汽車在功率半導體的使用量更大。根據 Strategy Analytics 的分析，在傳統燃油汽車上，功率半導體占整個車用半導體總值的 21%；而在純電動車上，這個比率提升至 55%。

另一大應用領域 - 通訊產業，則是在基地台、交換機、路由器等等都需要用到功率半導體，其中基地台需求最大，比重約 50%。

此外進入 5G 世代，5G 的高流量資料處理使得基地台電源消耗是 4G 基地台的 3 倍，因此 5G 基地台帶來更多的電源管理需求，有機會帶動一波功率半導體市場榮景。

另一方面則是 5G 世代相應的消費電子裝置如手機，對功率半導體的需求有顯著增長。

以 PA 單機數量增加來看，就會刺激砷化鎵功率器件需求，而 5G 手機大資料傳輸也將推動手機電源管理 IC 的需求。同時，5G 的核心技術 Massive MIMO，對於由 MOSFET 構成的射頻元件的需求量也明顯提升。

根據中國產業資訊研究院的資料 (如下圖)，通訊功率半導體市場將從 2017 年的 57.45 億元上升到 2021 年的 70.81 億美元。

功率半導體格局及陸廠布局

功率 IC

• 市場格局：格局成熟，美國在該領域具有絕對領先優勢；歐洲在功率 IC 和功率分立器件方面也具有不錯實力；日本雖然廠商數量多，但整體市占不高。功率 IC 下游核心產品—電源 IC，由 TI、Dialog、Qualcomm 及 Maxim 等企業主導。
• 陸廠機會：短期內，陸廠無法取得優勢。

功率二極體

• 市場格局：技術成熟、市場進入門檻低，注重的是生產流程和成本控制。目前龍頭大廠為 Vishay，市占 11.7%，而排名 2～7 名的市占為 5%～8%，與第一差距不是非常明顯。
• 陸廠機會：由於生產工藝技術門檻相對低，中國有人力成本優勢，因此陸廠可具一定競爭力。自 2014 年起，中國二極體及相關元件出口數量持續超過進口額。

MOSFET

• 市場格局：陸廠主要集中在低壓 MOSFET 領域，中高壓 MOSFET 則是國際大廠天下。英飛凌占中國市場近 30% 比重，至於中國士蘭微和吉林華微則只分占 2% 及 1.1%。而在低壓 MOSFET 領域，陸廠落後國際大廠 0.5～1 代，高壓部份則落後 1～2 代。
• 陸廠機會：陸廠在低壓領域有與國際大廠一爭高下的潛力，不過高壓領域短期能見度低。

IGBT

• 市場格局：英飛凌、三菱電機、富士電視、德國 SEMIKRON 占有全球超過 70% 的比重。陸廠則有中國中車、嘉興斯達、比亞迪、士蘭微投入該領域發展，但與國際龍頭相比，實力差距很大。
• 陸廠機會：在工業控制、白色家電、動車等領域，陸廠較具競爭力。士蘭微有部分產品打入白色家電供應鏈，而中車、比亞迪等企業在軌道交通和汽車領域則是有所突破。