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MOSFET行业占据功率器件半壁江山 我国为全球主要市场 国产化率有待进一步提升

前言

MOSFET是一种全控制型半导体功率分立器件,是功率器件细分市场中占比最大的部分。得益于汽车、工业、通信、消费等行业发展,我国现已成为全球MOSFET主要市场。未来,随着新能源车、AI服务器等新兴应用领域发展,预计2024-2026年我国MOSFET市场规模在全球MOSFET市场规模的比重将进一步提升。目前我国 MOSFET以平面型、沟槽型为主,未来在双碳经济和交流变直流的需求变化趋势下,平面型和超结型市场增长空间广阔。

企业竞争方面,当前全球MOSFET市场由海外龙头主导,2022年CR4均为海外企业;近年来,国内华润微电子和士兰微电子也逐渐占据一席之地。中国厂商在全球市场中的话语权日益扩大,MOSFET国产化率也逐步提升。从细分市场看,国产化率最高的为平面型 MOSFET,2024 年国产化率有望达到54.20%,其次为沟槽型(49.70%)和超结型(34.60%),高压 MOSFET 国产替代程度有待继续提升。

、MOSFET占据功率器件半壁江山占比达53.09%

根据观研报告网发布的《中国MOSFET行业发展趋势研究与未来投资分析报告(2024-2031年)》显示,MOSFET金属-氧化物半导体场效应晶体管,简称金氧半场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET)。

MOSFET是一种全控制型半导体功率分立器件。与BJT相比,MOSFET可在低电流和低电压条件下工作,也可用于大电流开关电路和高频高速电路,应用场景更为广泛。MOSFET 是功率器件细分市场中占比最大的部分。根据数据,2020 年全球功率器件细分市场中,MOSFET 占比 53.09%;其次是二极管、整流管、双极性晶体管等,占比 30%;IGBT 占比 10.60%。

MOSFET是一种全控制型半导体功率分立器件。与BJT相比,MOSFET可在低电流和低电压条件下工作,也可用于大电流开关电路和高频高速电路,应用场景更为广泛。MOSFET 是功率器件细分市场中占比最大的部分。根据数据,2020 年全球功率器件细分市场中,MOSFET 占比 53.09%;其次是二极管、整流管、双极性晶体管等,占比 30%;IGBT 占比 10.60%。

数据来源:观研天下数据中心整理

、我国为全球主要市场,MOSFET行业规模有望进一步增长

我国是全球MOSFET主要市场。2019-2023年我国MOSFET 市场规模由29.6亿美元增长至56.6亿美元,占全球MOSFET 市场规模的比重由38.79%提升至42.27%。我国MOSFET市场快速扩大主要得益于汽车、工业、通信、消费等行业发展。目前汽车电子(含充电桩)对MOSFET需求量最大,占比25.09%;其次是工业电子通信、消费电子,分别占比20.14%、18.73%、18.2%。

MOSFET主要应用领域

应用领域 应用情况
汽车 在燃油车时代,MOSFET 用于驱动各种应用中的电机,例如泵、风扇、通风、座椅调节或天窗,单车用量约 100 个,且主要为中低压 MOSFET。汽车电动化时代开启后,MOSFET 的需求量也因此激增,由于功率提升,以超结 MOSFET为代表的中高压 MOSFET 成为 DC-DC、OBC(车载充电机)等电源的重要组成部分,单车用量提升至 200 个以上;同时,汽车智能化也给中低压 MOSFET 带来了显著的增量空间,广泛应用于 ADAS(高级驾驶辅助系统)、安全、影像系统与信息娱乐等功能中,使中高端车型单车用量可达 400 个以上。
工业 在工业生产中,MOSFET 在变频器、工业电源、电机控制等应用中起着核心作用,可精确控制电机的速度和扭矩,从而提高能源使用效率并优化运行性能。
消费电子 在消费电子产品中,MOSFET 在各类电源适配器、电源供应器和 LED 照明系统中也有应用,包括家庭产品中以微波炉、电磁炉和洗衣机等为代表的各类家用电器都需要 MOSFET来控制电力的使用。

资料来源:观研天下数据中心整理

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新能源车、AI服务器等新兴应用领域有望给MOSFET行业带来新增长点。预计2024-2026年我国MOSFET市场规模由60.3亿美元增长至69.5亿美元,占全球MOSFET市场规模的比重由42.61%提升至43.28%。

MOSFET新兴领域应用情况

应用领域 应用情况
新能源车充电桩 MOSFET 也是新能源车充电桩目前的主流选择,我国充电桩保有量的稳步扩张进一步扩大了对 MOSFET 的市场需求。分为交流充电桩(慢充)和直流充电桩(快充),其中直流充电桩输出的直流电可直接为电动汽车充电,根据功率大小分为一体式和分体式结构,一体式通常搭载 1-2 个充电枪,功率 60-180KW,分体式结构通常搭载 6-8 个充电枪,功率360kW 和 480KW,适用于商场、高速公路服务区等对充电效率要求高的场所;交流充电桩输出的交流电接入汽车后,需要通过 OBC 变为直流电,进而实现对动力电池的充电,常见的输出功率为 7kW、22kW 和 40kW 等,充电时间约 5-8 小时,适用于家庭、公司等具备长时间停车条件的场所。目前,MOSFET 仍是充电桩的主流应用器件,而超结 MOSFET 因其高压、低导通电阻等特点成为大功率快充场景的主要选择。
AI 服务器 服务器电源也是一种开关电源,以 SGT MOSFET、SJ MOSFET、Gate Driver、Dr MOS 为代表的功率半导体在服务器电源供电、CPU/GPU 主板供电、同步整流、PFC、LLC、散热等服务器重要部件中有广泛应用。服务器电源的 PFC模块和主电路中一般会用到高压 MOSFET(600V/650V)和控制 IC,在同步整流模块中会用到低压 MOSFET(40V/60V/80V)。随着可支持的 CPU 主频提高、功耗变大、硬盘容量和转速提升、可外挂高速设备增加,为了减少发热和节能,服务器电源将朝着低压化、大功率化、高密度、高效率、分布式化等方向发展。近年来,云计算技术的兴起彻底改变了服务器的部署模式,推动企业 IT 建设从传统的本地环境向云端迁移,Alpha Go 引领的人工智能科技的第三次浪潮催生了对新型架构服务器的迫切需求,为服务器市场注入了新的活力。随着算力需求的提升,AI 服务器需求的功耗相应提升,对其电源的能耗比、功率密度和电流电压承受能力有着更高的要求,进一步提高对 MOSFET 的需求。

资料来源:观研天下整理

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数据来源:观研天下数据中心整理

数据来源:观研天下数据中心整理

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、我国 MOSFET平面型、沟槽型为主,未来平面型和超结型前景广阔

根据工作电压划分,以400V为分界,MOSFET可分为高压MOSFET和中低压MOSFET;根据器件结构划分,MOSFET可分为平面MOSFET、沟槽型MOSFET、超结MOSFET。沟槽型在小于 400V 的中低压市场较为普遍,400V以上的高压场景中,平面型市场份额大于超结型。

MOSFET分类

项目 平面MOSFET 沟槽型MOSFET 超结 MOSFET
电压范围 电压范围宽,可覆盖30V-1700V 的电压段,可分为中低压、高压和超高压三个电压段 10V-300V,主要覆盖中低压段 400V-1000V,主要覆盖高压段
电流范围 中低压:0.1A-200A高压:0.1A-50A超高压:0.1A-20A 5A-450A 5A-120A
特点 耐压范围宽,易于驱动,安全工作区宽,抗雷击浪涌能力强;芯片面积较大,损耗较高 耐压较低,工作频率高;损耗低:安全工作区较窄,抗雷击浪涌能力弱 耐压较高,工作频率高:损耗低,兼具高耐压低导通电阻:安全工作区较窄:对于深沟槽工艺超结MOSEET、EMI(电磁干扰)能力弱

资料来源:观研天下整理

目前我国 MOSFET以平面型、沟槽型为主。2023 年我国 MOSFET 细分市场中,平面型、沟槽型和超结型 MOS 占比分别为 44.8%、39.5%和 15.8%。在双碳经济和交流变直流的需求变化趋势下,市场对高压 MOS 需求将持续增加,平面型和超结型市场将受益,市场份额将持续增加,2026年分别达47.7%和 16.6%。

目前我国 MOSFET以平面型、沟槽型为主。2023 年我国 MOSFET 细分市场中,平面型、沟槽型和超结型 MOS 占比分别为 44.8%、39.5%和 15.8%。在双碳经济和交流变直流的需求变化趋势下,市场对高压 MOS 需求将持续增加,平面型和超结型市场将受益,市场份额将持续增加,2026年分别达47.7%和 16.6%。

数据来源:观研天下数据中心整理

全球MOSFET市场由海外龙头主导,中国国产化率进一步提升

全球MOSFET市场集中,2022年CR4达52.8%。全球MOSFET市场由海外龙头主导,2022年CR4均为海外企业,其中德国英飞凌、美国安森美、意法半导体、日本东芝分别占据 26.0%、14.1%、6.9%、5.7%的市场份额。近年来,国内厂商也逐渐占据一席之地。2022年全球 MOSFET前十厂商中已有两家国内厂商,分别是华润微电子和士兰微电子,市场份额为4.1%、3.3%。

全球MOSFET市场集中,2022年CR4达52.8%。全球MOSFET市场由海外龙头主导,2022年CR4均为海外企业,其中德国英飞凌、美国安森美、意法半导体、日本东芝分别占据 26.0%、14.1%、6.9%、5.7%的市场份额。近年来,国内厂商也逐渐占据一席之地。2022年全球 MOSFET前十厂商中已有两家国内厂商,分别是华润微电子和士兰微电子,市场份额为4.1%、3.3%。

数据来源:观研天下数据中心整理

中国厂商在全球市场中的话语权日益扩大,MOSFET国产化率也逐步提升。近年来我国 MOSFET 国产替代程度逐步提高,从 2021 年的 30.5%有望提升至 2026 年的64.5%。从细分结构看,国产化率最高的为平面型 MOSFET,2024 年国产化率有望达到54.20%,其次为沟槽型(49.70%)和超结型(34.60%),高压 MOSFET 国产替代程度有待继续提升。

中国厂商在全球市场中的话语权日益扩大,MOSFET国产化率也逐步提升。近年来我国 MOSFET 国产替代程度逐步提高,从 2021 年的 30.5%有望提升至 2026 年的64.5%。从细分结构看,国产化率最高的为平面型 MOSFET,2024 年国产化率有望达到54.20%,其次为沟槽型(49.70%)和超结型(34.60%),高压 MOSFET 国产替代程度有待继续提升。

数据来源:观研天下数据中心整理

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