主要觀點

我國是全球最大的分立器件制造國 半導體產品劃分為集成電路、分立器件、其他器件等多類產品。其中，分立器件主要包括二極管、三極管、晶閘管、MOSFET、IGBT、寬禁帶材料等半導體功率器件產品。我國已成為全球最重要的半導體分立器件制造基地和全球最大的半導體分立器件市場，中國半導體分立器件收入占全球比重上升趨勢明顯。目前，全球高端產品市場主要由歐、美、日廠商主導，國內主要企業有士蘭微、揚杰科技、華潤微電子、斯達半導、新潔能、立昂微、捷捷微電、韋爾股份、蘇州固锝和臺基股份等。從下游市場應用來看，新能源車是第一大市場。此外，功率半導體在光伏逆變器、工業、家電、安防、醫療設備、5G通信、物聯網等領域均有大量應用，市場規模將隨經濟發展、技術迭代、新應用普及等因素穩步提升。

第三代半導體分立器件發展前景更廣闊 從市場需求來看，硅基MOSFET、硅基IGBT以及碳化硅為目前功率半導體分立器件的主力產品。隨著5G、物聯網、人工智能等新興技術的快速發展，半導體分立器件的性能要求不斷提高，第三代半導體材料如碳化硅、氮化鎵等相較于傳統硅基功率半導體器件在耐壓等級、開關損耗和耐高溫性方面具備許多明顯的優勢。SiC功率器件的前兩大應用為電動汽車與再生能源領域，電動車超70%的市場份額，占據主導地位。

太原市積極推動半導體產業鏈建設 2024年前三季度，山西省工業投資增長8.2%，拉動全省投資增長3.1個百分點。新興產業投資增勢良好，高技術制造業投資增長52.4%，其中高技術制造業投資增長52.4%，投資運行呈現積極態勢。2023-2024年，太原中北高新區半導體硅材料產業基地項目連續兩年入選省級重點工程項目。該項目是山西省首個通過國家發改委“窗口指導”的集成電路項目，也是國家集成電路產業基金在山西省的首筆投資項目。6月，滬硅產業公告擬投資建設集成電路用300mm硅片產能升級項目，其中太原項目預計建設拉晶產能60萬片/月（含重摻）、切磨拋產能20萬片/月（含重摻），預計項目總投資約91億元。

風險提示：下游需求放緩，市場競爭激烈，國產化速度低于預期。

【半導體分立器件行業概況】

分立器件發展現狀

半導體產品可劃分為集成電路、分立器件、其他器件等多類產品，其中集成電路是把基本的電路元件如晶體管、二極管、電阻、電容、電感等制作在一個小型晶片上然后封裝起來形成具有多功能的單元，主要實現對信息的處理、存儲和轉換；分立器件是具有單一功能的電路基本元件，主要實現電能的處理與變換，而半導體功率器件是分立器件的重要部分。分立器件主要包括二極管、三極管、晶閘管、MOSFET、IGBT、寬禁帶材料等半導體功率器件產品。

圖1：半導體器件分類

資料來源：新潔能招股說明書，山西證券研究所

據Yole數據，功率半導體器件每隔二十年將進行一次產品迭代，相比其他半導體，迭代周期相對慢，擁有較長的生命周期。20世紀50年代，功率二極管、功率三極管面世并應用于工業和電力系統；60-70年代，品閘管和平面型功率MOSFET發展起來; 80年代后期，溝槽型功率MOSFET和IGBT逐步面世，半導體功率器件正式進入電子應用時代；90年代，超結MOSFET 逐步出現，打破傳統“硅限”以滿足大功率和高頻化的應用需求。進入本世紀，英飛凌率先推出屏蔽柵功率MOSFET，半導體功率器件的性能進一步提升。隨著SiC、GaN等寬禁帶半導體功率器件面世，應用領域也滲透到能源技術、智能制造、激光技術和軍事科技等前沿領域。

圖2：半導體分立器件發展過程

資料來源：新潔能招股說明書，山西證券研究所

從市場需求來看，硅基MOSFET、硅基IGBT以及碳化硅為目前功率半導體分立器件的主力產品。IGBT相比MOSFET，可在更高電壓下持續工作，同時需要兼顧高功率密度、低損耗、高可靠性、散熱好、低成本等因素。

根據WSTS統計數據，2023年全球MOSFET市場規模為143億美元，預計2026年將增長至160億美元。2023年中國MOSFET市場規模約為51億美元，占全球市場的36%。而全球IGBT市場規模達到90億美元，預計2026年將達到121億美元。中國是全球IGBT最大的消費市場，2023年中國IGBT市場規模達32億美元，預計到2026年中國IGBT市場規模將達到42億美元。

Yole數據測算，碳化硅功率半導體器件市場將從2021年10.9億美元增至2027年62.97億美元，年復合增長率34%；氮化鎵功率半導體器件市場將從2021年1.26億美元增至2027年20億美元，年復合增長率59%。

圖3：MOSFET和IGBT市場規模（億美元）

資料來源：新潔能2024半年報，山西證券研究所

2023年，全球半導體分立器件銷售額達35530百萬美元，同比增速5.6%。目前，我國已成為全球最重要的半導體分立器件制造基地和全球最大的半導體分立器件市場，中國半導體分立器件收入占全球比重上升趨勢明顯。中商產業研究院數據顯示，中國半導體分立器件市場規模達到約3148億元，近五年復合增長率為2.51%。中國半導體分立器件產量達7875億只，較上年增長85億只。據國家統計局規上數據顯示，近幾年來，分立器件行業規上企業主營業務收入占半導體行業規模以上企業主營業務收入的比重維持在22%—25%之間。

圖4：全球半導體分立器件銷售額（百萬美元）及增速（%）

資料來源：wind，山西證券研究所

圖5：中國半導體分立器件市場規模（億元）

資料來源：中商產業研究院，山西證券研究所

目前，全球高端產品市場主要由歐美日廠商主導，核心企業有英飛凌、安森美、意法半導體、三菱電機和安世半導體等。全球前十大廠商占有超過60%的市場份額，格局較為穩定。相較于國際半導體行業集中度較高、技術創新能力強等特點，我國半導體分立器件行業起步晚、較為分散。雖然我國規上半導體分立器件行業內企業數量眾多，但受制于國際半導體公司嚴密的技術封鎖，大多依靠自主創新。受益于電子產品需求的增長、新興技術的推動以及半導體行業的快速發展，國內主要企業有士蘭微、揚杰科技、華潤微電子、斯達半導、新潔能、立昂微、捷捷微電、韋爾股份、蘇州固锝和臺基股份等。

圖6：全球半導體分立器件主要廠商排名

資料來源：QYResearch，山西證券研究所

從下游市場來看，新能源汽車是第一大應用市場。電機驅動、照明、熱管理、電動汽車主驅逆變器、DC/DC、升壓器和 OBC等產品依據各自的工作功率大小，使得高、中、低壓硅基MOSFET、IGBT 和SiC MOSFET 均有廣泛使用。隨著“雙碳”戰略的實施，以光伏為代表的新能源綠色低碳產業快速發展。逆變器是光伏發電系統的核心設備，IGBT器件及模塊、中高壓MOSFET、碳化硅等功率器件是光伏逆變器的核心零部件。根據中國海關總署數據顯示，2023年我國逆變器出口實現99.54億美元，同比上升11.37%。此外，功率半導體在工業、家電、安防、醫療設備、5G通信、物聯網等領域均有大量應用，市場規模將隨經濟發展、技術迭代、新應用普及等因素穩步提升。

碳化硅分立器件具有更廣闊的發展空間

隨著5G、物聯網、人工智能等新興技術的快速發展，半導體分立器件的性能要求不斷提高，第三代半導體材料如碳化硅、氮化鎵等由于具有更高的耐壓、耐溫、開關速度等性能優勢更適用于新能源汽車、5G通信、智能電網等領域。

碳化硅分立器件包括碳化硅MOSFET分立器件和碳化硅二極管（主要是碳化硅肖特二極管），可直接用于處理電能的電路中，實現電能的變換或控制的電子器件，其作用主要分為功率轉換、功率放大、功率開關、線路保護和整流等。

從性能來看，Si材料中越是高耐壓器件其單位面積的導通電阻就越大（通常以耐壓值的大概2-2.5次方的比例增加），600V以上的電壓中主要采用IGBT。相同規格的SiC MOSFET與Si MOSFET相比，其尺寸可大幅減小至原來的1/10，導通電阻可至少降低至原來的1/100。相同規格的碳化硅基MOSFET較硅基IGBT的總能量損耗可大大降低70%。IGBT的導通電阻比MOSFET小，但是會造成極大的開關損耗。SiC器件漂移層的阻抗比Si器件低，且MOSFET原理上不產生尾電流，所以用SiC MOSFET替代IGBT，能夠明顯地減少開關損耗，縮小散熱部件的。因此，相較于傳統硅基功率半導體器件，碳化硅功率器件在耐壓等級、開關損耗和耐高溫性方面具備許多明顯的優勢。

圖7：SiC MOSFET VS Si MOSFET

資料來源：天岳先進招股說明書，山西證券研究所

據QYResearch報告顯示，2023年，全球碳化硅MOSFET分立器件（單管）市場規模大約為805.2百萬美元，預計2029年將達到3190.4百萬美元，未來幾年年復合增長率CAGR為25.8%。目前，全球SiC?MOSFET單管主要廠商有英飛凌、Wolfspeed、羅姆、安森美和中電科55所等。前五大廠商占有大約80%的市場份額。

圖8：SiC MOSFET單管主要廠商

資料來源：QYResearch，山西證券研究所

SiC功率器件的前兩大應用為電動汽車與再生能源領域。SiC能夠在保證汽車的強度和安全性能的前提下減輕汽車的重量，有效提升電動車的續航里程，減少電控系統體積，電池成本節省和快充需求共同催生了對碳化硅器件的更換需求。TrendForce顯示，2023年全球SiC功率器件產業在純電動汽車應用的驅動下保持強勁成長，前五大SiC功率器件供應商約占整體營收91.9%，其中ST以32.6%市占率持續領先，onsemi由2022年的第四名上升至第二名。

圖9：全球SiC功率器件營收市占比

資料來源：Trendforce，山西證券研究所

TrendForce預計，到2026年SiC功率器件市場產值可望達53.28億美元，整體市場規模呈現出穩步擴大的趨勢。其中，電動汽車產值可達39.8億美元、CAGR約38%；再生能源達4.1億美元、CAGR約19%。電動車超70%的市場份額占據主導地位。

圖10：全球SiC功率器件市場產值預估（億美元）

資料來源：Trendforce，山西證券研究所

【山西省半導體產業鏈逐漸完善】

山西省多政策支持半導體產業

近年來，山西省高度重視半導體及集成電路產業發展，將半導體產業作為我省十四個戰略性新興產業之一。目前，山西半導體產業形成了三個主要的產業集群：太原第三代半導體產業，忻州砷化鎵加和長治深紫外LED。2021年4月，《山西省“十四五”新技術規劃》鼓勵開展5G射頻器件用6、8英寸高純半絕緣4H-SiC單晶材料生長，5G功率放大器用6、8英寸高純砷化鎵晶體生長和晶片加工，5G聲表面波濾波器用6、8英寸高性能鉭酸鋰/鈮酸鋰晶體生長及晶片加工等。2021年5月，山西省政府發布了《山西省“十四五”14個戰略性新興產業規劃》，面向5G通訊、人工智能、工業互聯網、汽車電子、電力電子等關鍵應用，積極推進建設射頻器件、功率器件、光電器件、短波紅外相機等生產線建設，打造專用領域差異化競爭優勢。

2021年6月，山西省政府發布了《關于促進半導體產業高質量發展引導集成電路產業健康發展的指導意見》，要求“深入推進聲表面波濾波器、微波功率放大器、短波紅外探測器、深紫外LED、LED顯示及照明、航空級MEMS傳感器、銻化物光電芯片等重點領域的研制生產。重點面向5G通信、航空航天、物聯網、新能源汽車等新興產業領域，布局建設高性能射頻器件、功率器件、光電器件等生產線，打造差異化競爭優勢”。

2024年5月，山西省工業和信息化廳等七部門《關于印發山西省制造業領域設備更新工作方案的通知》要求，新興產業加快更新高技術、高效率、高可靠性的先進設備。其中，半導體產業更新單晶爐、氣相外延爐、高溫純化爐、氣相沉積爐等設備，發展集成電路、化合物半導體、光電器件、分立器件、傳感器等產品。

太原市積極推動半導體產業鏈建設

2024年前三季度，山西省工業投資增長8.2%，拉動全省投資增長3.1個百分點。新興產業投資增勢良好，高技術制造業投資增長52.4%，其中高技術制造業投資增長52.4%，投資運行呈現積極態勢。

2023-2024年，太原中北高新區半導體硅材料產業基地項目連續兩年入選省級重點工程項目。該項目是山西省首個通過國家發改委“窗口指導”的集成電路項目，也是國家集成電路產業基金在山西省的首筆投資項目。

表1：2023&2024年山西省半導體材料重點項目明細

數據來源：山西省人民政府，山西證券研究所

2024年5月，為加快構建“一高兩先三特三新”重點產業鏈體系，強化產業鏈企業梯度培育，根據《太原市重點產業鏈企業遴選管理辦法(試行)》，太原市確定第一批22家重點產業鏈“鏈主”企業，其中新一代半導體產業鏈“鏈主”企業有兩家，分別為：山西爍科晶體有限公司和太原晉科半導體科技有限公司。

太原晉科半導體科技有限公司是上海新異半導體科技有限公司的全資子公司，后者則是國內最大的半導體硅片生產商、A股上市公司——滬硅產業旗下全資子公司。2024年6月，滬硅產業公告稱：為提升公司全球硅片市場占有率與競爭優勢，公司擬投資建設集成電路用300mm硅片產能升級項目，預計項目總投資約132億元。項目建成后，公司300mm硅片產能將在現有基礎上新增60萬片/月，達到120萬片/月。本次對外投資項目將分為太原項目及上海項目兩部分進行實施。太原項目的實施主體為控股子公司太原晉科硅材料技術有限公司（暫定名）建設拉晶產能60萬片/月（含重摻）、切磨拋產能20萬片/月（含重摻），預計項目總投資約91億元。

2024年7月，太原晉科硅材料技術有限公司正式成立，注冊資本55億元人民幣。公司經營范圍包括半導體分立器件制造、電子專用材料制造、其他電子器件制造以及集成電路制造等。公司由滬硅產業、大基金二期和太原國資共同設立，其中，晉科半導體出資28億元（持股50.91%）；大基金二期出資15億元（持股27.27%）；汾水資本公司出資12億元（持股21.82%）。

圖11：太原晉科硅材料技術有限公司股權結構

資料來源：wind，山西證券研究所

風險提示：下游需求放緩；國產化速度低于預期；市場競爭激烈。

報告標題：半導體產業：山西省持續布局半導體中游器件產業

分析師：石晉

執業登記編碼：S0760514050003

電話：0351-8686645

報告發布日期：2024年11月25日

本人已在中國證券業協會登記為證券分析師，本人承諾，以勤勉的職業態度，獨立、客觀地出具本報告。本人對證券研究報告的內容和觀點負責，保證信息來源合法合規，研究方法專業審慎，分析結論具有合理依據。本報告清晰準確地反映本人的研究觀點。本人不曾因，不因，也將不會因本報告中的具體推薦意見或觀點直接或間接受到任何形式的補償。本人承諾不利用自己的身份、地位或執業過程中所掌握的信息為自己或他人謀取私利。

【免責聲明】

（轉自：山證綠色產業研究）

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