2022-2023晶闸管行业现状与竞争格局分析报告

2022-2023晶闸管行业现状与竞争格局分析报告目录CONTENTS01PART.ONE行业综述02PART.TWO行业发展环境03PART.THREE行业现状分析04PART.FOUR前景趋势分析行业综述01行业定义行业发展历程行业产业链行业定义晶闸管是晶体闸流管的简称，又名可控硅整流器。根据国际电工委员会（IEC）的标准定义，晶闸管是一种三端四层的晶体管，其伏安特性具有导通和阻断两个稳定状态，并可在两个状态之间进行切换的电力半导体器件称为晶闸管。晶闸管作为一种开关元件，主要用于电力变换与控制，可用微小的信号功率对大功率的电流进行控制和变换。晶闸管的功用不仅是整流，还可作为无触点开关用以快速接通或切断电流，实现直流电到交流电的逆变，将一种频率的交流电变成另一种频率的交流电。此外，晶闸管还有检波、放大、稳压、信号调制等功能，是一种典型的小电流控制大电流的设备。晶闸管具有体积小、重量轻、耐压高、容量大、效率高、控制灵敏、使用寿命长等特点，是比较常用的半导体分立器之一。晶闸管的大规模运用，使半导体技术从弱电领域进入了强电领域，主要运用于工业、交通运输、军事科研、商业、民用电器等方面。例如民用电器中的调光灯、调速风扇、洗衣机、照相机、组合音响、声光电路、定时控制器、无线电遥控、摄像机都运用到晶闸管。目前，国际上将只能正向导通的“半控型”晶闸管，统称为晶闸管，而其他类型晶闸管根据它们的功能和特性命名，例如逆导型晶闸管（RC-Thyristor）、电流可双向控制导通的双向晶闸管（TRI-AC）、门极关断晶闸管（GTO）和门极换流晶闸管（GCT）等新型晶闸管，此类晶闸管在性能上弥补了普通晶闸管的不足。晶闸管按不同条件可分为:（1）根据关断、导通及控制方式可分为普通晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管、门极关断晶闸管、BTA晶闸管和温控晶闸管等；（2）根据引脚和极性可分为二极晶闸管、三极晶闸管和四极晶闸管；（3）根据封装形式可分为金属晶闸管、塑料晶闸管和陶瓷晶闸管三种类型。其中，金属封装晶闸管又分为螺栓形、平板形、圆壳形等。塑封晶闸管又分为散热片型和不散热片型两种；（4）根据电流容量可分为大功率晶闸管、中功率晶闸管和小功率晶闸管三种。大功率晶闸管多采用金属壳封装，而中、小功率晶闸管则多采用塑封或陶瓷封装；（5）根据关断速度可分为普通晶闸管和高频晶闸管。1957年，美国通用电器公司（GE）开发出第一款晶闸管器件，由于其工作可靠、体积小、寿命长、开关速度快、可光触发，容易实现串联连接，在电力电子电路中得到广泛应用。1964年，双向晶闸管在GE公司开发成功，应用于调光和马达控制。1965年，小功率光触发晶闸管出现，为其后出现的光耦合器打下了基础。60年代后期，大功率逆变晶闸管问世，成为当时逆变电路的基本元件。1974年，逆导晶闸管和非对称晶闸管研制完成。80年代，绝缘栅门控双极型晶体管(IGBT)问世，它综合了MOSFET和双极型功率晶体管两者的功能。截至1980年，晶闸管器件研究工作的重点主要集中在研究现有器件的性能改进，以及采用新型半导体材料制造新型的晶闸管器件等。ACBD萌芽期（1957-1980年）行业发展历程发展期（1981-1999年）成熟期（2000年至今）截至1990年，晶闸管功率容量已提高了近3,000倍，许多国家已能稳定生产8,000V／4,000A的晶闸管。1995年，日本已生产出8,000V／4,000A和61,700V／6,000A的光触发晶闸管(LTT)。1997年，瑞士AseaBrownBoveri公司研发出集成门极换流晶闸管（IGCT），推动变流装置在可靠性、功率、开关速度、成本、效率、重量和体积等方面取得巨大进展，给电力电子成套装置带来了新的飞跃。IGCT将GTO芯片与反并联二极管和门极驱动电路集成在一起，不但具有电流大、阻断电压高、开关频率高、可靠性高、结构紧凑、低导通损耗等优点，而且成本低、成品率高，具有良好的应用前景。至此阶段，晶闸管主要发展趋势是大功率化、大容量化。2000年，中国建成投产的首条300万千瓦直流输电工程采用5英寸晶闸管。2005年，中国投运的水道直流工程采用了6英寸晶闸管。晶闸管大范围应用在高电压、大电流应用场合。2007年，中国为满足电力系统对三相逆变功率电压源的需要，开发出10,000A／12,000V的LTT，并解决30个高压GTO串联的复杂问题。至此阶段，中国晶闸管行业低端市场已经基本形成进口替代，行业内形成了一批规模大、实力雄厚的上市公司，如扬杰科技、捷捷微电子等。但在中高端产品领域，进口产品仍占据主要市场份额。2000年至今，晶闸管应用趋向于在大功率直流电及超大功率高压变频调速应用方面发展。产业链上游：中国晶闸管产业链上游市场参与者主要为单晶硅、金属材料、化学试剂等原材料供应商及生产设备供应商。晶闸管的原材料包括单晶硅、硼源、环氧模塑料、陶瓷片、、引线框架、高纯银等，单晶硅成本在13-16元/片、硼源成本在598元/瓶、环氧模塑料成本在23-27元/千克、陶瓷片成本在645-655元/万片、高纯银成本在3,300-3,800元/千克、引线框架成本在0.02-0.04元/只，上述原材料占晶闸管总成本的60%。晶闸管企业可选择替代产品较多，因此上游企业具有较弱的议价能力。晶圆是由单晶硅通过一系列复杂的工艺制作而成的圆形片状物，也是制造晶闸管芯片的重要组成部分，因此上游行业单晶硅的价格波动对晶闸管行业的生产成本有直接影响。晶圆依照其所在的发展阶段又可分为第一代、第二代以及第三代晶圆。第一代晶圆材料为硅单质(Si)，第二代晶圆材料为砷化镓(GaAs)，第三代晶圆材料是以氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)、金刚石、氧化锌(ZnO)为代表的半导体材料。随着中国信息化、工业化进程的推进，市场上可替代产品增多，未来晶闸管行业受单晶硅产能变化的影响逐渐变小。目前，晶圆存在高技术壁垒和高资金壁垒，行业集中度极高，全球前十大半导体晶圆制造企业占据市场90%的份额，龙头企业包括台积电、格罗方德、联电、三星以及中芯国际等。产业链上游产业链中游：晶闸管行业中游企业原材料大部分依靠进口，主要原因是下游消费终端为保障科研成果，对行业产品的质量稳定性要求较高，因此，中游科研用制备厂商更倾向于选择仪器先进、供应链稳定的进口原材料供应商。企业产品价格主要受市场供求关系的影响。由于晶闸管企业的产品毛利较高，原材料价格波动不会对企业的盈利能力产生重大影响。产业链中游产业链下游：晶闸管的下游应用领域较为广泛，涉及消费电子、计算机、网络通信、电子专用设备、汽车电子、LED显示屏以及电子照明等多个领域，其具体应用占比情况为:工业控制（23%）、计算机（20%）、消费电子（20%）、汽车电子（18%）、、网络通信（15%）、其他（4%）。总体而言，晶闸管下游应用市场需求保持着良好增长态势。以汽车应用领域分析，受益于2017年2月，国务院发布的《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》（以下简称“规划”），规划要求到2020年中国新能源汽车年产销200万辆以上，累计产销超过500万辆，整体技术水平保持与国际同步，形成一批具有国际竞争力的新能源汽车整车和关键零部件企业。终端产品的更新换代及科技进步引导的新产品面世，都为晶闸管带来不断增长的市场空间，例如战略性新兴半导体产业、新一代信息技术、新一代航空装备、智能交通的需求为晶闸管行业的可持续发展注入了新的动力，从而为晶闸管行业的发展提供了广阔的市场空间（2-10）。产业链下游行业发展环境02政策环境经济环境社会环境提出依托于国家重点工程发展重大技术装备政策，提高基础工艺、基础材料、基础元器件研发和系统集成水平。《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》三大政策行业政策1《产业结构调整指导目录》将继电保护技术、电网运行安全监控信息技术、输变电节能、环保技术推广应用。强调制定中国信息领域核心技术设备发展战略纲要的重要性，以体系化思维弥补单点弱势，打造国际先进、安全可控的核心技术体系，带动集成电路、基础软件、核心元器件等薄弱环节实现根本性突破。《国家信息化发展战略纲要》社会环境中国是世界上最大的晶闸管市场，对晶闸管有巨大的市场需求，受制于欧美等晶闸管产品发展较为成熟，过去70%的下游高端晶闸管应用领域在采购进程中不会将国产晶闸管纳入选择范围。然而2018年的“中兴事件”加速了中国各行业对于半导体器件的国产化进程，部分下游企业开始尝试使用国产晶闸管替代进口产品，为中国晶闸管行业提供了市场机遇。同时，为促进电力电子技术和产业的发展，中国国家发改委出台《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》，提出支持研发新型电力电子器件产业化并形成先进技术的自有知识产权，同时优化国产晶闸管等半导体分立器件的产品结构电子电力技术以电能分配、转换和控制为主，而晶闸管作为电子电力技术中的核心部件起到了转换电能的作用，晶闸管可高效率地变换电能，将电能转换为电子产品所适用的标准，电子产品和电力设备将会更加精准地达到使用目标，例如居民对生活质量趋于精品化，豆浆机、电磁炉、电烤箱等电子电力产品在人们生活中的普及率越来越高，此外，手机的功能越来越多、充电后有更长的使用时间，上述产品都需要更高性能的晶闸管等半导体器件进行高效的电能管理。因此，电力电子产品的普及和发展也促进了晶闸管的大规模运用。社会环境传统晶闸管行业市场门槛低、缺乏统一行业标准，服务过程没有专业的监督等问题影响行业发展。互联网与电烙铁的结合，缩减中间环节,为用户提供高性价比的服务。90后、00后等各类人群，逐步成为晶闸管行业的消费主力。经济环境目前，中国经济发展较为良好，下游行业对于晶闸管的需求上涨，导致晶闸管的销售价格和销售数量均会保持相应的提升，晶闸管行业的整体盈利能力逐渐增强，行业景气度也将随之提升。此外，中国是世界上最大的晶闸管市场，对晶闸管有巨大的市场需求，受制于欧美等晶闸管产品发展较为成熟，过去70%的下游高端晶闸管应用领域在采购进程中不会将国产晶闸管纳入选择范围。然而2018年的“中兴事件”加速了中国各行业对于半导体器件的国产化进程，部分下游企业开始尝试使用国产晶闸管替代进口产品，为中国晶闸管行业提供了市场机遇。行业现状分析03请在此输入您的副标题现状分析目前，中国市场的高端晶闸管产品还是以欧美国家的产品为主，约占中国晶闸管市场份额的70%，剩余30%晶闸管市场已实现国产化。根据在晶闸管行业超过十年的项目销售经验的专家表示，随着中国晶闸管系列产品技术快速发展，（1）在产品性能方面，中国高端晶闸管性能已完全具备与国际同类产品竞争的实力，下游产品的缺陷率和产品退返率也因晶闸管性能的提高而呈现下降趋势；（2）在生产成本方面，中国高端晶闸管生产企业在新材料应用、生产工艺优化、先进设备投入、人员操作技能提高等多种积极因素的影响，晶闸管生产成本得到有效控制且销售价格相对偏低，与国际同类晶闸管产品相比，中国晶闸管在国际市场上具有更加突出的性价比优势。因此，高端晶闸管在中国市场替代进口的同时，市场空间也延伸至国际市场，在细分晶闸管市场与国际同类产品在高端领域展开竞争。现状分析在《中国制造2025》等一系列鼓励半导体材料国产化的政策导向下，中国晶闸管行业进入了快速发展阶段，中国晶闸管企业不断提升产品技术水平和研发能力，逐渐打破了外企半导体企业的垄断格局，根据在晶闸管行业超过十年的项目销售经验的专家表示，晶闸管市场规模（以销售数量计）从2014年的15亿支增长到了2018年16.9亿支。受晶闸管应用的广泛性和不可替代性，以及国产化化等因素影响，未来中国晶闸管将继续保持稳定增长的态势，到2023年中国晶闸管行业市场规模（以销售数量计）将以6%的年复合增长率增长至20.2亿支（2-11）。现状分析晶闸管市场相对稳定，仍有增长空间。晶闸管是我国功率器件发展较成熟的细分领域，占全球功率分立器件与模块市场规模比例约为5%。根据Yole数据，2017年全球市场规模为7.18亿美元，到2023年增长至7.63亿美元，其中，中国市场需求为97亿美元。2016年晶闸管产量为19.55亿只，2017年我国增长至202亿只，而2017年晶闸管需求总量为893亿只，供需缺口较大。在晶闸管领域，约70%的市场份额中被国外企业把控，尤其是意法半导体公司和恩智浦半导体公司（NXP）2家企业晶闸管市占率较高，国产化空间大。政策推动在中国晶闸管等半导体分立器产业政策支持和中国经济发展的推动下，中国晶闸管行业整体的技术水平、生产工艺、自主创新能力发展较为迅速。驱动因素新型半导体材料的运用驱动晶闸管行业快速发展硅材料晶闸管已发展较为成熟，未来先进工业制造为了进一步实现大规模生产，从而对晶闸管的材料的要求逐步提升，愈多的晶闸管企业转向了对用氮化镓（GaN）、碳化硅（SiC）、金刚石、氧化锌（ZnO）为代表的宽禁带半导体材料的研发。宽禁带半导体材料具有高耐压、低损耗、高导热率等优异性，可有效实现电力电子系统的高效率、小型化和轻量化等要求，但由于技术限制，制造成本较高，目前仅在高端应用场景中出现。随着技术发展，未来宽禁带半导体材料的大规模运用将会促进晶闸管等半导体分立器行业的快速发展。在用宽禁带半导体材料制成的晶闸管中，测试效果最好的是碳化硅(SiC)，该材料与其它半导体材料相比，电力电子需求上涨驱动晶闸管行业发展晶闸管等半导体分立器作为电子电力技术的基础核心部件，已深入到电子电力行业相关的各个方面，电子产品和电力设备需求上涨的同时也带动了晶闸管行业的快速发展。电子电力技术以电能分配、转换和控制为主，而晶闸管作为电子电力技术中的核心部件起到了转换电能的作用，晶闸管可高效率地变换电能，将电能转换为电子产品所适用的标准，电子产品和电力设备将会更加精准地达到使用目标，例如居民对生活质量趋于精品化，豆浆机、电磁炉、电烤箱等电子电力产品在人们生活中的普及率越来越高，此外，手机的功能越来越多、充电后有更长的使用时间，上述产品都需要更高性能的晶闸管等半导体器件进行高效的电能管理。因此，电力电子产品的普及和发展也促进了晶闸管的大规模运用。宏观环境助推晶闸管行业快速发展晶闸管等半导体分立器行业渗透于下游的各个领域，例如家用电器等民用领域，无功补偿装置、无触点交流开关、固态继电器等工业领域。因此，晶闸管行业整体变化与宏观经济形势具有一定的关联性。目前，中国经济发展较为良好，下游行业对于晶闸管的需求上涨，导致晶闸管的销售价格和销售数量均会保持相应的提升，晶闸管行业的整体盈利能力逐渐增强，行业景气度也将随之提升。痛点及发展建议04行业痛点行业发展建议晶闸管行业缺乏完备的质量控制和质量保证体系，生产商缺乏统一的生产标准，行业内产品质量良莠不齐，导致产品的可靠性难以保证，丧失产品市场竞争力质量参差不齐行业痛点行业监管难度大政府秉承创新开放的态度，支持和鼓励科学研究创新，对科学研究试验不设置严格限制，因此，晶闸管行业不存在统一的监督管理规范，产品质量主要依靠生产企业自主检测，晶闸管行业产品质量的监管难度加大高端产品发展落后在中低端产品领域，仍然有较大比例的产品依赖于进口渠道。此外，晶闸管行业企业缺乏创新研发能力以及仿制能力，加重下游消费端对进口科研用检测试剂的依赖，不利于晶闸管行业的发展发展建议1发展建议2发展建议3提升产品质量（1）政府方面：政府应当制定行业生产标准，规范晶闸管行业生产流程，并成立相关部门，对科研用晶闸管行业的研发、生产、销售等各个环节进行监督，形成统一的监督管理体系，完善试剂流通环节的基础设施建设，重点加强冷链运输环节的基础设施升级，保证晶闸管行业产品的质量，促进行业长期稳定的发展；（2）生产企业方面：晶闸管行业生产企业应严格遵守行业生产规范，保证产品质量的稳定性。目前市场上已有多个本土晶闸管行业企业加强生产质量的把控，对标优质、高端的进口产品，并凭借价格优势逐步替代进口。此外，晶闸管行业企业紧跟行业研发潮流，加大创新研发力度，不断推出新产品，进一步扩大市场占有率，也是未来行业发展的重要趋势。全面增值服务单一的资金提供方角色仅能为晶闸管行业企业提供“净利差”的盈利模式，晶闸管行业同质化竞争日趋严重，利润空间不断被压缩，企业业务收入因此受影响，商业模式亟待转型除传统的晶闸管行业需求外，设备管理、服务解决方案、贷款解决方案、结构化融资方案、专业咨询服务等方面多方位综合性的增值服务需求也逐步增强。中国本土晶闸管行业龙头企业开始在定制型服务领域发力，巩固行业地位多元化融资渠道可持续公司债等创新产品，扩大非公开定向债务融资工具（PPN）、公司债等额度获取，形成了公司债、PPN、中期票据、短融、超短融资等多产品、多市场交替发行的新局面；企业获取各业态银行如国有银行、政策性银行、外资银行以及其他中资行的授信额度，确保了银行贷款资金来源的稳定性。晶闸管行业企业在保证间接融资渠道通畅的同时，能够综合运用发债和资产证券化等方式促进自身融资渠道的多元化，降低对单一产品和市场的依赖程度，实现融资地域的分散化，从而降低资金成本，提升企业负债端的市场竞争力。以远东宏信为例，公司依据自身战略发展需求，坚持“资源全球化”战略，结合实时国内外金融环境，有效调整公司直接融资和间接融资的分布结构，在融资成本方面与同业相比优势突出。行业发展建议行业前景趋势05行业前景行业竞争格局行业标杆企业提高产品定制服务能力晶闸管行业企业开始在定制型服务领域发力，巩固行业地位行业发展趋势EDA技术在晶闸管中的大规模应用中国晶闸管触发电路按其发展趋势可分为三类:（1）模拟型触发式电路，该类型是80年代初出现的专用集成触发电路产品，此类模拟型触发电路电路较为复杂、可靠性低、抗干扰性差、输出不稳定且装置功率大等缺点；（2）可编程数字型触发式电路，该类型触发电路是晶闸管中控制电力电子装置的一个重要部件，其性能的优劣直接关系到整个电力电子装置的性能指标；（3）三相触发电路（EDA），该触发电路设计是未来晶闸管发展的必然趋势，EDA可将整个电路由三组相同的单相触发脉冲形成电路，当计数值相位控制信号输入端的数值相等时则输出相应的触发脉冲，同时对触发脉冲进行调制。理论分析及实验结果都证明EDA可将整个触发器的功能用一片集成电路芯片实现、抗干扰能力强且硬件和软件成本较为节省，EDA在以晶闸管为主的半导体器件的变流中有广阔的应用前景。晶闸管电压等级不断提高随着电力电子的应用领域从冶金、机械、电力、铁路、航空等领域，进一步扩展到现代通信、汽车、家用电器等领域，开关电源技术的复杂性和功率水平不断提高，因此，对作为开关电源技术核心的晶闸管的电压等级的要求也愈高。传统电路庞大而笨重，如果采用高频开关电源技术，通过将晶闸管电压等级不断提高减少串联的元件数，其体积和重量都会大幅度下降，在提高电源利用效率、节省材料、降低成本的同时可提高其可靠性。随着晶闸管等半导体分立器电压等级上限的逐步提高，高压晶闸管可大量应用于高压交直流输电、静止型动态无功补偿装置、高压电机软启动、高压直流电源及高压变频等高电压应用场合，可帮助电力电子行业带来显著节能、节水、节约材料的经济效益。晶闸管在智能电网中的大规模运用晶闸管充分利用了电压过零触发、电流过零切除、开关无触点、响应速度快等特性，在超高压输电系统中提高电网的输变电能力、降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率、改善供电环境、增强电力系统运行的稳定性和安全性，因此，晶闸管在电力传输过程中大规模运用是未来发展必然趋势。晶闸管行业标准化与定制化界限被打破，未来趋于融合。标准化加微定制的产品战略，有效平衡企业操作层面与消费者需求层面的矛盾让消费者既拥有足够的确定性，也有足够的弹性。晶闸管行业大数据应用使得实际操作和施工赋能方式深入介入，使得平台从简单的流量供给入口转变为工具供给、技术供给、工人供给的模式。中国消费升级倒逼晶闸管行业提高服务质量，用户需求从获取公司信息并与公司对接畅通转变为更加注重体验注重实际的效果，满足用户需求，提供个性化定制服务，成为晶闸管行业新的发展方向.行业面临洗牌标准化趋势融合行业平台职能转化注重用户体验由于新冠疫情对经济的巨大冲击，各行各业都面临资源重新洗牌，因此晶闸管行业也进入洗牌期。下游企业缺乏核心技术。投资融资主要集中于行业主流企业，对中小企业面临巨大挑战。行业发展趋势““0102竞争格局1竞争格局2行业竞争格局相较于国际晶闸管行业集中度较高、技术创新能力强等特点，中国晶闸管行业整体起步较晚，国际大型半导体企业生产的晶闸管产品定位于中国高端晶闸管市场，其市场占有率高达70%。本土市场方面，中国晶闸管市场化程度高，本土企业虽具有出货量大、营收高等特点，但产品集中在低端领域，少数具有综合实力的优质企业通过长期技术积累，竞争优势相对突出并已突破晶闸管芯片技术的瓶颈，品牌知名度和市场影响力日益凸显，盈利能力也明显增强如捷捷微电