Status of the Power Electronics Industry 2018
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電動(dòng)汽車/混合動(dòng)力汽車（EV/HEV）、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、計(jì)算和存儲(chǔ)，推動(dòng)了從器件到無(wú)源、封裝和集成的電力電子市場(chǎng)增長(zhǎng)。
由應(yīng)用驅(qū)動(dòng)的電力電子市場(chǎng)
去年，我們看到主要逆變器領(lǐng)域的電力電子產(chǎn)品的年同比增長(zhǎng)高達(dá)8.4%，包括EV/HEV、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和不間斷電源（UPS）。要了解電力電子市場(chǎng)，重要的是要認(rèn)識(shí)到電力電子不像其它“超越摩爾（More than Moore）”電子領(lǐng)域，它是應(yīng)用驅(qū)動(dòng)型市場(chǎng)，而不是技術(shù)驅(qū)動(dòng)型。近年來(lái)，得益于數(shù)字時(shí)代的到來(lái)或環(huán)境問(wèn)題等大趨勢(shì)，這個(gè)市場(chǎng)已經(jīng)獲得了大幅增長(zhǎng)。我們可以直接將環(huán)境問(wèn)題與不同國(guó)家提供的用于提高能效、促進(jìn)新電力電子系統(tǒng)銷售的政府資金聯(lián)系起來(lái)。
例如，EV/HEV細(xì)分市場(chǎng)在技術(shù)上主要受到二氧化碳（CO2）減排目標(biāo)、更高的效率要求或更少依賴石油行業(yè)的驅(qū)動(dòng)。目前，純電動(dòng)汽車在EV/HEV銷量中的占比略高于5%，而到了2023年它們將增長(zhǎng)至21%?？傮w而言，Yole分析師預(yù)計(jì)，2017~2023年期間EV/HEV電力電子市場(chǎng)的復(fù)合年增長(zhǎng)率（CAGR）將達(dá)到驚人的20.7%。
補(bǔ)貼對(duì)可再生能源市場(chǎng)影響巨大。2017年中國(guó)太陽(yáng)能裝機(jī)量占到了全球總量的約50%，因?yàn)橹袊?guó)政府的補(bǔ)貼大幅減少，2018年光伏市場(chǎng)預(yù)期將顯著萎縮。盡管如此，得益于印度、南美洲或非洲等世界其他地區(qū)的裝機(jī)成本下降和裝機(jī)量的提高，Yole預(yù)計(jì)該市場(chǎng)將在中期內(nèi)復(fù)蘇。
另一方面，為了擴(kuò)展其它現(xiàn)有的電力電子市場(chǎng)，需要重點(diǎn)開(kāi)發(fā)一些新的細(xì)分領(lǐng)域。直流充電或固定能量存儲(chǔ)市場(chǎng)便是如此。實(shí)際上，需要快速開(kāi)發(fā)直流充電解決方案，以實(shí)現(xiàn)快速高效的充電，來(lái)跟隨EV/HEV市場(chǎng)的增長(zhǎng)。同樣，為了進(jìn)一步發(fā)展光伏和風(fēng)能市場(chǎng)，需要擴(kuò)展固定式儲(chǔ)能系統(tǒng)。
本報(bào)告總結(jié)了驅(qū)動(dòng)電力電子市場(chǎng)增長(zhǎng)的應(yīng)用及其不同趨勢(shì)，以及每種應(yīng)用的主要技術(shù)發(fā)展。
哪些應(yīng)用在驅(qū)動(dòng)電力電子產(chǎn)業(yè)？
2016~2017年電力電子半導(dǎo)體器件市場(chǎng)增長(zhǎng)了11.7%
2017年，電力電子市場(chǎng)總規(guī)模為327億美元，其中電源IC約占了一半。去年電力電子半導(dǎo)體市場(chǎng)蓬勃發(fā)展，同比增長(zhǎng)率達(dá)到了喜人的11.7%，這主要得益于EV/HEV和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用的IGBT（絕緣柵雙極晶體管）器件的銷售增長(zhǎng)。計(jì)算和存儲(chǔ)以及汽車領(lǐng)域的需求，也使MOSFET（金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管）器件市場(chǎng)在2017年增長(zhǎng)了8.3%。
功率模塊封裝趨勢(shì)
Yole預(yù)計(jì)未來(lái)五年，功率器件市場(chǎng)前景可期，2017~2023年的復(fù)合年增長(zhǎng)率將超過(guò)4%。這將主要由EV/HEV市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)，該應(yīng)用市場(chǎng)將帶來(lái)超過(guò)19億美元的IGBT市場(chǎng)和近18億美元的MOSFET市場(chǎng)，包括分立器件和模塊。MOSFET的市場(chǎng)需求也將受到網(wǎng)絡(luò)和電信應(yīng)用的推動(dòng)，得益于5G網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，2017~2023年期間網(wǎng)絡(luò)和電信應(yīng)用的MOSFET市場(chǎng)將以8.3%的復(fù)合年增長(zhǎng)率增長(zhǎng)。
因此，許多制造商正在擴(kuò)大產(chǎn)能，以縮短供貨周期，滿足這些市場(chǎng)需求。例如，英飛凌（Infineon）正在擴(kuò)大其300毫米晶圓廠的產(chǎn)能，用于包括IGBT在內(nèi)的電力電子器件。中國(guó)由于國(guó)內(nèi)巨大的需求推動(dòng)，正在投入大量精力和資金，開(kāi)發(fā)國(guó)內(nèi)的電力電子器件和制造技術(shù)，以在供應(yīng)鏈中向下游不斷延伸。
2017~2023年IGBT和MOSFET分立器件及模塊的市場(chǎng)預(yù)測(cè)（按電力電子市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用細(xì)分）
技術(shù)仍很重要
由于大功率負(fù)載系統(tǒng)的處理需求，電力電子市場(chǎng)需要在效率和熱管理方面發(fā)展。市場(chǎng)主要廠商需要加大投資技術(shù)開(kāi)發(fā)，在不影響熱管理或可靠性的前提下，降低器件和系統(tǒng)成本，減小重量和尺寸。器件、封裝、模塊、功率堆棧或逆變器層級(jí)的優(yōu)化解決方案正在得到應(yīng)用。無(wú)源元件必須改進(jìn)以充分利用新型半導(dǎo)體材料、器件和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的潛力。
Yole看到了一個(gè)依賴于器件開(kāi)發(fā)的強(qiáng)大改進(jìn)軸，無(wú)論是硅還是寬帶隙材料（如SiC或GaN）。 因此，終端用戶可以通過(guò)使用尺寸更緊湊的系統(tǒng)，甚至將它們集成在單個(gè)芯片中，實(shí)現(xiàn)更高的系統(tǒng)效率、更高的頻率和更高的功率密度。然而，即使SiC能夠滲透到各種不同的應(yīng)用中，硅解決方案仍將進(jìn)一步開(kāi)發(fā)并針對(duì)高效系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。作為一個(gè)例子，我們看到英飛凌的新一代IGBT已于去年上市。
不同的組裝方案
在本報(bào)告中，Yole的分析師總結(jié)了全逆變器組件的不同技術(shù)改進(jìn)和趨勢(shì)。其中包括挑戰(zhàn)型新材料SiC和GaN，這些材料仍然需要極力提高產(chǎn)能。本報(bào)告展示了技術(shù)進(jìn)步與應(yīng)用需求之間的關(guān)聯(lián)性，例如EV/HEV所需要的功率模塊創(chuàng)新。
不同系統(tǒng)組件的改善趨勢(shì)
本報(bào)告涉及的部分公司：ABB, Alpha and Omega Semiconductor (AOS), Amkor, Analog Devices, ASE Group, AT&S, AVX, BMW Group, Bosch, BYD, Continental, Cree, CRRC, Danfoss, Delphi, Denso, Dialog Semiconductor, Diodes Incorporated, DuPont Teijin Films, Dynex, EXAGAN, Fuji Electric, GaN Systems, General Electric, GeneSiC, Global Wafers, Goldwind, Hitachi, Huawei, Infineon, Intel, Intersil, Littelfuse, Macmic, Microchip, Microsemi, Mitsubishi Electric, Navitas, Nissan, NXP, Okmetic, ON Semiconductor, Panasonic, Qualcomm, Renault, Renesas, Rohm, Sanken, Semikron, Shindengen, Siemens, Silego Technology, ST Microelectronics, StarPower, STATSChipPAC, Sungrow, TDK, Tesla Motors, Topsil, Toray, Toshiba, Toyota, Transphorm, TSMC, USCi, Vincotech, Vishay, Volkswagen, Wolfspeed…
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