【芯片种类知多少】分立器件_芯片分离机

导语

半导体领域产品种类较为繁杂，通过系列前四篇文章我们系统梳理了逻辑、存储、模拟与微控制单元四种归属于集成电路部分的芯片类型。

然而在集成电路部分我国进口依赖较大，国内企业的市占率较低，我国的大部分半导体企业包括上市公司的产品属于除集成电路外的另一个半导体分支-分立器件。

什么是分立器件

世界半导体贸易统计组织（WSTS）将所有半导体按照结构功能划分为集成电路、分立器件、光电子器件与传感器四大类。

数据来源：WSTS、大象研究院整理

要想理解分立器件是什么，我们首先需知道分立器件其实出现时间更早，第一个二极管出现于1947年，比最早的集成电路早大约10年时间，集成电路是将大量电子元件包括分立器件集成于一块晶片上形成的。

通过系列的前几篇文章，我们得知半导体发展的历程是集成度不断提升的过程，半导体厂商采用更为先进的制程工艺，将更多电路中所需的PN结（半导体电路最小基础单元）集成在一小块晶片上。

芯片的集成带来了更高的性能，如逻辑芯片的制程不断提高使得算力不断增强，但对于实现一些特定功能，如高速开关、稳压等要求的半导体产品，出于集成难度、稳定性与成本的要求，对制程的追求并不强烈，于是维持最初的形式保留下来，这就是当下分立器件的由来。

如果说集成电路是将成千上万个PN结刻到一块晶片上，而分立器件只在晶片上形成一个或少量的PN结，实现一些相对简单的功能。

分立器件可细分为功率器件与小信号器件，两者均起到整流、稳压、开关、变频等功能，两者的区别在于功率的大小。小信号器件市场份额的占比较小，因此大量资料将分立器件与功率器件等同。

功率器件可进一步根据结构细分为二极管、晶体管与晶闸管，晶体管则可分为MOSFET（场效应晶体管）、IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、双极型晶体管与其它晶体管。二极管、IGBT与MOSFET的市场份额据WSTS统计占80%以上。

近年来新能源汽车的发展催生出大量对于功率器件的需求。新能源汽车相比于传统燃油车新增了电池、电机、电控三电系统，新增大量电能转换需求。电动车中的功率器件尤其是MOSFET与IGBT在驱动控制系统与充电逆变系统中得到广泛应用，功率器件价值占到电动汽车半导体价值的50%以上。

竞争格局

由于功率器件相对集成电路壁垒较低，全球竞争格局较为分散，参与者众多，市场份额排名前五的厂商为英飞凌、安森美、意法半导体、三菱与东芝，CR5为43.1%。

2020年全球功率器件市场竞争格局（%）

数据来源：Infineon

从功率器件的细分领域MOSFET的情况看，由于MOSFET的技术难度相对高于普通二极管，因此竞争格局相对更集中，CR5达到58.4%。国内厂商华润微、闻泰科技（安世半导体）、士兰微均在全球前十大MOSFET厂商之中，三者总计占有约10%的市场份额。随着海外厂商逐步退出中低端MOSFET市场，国内厂商随着有望承接这部分空缺，进一步提升自身的市占率。

2020年全球MOSFET市场竞争格局（%）

数据来源：Infineon

IGBT结合了MOSFET与二极管的双重优点，能够适应高电压+中频率的工作环境，被称为电力电子行业的CPU。IGBT的设计难度大于MOSFET与普通二极管，行业竞争格局最为集中，以IGBT模组为口径计算的市场份额，行业龙头英飞凌占有36.5%，行业CR5达到66.7%，国内IGBT龙头为斯达半导体，约占有2.8%的市场份额。

2020年全球IGBT市场竞争格局（%）

数据来源：Infineon

公司主要财务数据

我们挑选了国内具有代表性的斯达半导、华润微与士兰微三个厂商做进一步的财务透视。

2016年-2021年斯达半导、华润微与士兰微三者营收与营收增速（单位：亿元）

数据来源：公司年报

从三者的营收总量来看，华润微营收较高，远大于斯达半导与士兰微，华润微在MOSFET与普通二极管上占有国内更多的市场份额，旗下MOSFET产品相比士兰微种类更多，覆盖电压范围较大。斯达半导的产品以IGBT为主，为国内最大的IGBT模组生产商。士兰微也有IGBT产品，但相比斯达半导的模组产品，公司的产品主要是裸片。

2016年-2021年公司产品毛利率

数据来源：公司年报

从三者的毛利率水平上看，斯达半导采取Fabless模式，仅负责设计环节，制造与封装环节均外包专门厂商，因此毛利率较高。士兰微与华润微近年来受益于工艺改进与产能扩张带来的规模效应毛利率也在不断上升缩小与斯达半导之间的差距。

2016年-2020年公司与集成电路各领域龙头企业研发支出占营收比例

数据来源：公司年报

通过观察研发支出占营收比例，我们发现分立器件领域企业相比集成电路领域企业研发支出占营收比例相对较小，约10%。

原因一方面在于集成电路领域企业毛利率相对较高，可投入研发的资源更多，另一方面在于分立器件构造相对简单，标准化程度高，发展较为成熟，迭代速度较慢。

从分立器件领域三家龙头企业的研发支出占营收比例看，士兰微的占比更高，基本维持在10%以上，2019年达到13.69%。