第一节 全球电力整流器件项目市场发展及预测
 

一、全球电力整流器件项目产业发展现状

 

近些年，功率半导体器件的发展十分迅速。产品的应用上，中小功率场合，晶闸管及整流模块逐步得到较广泛的应用；大功率场合，仍以晶闸管为主。从目前全球功率半导体厂商的区域分布来看，主要是欧美、日本和台湾厂商。

 

工业晶闸管及其控制技术正朝以下几个方向发展：

 

1、大电流、高压：现代电力电子器件正向大电流高压方向发展，以适应高压领域对电力电子器件快速需求的趋势，尤其在高压直流输电、高压电力无功补偿、高压电机、变频器等领域。

 

2、高频化：从高压大电流到高频多功能，晶闸管频率已从数千HZ到几十KHZ、MHZ。这标志着电力电子技术已进入高频化时代。

 

3、集成化、智能化：几乎所有全控型器件都由许多的单元胞管子并联而成。

 

二、全球电力整流器件项目产业发展态势预测

 

国际上电力整流器件，尤其是高端产品的开发和制造主要集中在欧美日少数公司（瑞士ABB、美国GE等等）。在全球领域，电力整流器件制造业正呈现向发展中国家转移的明显趋势；同时国际采购也向中国等发展中国家转移，导致在中国需求的增长；另外，中国庞大的市场需求吸引更多的厂商在中国展开竞争，或由外商通过与中国企业的合作，为中国企业吸收先进技术以及消化再创新提供良好机遇。

 

 

一、亚洲地区主要国家市场概况

 

日本电力电子厂商主要有Ricoh、Sanken.Seiko、Sanyo、Sharp、Toshiba、Renesas、NEC、Fujitsu、TOSHIBA、Rohm、MatsushitaFujieotrlc等等，日本厂商在分离功率器件方面做的较好，但在功率芯片方面，虽然厂商数量众多，但很多厂商的核心业务并非功率芯片，从整体市场份额来看，日本厂商落后于美国厂商。从上世纪90年代开始，日本一直是全球的电力电子器件的最大市场，占全球市场的30%以上。2000年以后，亚洲成为电力电子器件最大的消费地区后，日本市场所占比率逐步下降。从日本功率芯片厂商的市场分布来看，日本国内是其最大的市场，其次是亚太{不包括日本)市场，欧美市场占有少量的市场份额。

 

二、欧洲地区主要国家市场概况

 

欧洲拥有ABB、Infineon、ST和Philips等多家全球大厂，产品线齐全，无论是整流器件、功率IC还是功率分离器件都具有领先实力，此外，Semikron和Aupec等厂商在分离器件领域也有较强实力，从市场分布来看，亚太地区是欧洲这几家企业最大的应用市场，其次是欧洲市场。

 

三、美洲地区主要国家市场概况

 

美国是电力电子器件的发源地，在全球电力电子器件市场中占有重要的位置。美国拥有一批具有全球影响力的厂商，例如TI、Fairchild、NS、Linear、IR、Maxim、ADI、ONSemiconductor.AOS和Vishay等厂商。从美国厂商的市场分布来看，亚太地区(不包括日本)是最大的市场，也是发展速度虽快的地区。其次是美国市场，此外日本市场也占据了一定的市场份额。虽然近年来电力电子器件生产逐步转移到欧洲及发展中国家，市场规模增长稍有放缓，但得益于市场需求，特别是亚洲市场的旺盛，美国功率厂商仍一直保持发展。相对于其它地区的企业，美国厂商在技术和市场上都保持世界领先地位。略……

 

 

一、产业进入壁垒

 

1、市场壁垒

 

整流器件行业属于细分的行业。因客户对产品可靠性要求很高，但由于检测手段比较专业，客户通常很难有相应的设备和检测手段识别产品质量，转换成本高，对行业新进入者有很强的市场壁垒，具体体现为：

 

（1）认证周期长。要成为下游整机制造商的合格供应商，需达到行业标准且要通过严格的供应商资质认定。企业一旦通过认定，将被纳入到整机制造商的核心供应链，而且由于整流器件为设备的核心部件，整机制造商改变器件供应商将产生很大的产品质量风险。因此，严格的供应商资质认定，以及基于长期合作而形成的稳定客户关系，对新进入者形成了较强的市场进入壁垒。

 

（2）服务要求高。由于电力电子设备应用具有很高的专业性，技术跨度大，大多数终端客户很难具备整流器件专业知识，需要器件制造商提供技术支持；终端客户普遍要求提供及时、到位的技术指导和维修更换服务，这就需要器件制造商拥有强大的全国网络支持，以及长期的经验积累，因此形成很强的市场进入壁垒。

 

2、技术壁垒

 

整流器件行业是技术密集的行业，其产品研发、设计、制造涉及半导体技术、电力技术、微电子技术等。产品的生产需要全面掌握扩散、芯片制造、封装、测试等技术，必须具备强大的整体技术实力、完备的质量体系、完整的工艺装备和检测试验手段，其工艺设计和工艺过程控制的要求非常高。另外，本行业非标设备很多，需要专门定制、自制，或对标准设备进行专业的改造，其工艺方法也大多不通用，掌握难度很大。

 

本行业用户范围广泛，产品更新换代快，生产企业既需要持续技术积累，又需要一大批具有丰富经验的技术人员、品质管理人员及熟练技术工人，以及熟悉功率半导体和电力电子应用技术的营销人员，以保持本行业持续技术创新。因此具有较强的技术壁垒。

 

二、产业SWOT分析

 

1、优势

 

随着国民经济的持续、快速、健康发展，我国的发电、输电、配电、用电全面大幅增长。我国总发电装机容量和发电量已经连续十年位居世界第二位，电站设备总的发展趋势为向大容量、高效率、低污染、高可靠性、负荷适应性、经济性和自动化方向发展，对发电设备的性能要求越来越高。由于输配电资产比例严重偏低，未来持续加大输配电领域投资是我国电力工业长期发展的必然趋势，同时，钢铁冶金、机械制造、轨道交通、环保、石油、化工、汽车制造、船舶制造、矿山、核工业、军工等行业迅速发展。因此，整个国民经济对电力电子装置的需求大幅增加，直接带动整流器件制造业的快速发展。

 

为防止全球变暖而制定的国际条约《京都议定书》的第1承诺期(2008～2012年)已开始实施。为了履行二氧化碳减排承诺，减少能源消耗量是必然选择。我国已于2007年修订了《中华人民共和国节约能源法》，并于《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》提出了“十一五”期间单位国内生产总值能耗降低20%左右，主要污染物排放总量减少10%的约束性指标。由发改委制定，国务院批准了《节能减排综合性工作方案》，出台了一系列相关政策，鼓励节能技术发展，并将节能减排指标完成情况纳入各地经济社会发展综合评价体系，作为政府领导干部综合考核评价和企业负责人业绩考核的重要内容，实行“一票否决”制，大力推进节能减排。企业为了应对日益激烈的竞争环境，必须不断提高效率，降低能耗，以取得竞争优势。因此，国家、行业、企业都将全力推动节能减排技术的发展及应用。

 

整流器件的广泛应用可以实现对电能的传输转换及最佳控制，大幅度提高工业生产效率、产品质量和产品性能，大幅度节约电能、降低原材料消耗。节能减排推动着整流器件的市场不断增长。

 

2、劣势

 

1）我国产业投入不足，与国际先进技术水平存在差距

 

整流器件在许多关键领域具有不可替代的作用，但行业在研发、技术创新、人才引进等方面投入不足，大部分企业还停留在中低端器件的制造，目前仅有少数几家优势企业通过自主创新，掌握了部分高端器件的制造技术。

 

同时，行业内企业在工艺环境、生产设备、检测设备、试验设备等方面投入相较于欧美日公司存在较大差距，导致产品的一致性、耐久性与国际先进标准之间尚有距离，难以进入高端市场。

 

2）国内部分企业节能意识较弱，对电网污染问题不重视

 

国内部分企业节能意识较弱，对电网污染问题不重视，对电力电子装置投入不足，导致电力电子应用水平和应用程度受限。例如：在很多场合，电网中的功率因数和谐波指标都不符合国家标准。要达到上述标准，尚需要从多方面努力，逐步提高电力电子应用必要性和紧迫性的认识。

 

3、机会

 

电力电子技术已成为我国国民经济的重要基础，是现代科学、工业和国防的关键技术。国家对电力电子产业发展高度重视，先后出台一系列政策推动电力电子产业的发展。

 

2007年国家发改委组织实施新型电力电子器件产业化专项计划。根据《中央预算内投资补助和贴息项目管理暂行办法》(国家发展改革委第31号令)，以及《国家高技术产业发展项目管理暂行办法》(国家发展改革委第43号令)，国家将提高新型电力电子器件技术和工艺水平，促进产业发展，满足市场需求，以技术进步和产业升级推进节能减排；推动产、学、研、用相结合，突破核心基础器件发展的关键技术，完善电力电子产业链，促进具有自主知识产权的芯片和技术的推广应用；培育骨干企业，增强企业自主创新能力。其中第一项支持重点即为“芯片产业化”，涉及绝缘栅双极晶体管（IGBT）、金属氧化物半导体场效应管（MOSFET）、功率集成电路（PowerIC）等产品的设计、制造、封装测试和模块组装等。

 

国家政策的大力支持给整流器件的发展带来良好机遇。

 

全球半导体产业发展表现为全球领先的制造商全力发展微电子半导体，而将整流器件产业向新兴市场国家特别是中国转移，主要表现如下：

 

（1）制造转移：在全球领域，制造业正呈现向发展中国家转移的明显趋势。

 

（2）采购转移：发达国家的采购向中国等发展中国家转移，导致在中国的需求的增长。

 

（3）技术转移：中国庞大的市场需求吸引更多的厂商在中国展开竞争，或由外商通过与中国企业的合作，为中国企业吸收先进技术以及消化再创新提供良好机遇。

 

目前，中国整流器件产业进入了一个黄金发展期，国家的经济发展、节能减排的驱动、产业政策的扶持、战略安全的需要、全球化趋势等助推中国成为需求增速最快的市场。本行业2005-2010年年均复合增长率超过20%。

 

4、威胁

 

中国高速增长的市场吸引着国外跨国公司进入中国参与竞争，国外先进企业在高端市场具有较大优势，对国内的厂商造成很大竞争压力。

 

 

一、产业投资状况分析

 

国产大功率半导体器件市场的主要竞争者是台基股份、西电所、南车时代电气、常州矽莱克、北车永电、锦州双合、杭州汉安、常州瑞华等。其中，台基股份2006-2008 年市场占有率分别为12.8%、16.7%、15.6%，西电所、南车时代电气占比与台基股份接近，第二梯队几家企业占比介于3%-6%之间。

 

目前，国内部分先进企业生产的晶闸管、模块等大功率半导体器件在技术水平上已经接近欧美日先进企业水平，但在产品一致性、可靠性、成品率等质量水平上与国外尚有一定差距。

 

二、产业投资建议

 

企业要密切注意国家宏观经济情况及有关政策、法规，增强决策层对经济形势和政策变化的预测和判断能力，提高管理层的应变能力，根据政策的调整，及时制定企业对策，以避免和减少因政策变动而对公司产生的不利影响。

 

制定支持自主创新的科技政策，建立可依靠的团队，通过自主创新掌握整流器件产业的核心技术。尽量减少不计成本的引进和仿制，打破行业垄断。注重自身技术力量的储备，加大对于国内外整流器件最新动态的调研力度，掌握行业进展，依托强大的研发力量针对市场需求的变化，不断开发出新产品以满足需求。同时加强对于下游应用领域的研究，引领发展方向，把研发的主动权牢牢掌握在自己的手中。大力开发高附加值产品，以填补我国在这一方面的空白，应对市场需求变化，积极调整产品结构，优化资源配置，扬长避短，避免无谓的竞争与浪费，推动我国整流器件行业向着更高的层次发展。

 

企业要增强企业抗御市场风险的能力，降低成本、降低废品率可以有效抗御原材料涨价和市场竞争；企业要协调产、供、销关系，在提升产量的同时，提高甘草质量，同时，努力创造整流器件制品生产销售的优良环境，以规避市场风险。

 

针对融资能力风险，公司同时进行资产经营和资本运营，对公司的存量资产的变现周期较长的部分，通过与银行签订协议，按比例实行转让贷款，保持公司较强的支付能力和业务运作能力；公司还将开展资本运营，进行低成本扩张，建立拥有独立知识产权的产品体系，或者以委托加工形式，减少资金的支出数额，资本运营还可扩大公司规模，增强融资能力，保持资金的灵活运转。

 

针对经营管理风险，公司应提高经营管理能力，积累管理经验并且提高管理者的素质和工作能力。另外，公司还应将建立健全法人治理结构，通过现代企业制度建设，强化企业管理，针对公司管理人员的特点，通过内部组织管理培训和送出培训的方式并引进外部管理人员提高公司的管理水平，保持公司经营管理机制具有较强活力，以抵抗经营管理风险。略……

 

 

一般认为，电力电子技术的开始是以1957年第一个晶闸管的诞生为标志的。但在晶闸管出现之前，电力电子技术就已经用于电力变换了。因此，晶闸管出现前的时期称为电力电子技术的史前期。

 

1876年出现了硒整流器。1904年出现了电子管，它能在真空中对电子流进行控制，并应用于通信和无线电，从而开创了电子技术之先河。1911年出现了金属封装水银整流器，它把水银封于管内，利用对其蒸气的点弧可对大电流进行有效控制，其性能与晶闸管类似。20世纪30~50年代，是水银整流器发展迅速并广泛应用时期。它广泛用于电化学工业、电气铁道直流变电所以及轧钢用直流电动机的传动。

 

20世纪50年代初，1953年出现了锗功率二极管；1954年出现了硅二极管，普通的半导体整流器开始使用；1957年诞生了晶闸管，一方面由于其变换能力的突破，另一方面实现了弱电对以晶闸管为核心的强电变换电路的控制，使之很快取代了水银整流器和旋转变流机组，进而使电力电子技术步入了功率领域。变流装置由旋转方式变为静止方式，具有提高效率、缩小体积、减轻重量、延长寿命、消除噪声、便于维修等优点。因此，其优越的电气性能和控制性能，在工业上引起一场技术革命。

 

在以后的20年内，随着晶闸管特性不断提高，晶闸管已经形成了从低电压、小电流到高电压、大电流的系列产品。同时研制出一系列晶闸管的派生器件，如快速晶闸管（FST）、逆导晶闸管（RCT）、双向晶闸管（TRIAC）、光控晶闸管（LTT）等器件，大大地推动各种电力变换器在冶金、电化学、电力工业、交通及矿山等行业中的应用，促进了工业技术的进步，形成了以晶闸管为核心的第一代电力电子器件，也称为传统电力电子技术阶段。

 

晶闸管通过对门极的控制可以使其导通，而不能使其关断，因此属于半控型器件。对晶闸管电路的控制方式主要是相位控制方式。即使在电流、电压这2个方面，晶闸管系列器件仍然有一定的发展余地，但因下述原因阻碍了它们的继续发展：①由于它是半控器件，要想关断它必须用强迫换相电路，结果使得电路复杂、体积增大、重量增加、效率较低以及可靠性下降；②由于器件的开关频率难以提高，一般低于400Hz，大大限制了它的应用范围；③由于相位运行方式使电网及负载上产生严重的谐波，不但电路功率因数降低，而且对电网产生“公害”。随着工业生产的发展，迫切要求新的器件和变流技术出现，以便改进或取代传统的电力电子技术。

 

20世纪70年代后期，以门极可关断晶闸管（GTO）、电力双极型晶体管（GTR）、电力场效应晶体管（Power MOSFET）为代表的第二代自关断全控型器件迅速发展。全控型器件的特点是，通过对门极（基极、栅极）的控制既可以使其开通，又可以使其关断。另外，这些器件的开关速度普遍高于晶闸管，可以用于开关频率较高的电路。全控器件优越的特性使其逐渐取代了变流装置中的晶闸管，把电力电子技术推进到一个新的发展阶段。

 

和晶闸管电路的相位控制方式想对应，采用全控型器件的电路主要控制方式为脉冲宽度调制（PWM）方式。PWM控制技术在电力电子变流技术中占有十分重要的地位。它使电路的控制性能大大改善，使以前难以实现的功能得以实现，对电力电子技术的发展产生了深远的影响。

 

20世纪80年代，出现了以绝缘栅双极型晶体管（IGBT）为代表的第三队复合型场控半导体器件，另外还有静电感应式晶体管（SIT）、静电感应式晶闸管（SITH）、MOS晶闸管（MCT）等。这些器件不仅有很高的开关频率，一般为几十到几百千赫兹，而且有更高的耐压性，电流容量大，可以构成大功率、高频的电力电子电路。

 

20世纪80年代后期，电力半导体器件的发展趋势是模块化、集成化，按照电力电子电路的各种拓扑结构，将多个相同的电力半导体器件或不同的电力半导体器件封装在一个模块中，这样可以缩小器件体积、降低成本、提高可靠性。现在已经出现了第四代电力电子器件——集成功率半导体器件（PIC），它将电力电子器件与驱动电路、控制电路及保护电路集成在一块芯片上，开辟了电力电子器件智能化的方向，应用前景广阔。目前经常使用的智能化功率模块（IPM），除了集成功率器件和驱动电路以外，还集成了过压、过流和过热等故障检测电路，并可将监测信号传送至CPU，以保证IPM自身不受损害。

 

 

 

 

一、政策支持情况分析

 

在2009年国务院发布的《电子信息产业调整和振兴规划》中，强调要加快电子元器件产品升级，充分发挥整机需求的导向作用，围绕国内整机配套调整元器件产品结构，提高片式元器件、新型电力电子器件、高频频率器件等产品的研发生产能力，初步形成完整配套、相互支撑的电子元器件产业体系；加快发展无污染、环保型基础元器件和关键材料，提高产品性能和可靠性，提高电子元器件和基础材料的回收利用水平，降低物流和管理成本，进一步提高出口产品竞争力，保持国际市场份额。同时，《装备制造业调整和振兴规划》也提出要重点发展大功率电力电子元件、功能模块。

 

二、技术情况分析

 

电力电子技术是研究电能高效变换和控制的技术，因此为节能服务是电力电子发展的自然结果，国外称电力电子技术为“节能王牌”，晶闸管是电力电子技术的关键。电力电子对节能的促进，主要体现在电机的斩波调速、风机水泵的交流调速、对新能源的利用以及对过剩能量的贮存和启用等多方面。如沈阳电气公司推广斩波调速，节电率达22%，国外节电率达44%，在地铁、矿用车方面节电效果显著。在风机水泵领域，使用电力电子技术可比普通技术显著提高节能效率。

 

三、市场机会分析

 

我国总体上正处于工业化的中期阶段，工业生产保持了高速增长态势，工业经济总体规模不断扩大。装备制造业发展势头良好，装备水平快速提升，促进了我国产业结构的升级，装备水平的提高和工业的持续发展，以及产业升级的要求，将促进大功率半导体向更高品质、更大功率、更高电压不断发展，为大功率半导体行业带来更大的发展机遇。

 

 

一、电力整流器件项目产业投资发展前景

 

电力电子产品因其良好的发展前景，已被西电公司列为“十五”期间的支柱性产业，特别是近年来兴起的直流输电、静补、城市地铁、轻轨等产品，具有良好的发展前景，随着国家“西电东送”工程的实施，电力电子技术已迅速发展成为一门独立的技术、学科领域。它的应用领域几乎涉及到国民经 济的各个工业部门。毫无疑问，它将成为新世纪的关键支撑技术之一。电力电子技术拥有许 多微电子技术所具有的特征，比如发展迅速、渗透力强、生命力旺盛，并且能与其它学科相互融合和相互发展。

 

国家关键性的科技领域有七个方面：能源、环保、资 讯与通信、生命科学、材料和交通。每一领域中电力电子技术都扮演者重要的角色。可见， 电力电子技术是现代社会的重要支撑科技，在国民经济各个领域中有着广泛的应用和美好的前景。

 

二、中国电力整流器件项目市场蕴藏的商机

 

国内本行业生产企业约80家，行业集中度较低；随着下游行业对技术水平、质量水平和成本水平要求的提高，小企业及弱势企业的生存空间越来越小，行业重组整合以及与国外大企业的联合重组趋势明显。

 

在我国近年兴建的±500千伏、3000安培、300万千瓦常规直流工程中，都是采用基于5英寸晶闸管的换流阀。

 

随着社会的发展和环境的变化，能源基地的集约化开发、大规模远距离输送已经成为当前电力生产和消费的最主要模式。我国仅长江上游的水电基地可开发装机容量就达9000万千瓦。列入开发计划达7000万千瓦，开发工作已全面展开。而这些电力的主要消纳地为华东和华中地区。经过反复论证和滚动规划，考虑系统强度、走廊约束、技术发展等边界条件，国内相关部门已经向国家提出金沙江、溪落渡一期工程采用3回±800千伏、4000安培、640万千瓦特高压直流输电工程外送的建议。正如我们在三峡工程中所建设的±500千伏、300万千瓦直流工程一样，一期直流方案将在国内形成一个标准的电压等级和规模，对大规模的应用有极大的经济意义和工程价值。

 

从国际上看，在巴西亚马逊河盆地、非洲刚果河流域、印度东部等将陆续出现大规模的能源基地，这些能源基地距离负荷中心一般都超过1500公里，都在积极论证采用±800千伏、输送容量为600万千瓦的直流输电方式。发展更大规模的直流输电技术在世界范围内有巨大的应用空间和市场。略……