IGBT 产业链解析

发表于： 2023年10月31日 2023年10月31日
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IGBT行业概览

功率半导体主要产品包括功率器件（二极管、IGBT、MOS、BJT）。其中，MOS、IGBT属于第二代功率半导体器件，附加值更高。

新型功率半导体器件IGBT已成为电力电子领域开关器件的主流发展方向。

IGBT（绝缘栅双极型晶体管）是由MOS、BJT组成的复合全控型功率半导体，兼具MOS输入阻扛高、BJT导通电压低的两大优势，驱动功率小且饱和电压低，适用于高压、大电流领域，是电力电子装置的CPU。

IGBT结构示意图：

资料来源：电子工程专辑

IGBT发展历程

从1988年IGBT诞生至今，已经有七代IGBT结构。

自上世纪80年度IGBT开启工业化应用以来，IGBT技术经历了丰富的技术演变，涌现出七代不同的IGBT技术方案。2012年三菱电机推出第七代IGBT。

IGBT7采用了新型微沟槽（MPT）+电场场截止技术。根据富士电机发布的第七代IGBT产品数据，相比于第六代V系列，IGBT7可以使逆变器的功率损耗降低10%，最高操作结温度从150°C提高到175°C，这有助于减小设备尺寸。

IGBT产业链

IGBT是技术成熟的器件，产业链的各个环节都相对稳定。

IGBT核心技术为IGBT芯片的设计和制造以及IGBT模块的设计、制造和测试。行业壁垒非常高，包括对人才和设备的要求也极高。

行业认证周期长，车规级认证周期长达2~3年，定点企业先发优势明显。

IGBT制造属于资本密集型行业，一条年产25万片的8寸晶圆线投资额超20亿元。

IGBT产业链图谱及代表公司：

资料来源：行行查

IGBT产业链公司运作模式

IGBT产业链公司运作模式可分为Fabless、Foundry、IDM三类。

Fabless模式主要负责设计芯片电路以及最终的销售，将具体生产环节外包，在中国市场主要厂商有斯达半导、中科君芯等。

Foundry模式主要负责主制造、封装或测试的其中环节，主要厂商有上海先进、江苏宏微等。

IDM模式集芯片设计、制造、封测多个环节于一身，全球龙头企业多为此模式，比如英飞凌、三菱等，海外企业凭借多年的积累，在车规级IGBT产品市场占据了一定的先发优势。

在IGBT分立器件和IGBT模块领域，英飞凌是当之无愧的龙头厂商，据Omdia数据，其2021年的市占率均为全球第一，占有全球三分之一以上的市场。

中国市场IDM模式代表企业包括中车时代电气、比亚迪等。

IGBT产业链代表公司运作模式：

资料来源：YOLE

随着全球制造业向中国的转移，中国已逐渐成为全球最大的IGBT消费市场。

近年来产业国产化进程显著加速，出现一批有代表性的国内本土制造企业，如中车时代电气、比亚迪、斯达半导、士兰微、华润微、江苏宏微科技等。

2021年比亚迪半导、斯达半导、时代电气车载IGBT收入约为13、5、2亿元，同比均实现翻倍增长，国产化率超过30%。

比亚迪通过向自供，在新能源汽车IGBT模块市场中市占率达到了18%。此外，斯达半导、时代电气等国内厂商也成功在国内新能源汽车用IGBT模块市场中占取到了一定份额。

时代电气750V车规级逆导IGBT芯片已处于样件试验阶段；斯达半导基于第七代IGBT技术的车规级650/750V IGBT芯片已研发成功，并预计于2022年开始批量供货；宏微科技750V车规级IGBT预计于2022年开始起量。士兰微车载IGBT产品已在部分客户处批量供货。

比亚迪在去年底与士兰微签订IGBT供货订单，此外获得订单的还有斯达半导、时代电气、华润微等。其中时代电气今年4月末透露，目前新能源车IGBT订单饱满，2022年落实的车规IGBT交付水平有望超过70万台。

部分本土企业IGBT业务近况（IGBT技术以英飞凌IGBT产品技术为基准）：

IGBT下游应用分析

IGBT下游应用比较广泛，增速最快的方向有2个，分别是光伏和新能源汽车。

IGBT分为单管、模块、IPM，平时说的比较多的是IGBT单管和模块，技术上的区别可以参考下图。一句话概况，IGBT单管适用于小功率场景，IGBT模块适用于大功率场景。

目前国产IGBT主要还是应用于国内，出口商品应用较少。

光伏领域应用情况，光伏逆变器分为分布式和集中式，分布式中功率相对较低的场景如入户式、微逆中IGBT单管用的较多，集中式逆变器和高功率分布式中常用的是IGBT模块，先简单知道这个概念就可。上半年国内光伏装机量约30GW，72%的占比为分布式的，所以上半年需求旺盛的是IGBT单管，行业整体进行了涨价。下半年装机量预期会在50-70GW的水平，主要是取决于上游硅料降价的情况，主要是地面电站开始装机，地面电站中主要采用集中式逆变器，这对IGBT模块的需求比较旺盛，最受益的是斯达半导。

新能源汽车中主要是采用IGBT模块，从现在的政策推动情况来看，下半年销售量是有望超预期的，现在有说法全年销售量可以达到660万辆的水平。据推算，国内IGBT供给情况目前缺口还是比较大的。从最近两年的市占率来看，斯达无疑是龙头，比亚迪主要是自己用，所以比较的意义不大。时代电气的车规级IGBT放量比较快，在股票市场也有反映。