IGBT：电力电子行业的心脏.docx

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1、IGBT :电力电子行业的心脏一、IGBT技术1.IGBTIGBT是在电器设备中实现电能转换、传输和控制的核心器件，可以说是 电力电子装备的“心脏”，高效节能减排的主力军。作为电力电子技术最具代表性的产品，IGBT是工业控制及自动化领域的 核心元器件，能够根据工业装置中的信号指令来调节电路中的电压、电流、频 率、相位等，以实现精准调控的目的，应用场景包括变频器、逆变焊机、电磁 感应加热、工业电源等。2.1 GBT下游应用IGBT广泛应用于工业、汽车、通信及消费电子领域，其主要电压应用范 围在600V及以上。由于经济的飞速发展，我国能源需求量大幅上升，在节能 减排政策的背景下，新能源发电、新能源

2、汽车等节能效果明显的产品近年来市 场规模不断扩大。各电压等级IGBT应用领域各不相同，其中:(1 )低压领域：IGBT主要应用于变频白色家电、新能源汽车、新能源充 电桩等领域，随着变频家电和新能源汽车渗透率的逐步提升，带动相关IGBT 需求持续上升。(2 )中压领域：随着信息产业与高端制造业的快速发展，新能源并网和 电网工程建设工程逐步加强，我国工业逆变焊机、逆变频器市场持续升温，USB 电源与新能源发电市场稳步增长。(3 )高压领域：主要应用于轨道交通和电网传输领域，二者发展规模与投资规模持续增长。_?Y一电磁炉家新嗨舞 电家电电焊机、T Tg频业期新能源汽车3.IGBT市场规模全球IGBT

3、市场规模2017-2021年从46.8亿美元增长至70.9亿美元,年复合增长率为ll%0预计2022年，全球IGBT市场规模将达到80.8亿美Uo全球IGBT市场规模201721R201922721792FIGBT发展不断超预期，国内厂商迎来快速发展的黄金时期。目前，全球IGBT领域，不管是芯片、单管还是模块,英飞凌、三菱、富士电机都占据了 50%以上的市场份额。同时,在3300V以上的高端IGBT领域，海外厂商的 IGBT产品的市场优势地位仍十分明显。中国已经成为全球最大的IGBT市场，但国产化率低，国产替代空间大。 2021年我国IGBT行业产量将达到0.26亿只，需求量约为1.32亿只。

4、预计 2025年我国IGBT行业产量将达到0.78亿只，需求量约为1.96亿只。中国IGBT自给率25000产量（万只）需求量（万只） 自给率（%）r45%-40%20000 -35%15000-10000-5000-l.JjjjjllJiIiITTiTiiTl-30%-25%-10%-5%0%/ 才 / / / / /ZA/4.靠什么拉动IGBT需求？新能源汽车拉动IGBT需求。IGBT模块在新能源汽车领域中发挥着至关重要的作用，是新能源汽车电 机控制器、车载空调、充电桩等设备的核心元器件。新能源汽车中的功率半导 体价值量提升十分显著，根据英飞凌年报显示，新能源汽车中功率半导体器件 的价值量

5、约为传统燃油车的5倍以上。其中，IGBT约占新能源汽车电控系统 成本的37% ,是电控系统中最核心的电子器件之一。因此，未来新能源汽车市场的快速增长，有望带动以IGBT为代表的功率 半导体器件的价值量显著提升，从而有力推动IGBT市场的发展。IGBT是新能源发电行业核心器件，光伏、发电逆变器拉动IGBT需求。IGBT在光伏行业主要应用于光伏逆变器，占其价值量的15%-20%o由于光伏发电输出的电能不符合电网要求，需通过光伏逆变器将其整流成 直流电，再逆变成符合电网要求交流电后输入并网。IGBT模块是光伏逆变器 的核心器件，占逆变器价值量的15%-20%o2021年全年光伏新增54.88GW ,

6、 2022年前三季度的新增装机,已经接近去年全年的总规模。今年9月光伏新增装机达8.13GW ,环比增长20.6% ;1-9月，光伏累计新增装机已达52.6GW0国家统计局预测，至2025年中国新能源发电通过柔性输电并网比例将会提升至71% ,中国新能源发电IGBT市场规模将会增加到14.4亿元。5G基站、特高压、充电桩等新基建领域拉动IGBT需求。根据有关部门的要求，我国近年来将发力于科技端的基础设施建设，包含5G基建、特高压、城际高速铁路和轨道交通、新能源车充电桩、大数据中心、人工智能和工业互联网等七大新基建板块，其中5G基站、新能源车充电桩、 城际高铁和城市轨道交通和特高压等新基建领域都

7、会大量使用IGBT ,有效拉 动IGBT需求。新基建等i域相关行业I颂应用场景特高乐电/器件、变压器、配网设法、互感 器、电网柒建输电弱的逆变;S、换洗器等新能源十充电帏电/器件、施工设备、交运基建、整 乍生产变乐器、鬼波器等城际密趺和城市轨道交通电广器件、线缆材料、充电子基建、 瞿料材料牵引变潦器、至可变压器等56鬲站电子器件、运营前、光通佶设备、得 锚设符等某站IPS电源二、IGBT产业链1.IGBT企业的三种业务模式商业模式代表厂商IDM厂商英飞凌、意法半导体、比亚迪微电子、中车时代、士兰微等设计厂商英飞凌、意法半导体、斯达半导体、中科君芯等模组赛米控、斯达半导、江苏宏微、中车西安永电等

8、IDM : IDM模式即垂直整合制造商，是指包含电路设计、晶圆制造、封 装测试以及投向消费市场全环节业务的企业模式，IGBT芯片、快恢复二极管 芯片设计只是其中的一个部门，同时企业拥有自己的晶圆厂、封装厂和测试厂。 该模式对企业技术、资金和市场份额要求极高，目前仅有英飞凌、三菱等少数 国际巨头采用此模式。模组：如丹佛斯、赛米控等。Fabless 模式:Fabless 是 Fabrication （制造）和 IeSS （没有）的组合。 FabIeSS模式是集成电路行业的一种经营模式，即企业自身专注于芯片设计， 而将芯片制造外协给代工厂商生产制造的模式，而芯片代工厂商负责采购硅片 和加工生产。Fa

9、bleSS模式的企业无需投资建立晶圆制造生产线，减小了投资 风险，能够快速开发出终端需要的芯片。国外巨头大多数均采用IDM模式，而国内典型公司如斯达半导采用的 FabIeSs+模组的模式：Fabless的模式在中国比较流行的主要原因在于，功率 半导体并不是需要特别高精尖的晶圆厂代工，而单独建产线资本回收期非常长， 另外大陆有较多的成熟工艺代工厂产能足够支配，因此对于国内厂商大多是后 进者来说,在快速追赶期Fabless也不失为一种比较好的模式。2.IGBT产业链ZlIGBT产业链主要包括IGBT芯片设计、制造、模块封测三大部分，全球龙 头企业多为IDM模式，如英飞凌、安森美等企业；也有具备设计

10、和模块封测 的企业，如斯达半导、宏微科技；还有只具备模块生产制造能力的企业，如赛 米控。美飞电、三叠电法率导体.安&美、富士电、事和短、at DB + 4(601766.SH) . lm(600460.SH).凰A”收(600745.SH)、华微电子(Goo36O.SH ).隼洞徽(688396.SH)、扬冬K技(300373.SZ)、台基收信(300046.SZ)、BYD率导长电科川60054SH), .叁及中芯区昨(638981 .SH)、 隼 h宏力(1347.HK)、 隼利上华、鬻M寇 通富*002156SZ) 西安东电、 襄2舞 TlrtS衰着、隼灭施(002185.SZ)、山为备住

11、、斯达半导(603290.SH)、*4fR(688711.SH)3.1GBT公司IGBT为功率半导体中增速最快的细分产品，深度受益于新能源汽车渗透 率的提升和逆变器出货量的快速增长,2022年车载IGBT增速接近100%。IGBT竞争格局仍以海外龙头为主，但国内逐渐挤出海外公司。从竞争格 局来看，英飞凌是绝对龙头，时代电气、斯达半导、比亚迪、士兰微国内领先。公司名器2021 年 IGBT收入(亿元)TM商业事太汽车代袤客户光伏, 风电代表客户工控代我客户家电代表 客户斯达半导16工控63%,新能源汽车28、. 光伏6、Fabless奇瑞、长城长安 比亚迪等阳光电源, 华为、国 僮威、德浪科技等

12、Oh英威璘等-土土微13IPM龙头，变痰冢电、工授 为主，己突遁光伏和新籍源 汽车IDM零距、零电电按、比 亚迪、长城等-汇川、英威腌、 沪通等格力、 美的等新洁Ig0.8M03FET龙头，光伏、工控笄 为主Fabless-南光电源, 固德就、 上能电气等-扬杰科技0 6光伏、 工控等为主Fabless-华为善,阳光电源在 治证SZJII-时代电气9650OV以上IG6T发头.轨交 为主，包括光伏和新能源汽 车IOM小出8、广汽、 东风、上汽等阳光、远景, 金风、 日丰等汇川、英威特、 中加杼等-比亚迪 半导体14新能源汽车为主,工控为辅IDM比亚谑, 蓝海华脱山东奥安、北京 时代普-宏薇科技3工控为主FableS IDM-阳光电源、华为、2 茂威、诧浪科技等汇川、英威朋等-华洞微2工控为主IDM-阳光电源, 上能电气 等-三、总结未来随着新能源汽车、新能源发电等领域的迅速发展，将带动上游IGBT 产品需求不断增长。国内厂商将受益于IGBT的国产替代红利特别要关注IDM 厂商，在代工厂产能紧张的时候，比fabless模式更有先发优势。