2023年中国IGBT芯片行业发展研究报告.docx

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1、2023年中国IGBT芯片行业发展研究报告一、行业概况1、定义IGBT(1nsu1atedGateBipo1arTransistor),绝缘栅双极型晶体管，是由(BiPOIarJunctionTransistor,BJT)双极型三极管和绝缘栅型场效应管(Meta1OxideSemiconductor,MOS)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有(Meta1-Oxide-SemiconductorFie1d-EffectTransistor,MOSFET)金氧半场效晶体管的高输入阻抗和电力晶体管(GiantTransistor,GTR)的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密

2、度大，但驱动电流较大;MoSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。图表1：IGBT芯片的基本结构集电极(C)奥料来源：前瞻产业研究院前瞻经济学人APP功率半导体按器件集成度可以分为功率分立器件和功率IC两大类。本文所指IGBT芯片是指具有独立功能的，用于实现功率转换的芯片产品，是IGBT分立器件的核心组成部分，经封装后成为IGBT单管、IGBT模组等。图表2：功率半导体产品范围示意图集成电起数字IC他MC半导体J爽科来源：芯语前腑户IHH究院前腑经济学人APP2、产业链剖析：不同业务模式企业主要参与环节各异IGBT芯

3、片产业链上游主要是原材料，包括晶圆、硅片、光刻胶等;产业链中游主要为IGBT芯片的设计及制造，在此环节，根据企业业务模式的不同，IDM模式下的企业参与设计和制造全流程，fab1ess模式下的企业主要参与设计环节，通过代工方式减少设备投入风险，因此该类企业的芯片制造环节主要交由专业半导体、芯片制造企业进行生产。产业链下游，经过封装和测试的IGBT模块、单管等产品广泛应用于消费电子、家电、工控、轨交等领域。上游:原材料I苦新型宽禁带材料下游:产品封测中游:芯片设计制造M屈？枭之夕散工艺一兀刻：IGBT芯片模组封装争R切筋！IGBT模块等IGBT单管主要应用市场I.消费电子家用电K、工业控制网络通信

4、j1F新兴产业军工航天就道文遇新能源产业Ct发电端Y电*Y用电*光伏智能电网新能费汽车风电八电力文医aJ1充电班H他WV一aN：aIm壬屯前瞻经济学人APP资料来源：公开资料前瞻产业研究院IGBT芯片产业链上游主要为原材料供应商和设备供应商，如中环股份、SK海力士、环球晶圆等;产业链中游主要是IGBT芯片设计、制造企业，包括中车时代电气、土兰微等;国外厂商主要有英飞凌、三菱电机等;下游主要为IGBT单管、模块制造商，包括宏微科技、斯达半导体等。图表4：IGBT芯片行业全景图请上游；中游设备供应商原材料供应商硅片：中环股份,SK海力士、环球晶圆等；光触口：晶瑞股份、陶氏化学、科华微电子等；封装材

5、料：陶氏杜邦、宏昌电子等工Mfr设备：应用材料、日立高新、上海微电子等；检测设备：长川科技,泰瑞达、上海中艺东电电子东京精密等、?IGBT产品应用领域前瞻经济学人APP资料来源：前瞻产业研究院行业发展历程：技术迭代速度加快上世纪80年代起，IGBT开启工业化应用，目前已经涌现出了七代不同的IGBT技术方案，但这些方案主要由英飞凌、三菱电机等海外知名厂商主导，中国本土厂商进场较晚,叠加贸易摩擦,导致中国IGBT产品严重滞后于国际巨头IGBT产品。中国IGBT产品目前仍以1、2、3、4代为主，与国际巨头英飞凌、三菱电机等差距在10年以上，而步入第5代后,预计差距将缩短为10年，第6、7代产品差距将

6、在5年以内。图表5：中国IGBT芯片行业发展婕奥料来源：前瞻产业研突院前瞻经济学人APP三、行业政策背景：政策加持，推动技术攻关中国IGBT芯片相关政策规划较为丰富，在众多国家顶层政策规划文件中均有所涉及。如2023年11月发布的“十四五”国家信息化规划中明确指出，加快集成电路关键技术攻关。推动计算芯片、存储芯片等创新，加快集成电路设计工具、重点装备和高纯靶材等关键材料研发，推动绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、微机电系统(MEMS)等特色工艺突破。龙布B即发布部门政策名称主要内容2023年11月工信部等（关于巩固回升向好趋势加力林作工业经济的通知湿入实您产业基础再造工程，加强关检原材料、关强软

7、件、核心基册零部件、元慝件供应倒国和协同储备，统筹推动汽车芯片推广应用、技术攻关、产能提升等工作，进一步拓展供应柒道。2023年3月工信部等2023年汽车标准化工作要点健全完善汽车技术标准体系，SO快构建汽车芯片标法体系.开展汽车企业芯片需求及汽车芯片产业技术能力调研，联合集成电路、半导体器件等关联行业研究发布汽车芯片标法体系。推进MeU控制芯片，感知芯片、通信芯片、存储芯片、安全芯片、计算芯片和新能源汽车专用芯片等标准用究和立项.启动汽车芯片功能安全、僖息安全、环境可再住、电磁兼容性等通用规范标准预研。2023年5月国家发改委等关于做好2023年享受脱收优惠政策的集成电路企业或项目、软件企业

8、清国制定工作有关要求的通知）点集成电路设计领域：离住能处理器IoFPGA芯片；存储芯片；智能传感器；工业、通信、汽车和安全芯片；EDA、IPIO设计取务。2023年12月中央网络安全和信总化委员会十四五国家信息化规划加快集成电路关解技术攻关.推动计算芯片、存储芯片等创新，加快集成电路设计工具、声点装备和高纯把材等关健材科研发，推动绝缀榴双极型晶体胃（IGBT）,微机电系统（MEMS）等特色工艺突破。2023年11月工信部等关于加强产融合作推动工业绿色发展的指导意见加快发展战略性新兴产业，提升新能源汽车和智能网歌汽车关他零部件、线车芯片、基励材料、软件系统等产业盛水平，推动提高产业集中度.202

9、3年5月国资委关于加快推进国有企业数字化转里工作的通知通过联合攻关、产殳合作、并购量组等方式，加快攻克核心电子元器件、Ift端芯片、基础软件、梭心工业蒙件等关犍短板，围境企业实际应用场景,加速突破先进传感、折型网络、大数据分析等数字化共住技术及5G、人工智能、区块I1数字孳生等前沿技术,打造形成国标先迸、安全可控的数字化转里技术体系。发布日期部门政策名劣主要内容2023年3月财政部,关于支持集成电路产业和软件产业发展进口税收政费的飒通知明我了免征进口关脱的几况，包括：集成电路线宽小于65纳米的逐辑电路、存储电路生产企业，以及线宽小于025微米的特色工艺融电路生产企业，进口国内不能生产或性能不能

10、满足需求的自用生产性原加、消胸，净化室专用建筑材科、配套系统和集成电路生产设鲁等版件，集成电路线昆小于05微米的化合韧集成磁鱼产企殳和先迸封装测试企业，进口国内不能生也性能不能满足需求的自用生产性原材料、消耗品.2023年3月中共中央(中华人民共和国国民经济和杜会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要在事关国家安全知发展全局的基础核心领域，制定实施废咯性国学计划和科学工程。瞄族人工智能、子信息、ft成电路、生命健康、脑科学、生物白种、空天科技、碘深海等前沿物或实箭一批具有柳性、战略住的国家要大科技项目。从国家息迫需要ID长远需求出发，集中优势资源攻关新发突发传染丽生物安全风险防控、医药M

11、J医疗设督、关甑器件零部件雁础材料、油气嬲开发等领域关健核心技术。2023年2月IfSS汽车半导体供需对接手册支持企业持螃升芯片供给能力，将侬汽车半导体产业能上下游协作，推广优秀的汽车半导体产品，推动汽车企业与半导体企业的沟通对匿2023年1月I(8SG基磁电子元器件产业发展fSOJ(2023-2023年)点发展微型化、片式化阻容感元件，身频率、岛增度频率元塞件，耐Ift温、耐育后、低报耗、富可半导体分立器件及模块，小里化、MqJK.离灵敏度电子防护器件.高性能、多功能、高密度混合集成电路.2023年11月国务院,新能源汽车产业发展规划(2023-2035年)突破车规级芯片、汽车Ii作系统、新

12、型电子电气架构、高效裾密度驱动电机系统等关就技术W产品。2023年7月国务院新时期促进集成电路产业和软件产业育质发展的若鼓励芯片设计、装督、材料、封装、测试企登IO就件企殳发展，自我利年度起，第一年至第二年免征企业所彻脱，第三年至第五年按照25%的法定脱率或减半征收企业所制税.2023年2月国家发赎.智能汽车端i发展战略推进车载“精度传感器、车规级芯片等汽车半导体产品研发与产业化.四、行业发展现状1、市场供不应求，国产化率有待提升根据Yo1e的数据显示，2019-2023年我国IGBT行业的产量分别为1550万只、2023万只、2580万只。考虑到IGBT行业主要产品是模块,而模块主要采用多个

13、IGBT芯片并联方2、国内主流FabIeSS业务模式IGBT行业有两种主流经营模式，分别是IDM模式和垂直分工模式。IDM模式（IntegratedDeviceManufacture,垂直整合制造），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。Fab1eSS（垂直分工模式），是FabriCation（制造）和1ess（没有）的组合，是20世纪80年代开始逐渐发展起来的产业链专业化分工

14、的商业模式。该模式下在各主要业务环节分别形成了专业的厂商，即包括上游的集成电路设计企业（Fab1ess）、中游的晶圆代工厂和下游的芯片封装测试厂。该模式下，Fab1ess企业直接面对终端客户需求，晶圆代工厂以及封装测试厂为Fab1ess企业服务。Fab1ess企业只从事集成电路的设计环节，处于产业链上游，技术密集程度较高，芯片设计厂商在该种模式下起到龙头作用，统一协调芯片设计后的生产、封测与销售。与IDM厂商相比，Fab1ess企业进行集成电路设计的资金、规模门槛较低，有效降低了大规模固定资产投资所带来的财务风险，企业能够将自身资源更好地集中于设计开发环节，最大程度地提高企业运行效率，加快新技

15、术和新产品的开发速度，提升综合竞争能力。奥料来源：力合微招股说明书前瞻产北研究院前瞻经济学人APPIGBT芯片行业中，采用Fab1eSS模式的代表企业有宏微科技、斯达半导体。以宏微科技为例，公司的IGBT芯片主要由华虹宏力、NeWPOrtWaferFab1imited负责代工，公司负责提供IGBT芯片设计方案，由代工企业自行采购原材料硅片进行芯片制造。目前，我国IGBT设计环节代表企业有中科君芯、西安芯派等;制造环节的代表企业有华虹宏力、深圳方正微等;模组环节有深圳比亚迪、宏微科技等;IDM模式的代表企业有中车株洲时代、中环股份、中航微电子等。业务环节代表企业设计中科君芯、西安芯派、无锡同方微、宁波达新、山东科达、宏微科技、斯达半导体等制造中芯国际、华润上华、深圳方正微、上海先进、华虹宏力、华润华晶等模组中车西安永电、西安爱帕克、宏微科技、南京银茂、深圳比亚迪、