随着汽车电动化、智能化、网联化等发展，汽车电子迎来结构性变革大机会。在传统燃料汽车中，汽车电子主要分布于动力传动系统、车身、安全、娱乐等子系统中。

按照功能划分，汽车半导体可大致分为功率半导体（IGBT和MOSFET等）、MCU、传感器及其他等元器件。

年，新能源汽车产销分别完成.6万辆和.7万辆，产销较年有所回升，增速实现由负转正。其中新能源乘用车占据主要市场，产销占比均在90%以上。

按能源供给方式来看，纯电动汽车产销占比均在80%以上，插电式混合动力汽车产销占比不足20%，燃料电池汽车产销占比不足0.1%。

从新能源乘用车前十车企销量情况来看，比亚迪、上汽通用五菱、特斯拉销量排名前三。

功率半导体控制了整个电动汽车的动力系统，电控接受整车控制器的指令，进而控制驱动电机的转速和转矩，以控制整车的运动，相当于发动机。

功率半导体器件包括了MOSFET、IGBT（绝缘栅极晶体管）等，主要用于电能变换和电能控制电路的大功率电子器件。

其中IGBT既有MOSFET器件驱动简单快速的优点，又具有双极型功率器件功率容量大的优点，主要用于变流系统：

如牵引传动、电机控制、变频器、开关电源、照明电路等，是其能源变换与传输的核心器件、是电机控制的“CPU”。

IGBT占汽车电机控制成本的37%左右，目前国内基本依赖进口，关键技术被国外公司垄断，成本较高。

另外，目前基于Si材料的器件性能已经逼近于理论极限，而基于SiC材料的功率型器件正在急速发展，处于发展的前期，其强大的系能将对电动汽车的电机驱动系统系能带来改变。

新能源汽车功率半导体核心器件IGBT、MOSFET价值量未来可观

IGBT价值量分析：

IGBT约占全球功率半导体市场的25%，天风证券分析师估算IGBT占中国年新能源半导体汽车功率半导体的25%。

IGBT在中新能源汽车年的价值量=功率半导体的价值量*25%=亿元*25%=31亿元

MOSFET价值量分析：

MOSFET约占全球功率半导体市场的35%，天风证券分析师估算MOSFET占中国年新能源半导体汽车功率半导体的35%。

MOSFET在中新能源汽车年的价值量=功率半导体的价值量*35%=亿元*35%=43亿元

天眼查APP专业版数据显示，目前，我国超过7.3万家经营范围含“半导体”，且状态为在业、存续、迁入、迁出的半导体相关企业。其中有限责任公司占比达87%，个体工商户占比达3.8%。

从地域分布来看，广东省半导体相关企业数量最多，超2.9万家，占全国比为41%。其次是江苏省、共有1.2万家。此外，上海、浙江，山东等地也排在前列。

IGBT定义、应用、技术

IGBT模块，其实物外观示例如下：

IGBT是InsulatedGateBipolarTransistor的缩写，即绝缘栅双极型晶体管。

它是由BJT和MOSFET组成的复合功率半导体器件，既有MOSFET的开关速度高、输入阻抗高、控制功率小、驱动电路简单、开关损耗小的优点，又有BJT导通电压低、通态电流大、损耗小的优点，在高压、大电流、高速等方面是其他功率器件不能比拟的，因而是电力电子领域较为理想的开关器件，是未来应用发展的主要方向。

IGBT是现代电力电子领域的代表性器件，由于具有导通电阻小、开关速度快、工作频率高等特点，可以在各种电路中提高功率转换、传送和控制的效率，实现节约能源、提高工业控制水平的目的。

三电中电控系统的主要作用是接收整车控制器的指令，进而控制驱动电机的转速和转矩，以控制整车的运动。

另外，在制动阶段，电机控制器负责将驱动电机的回馈能量进行回收并储存到动力电池以提高能源利用效率。

IGBT模块为电控系统的核心器件，担负着电控系统中将动力电池直流电能转换成驱动电机所需交流变频电能的功能，IGBT模块决定了整车的电能转换效率。

IGBT主要应用于新能源汽车领域中以下几个方面：电机控制器、车载空调、充电桩

1）电机控制器：大功率直流/交流逆变后驱动汽车电机，锂电池+汽车电池+电机控制器=新能源汽车动力系统，相当于传统汽车的发电机，IGBT模块相当于汽车动力系统的CPU

2）车载空调控制系统：小功率直流/交流逆变，使用电流较小的IGBT模块

3）充电桩：智能充电桩中IGBT被作为开关元件使用

IGBT的制造工艺在持续革新，IGBT产品的差异化和性能的提升有赖于掺杂、扩散和薄片加工等多种工艺的应用，相关工艺的技术壁垒较高，制造技术也成为实现IGBT自主创新的关键。

IGBT芯片技术的发展

从20世纪80年代至今，IGBT芯片经历了7代升级，从平面穿通型（PT）到沟槽型电场—截止型（FS-Trench），芯片面积、工艺线宽、通态饱和压降、关断时间、功率损耗等各项指标经历了不断的优化，断态电压也从V提高到V以上。

1）第一代：PT-IGBT，产品采用“辐照”手段，由于体内晶体结构本身原因造成“负温度系数”，各IGBT原胞通态压降不一致，不利于并联运行，第一代IGBT电流只有25A，且容量小，有擎住现象，速度低。

2）第二代：改进的PT-IGBT，采用“电场终止技术”，增加一个“缓冲层”，在相同的击穿电压下实现了更薄的晶片厚度，从而降低了IGBT导通电阻，降低了IGBT工作过程中的损耗。此技术在耐压较高的IGBT上运用效果明显。

3）第三代：Trench-IGBT，最大的改进是采用Trench结构，把沟道从表面变到垂直面，所以基区的PIN效应增强，栅极附近载流子浓度增大，从而提高了电导调制效应减小了导通电阻；同时由于沟道不在表面，栅极密度增加不受限制，工作时增强了电流导通能力。

4）第四代：NPT-IGBT，不再采用外延技术，而是采用离子注入的技术来生成P+集电极（透明集电极技术），可以精准的控制结深而控制发射效率尽可能低，增快载流子抽取速度来降低关断损耗，可以保持基区原有的载流子寿命而不会影响稳态功耗，同时具有正温度系数特点。

5）第五代：FS-IGBT，是第四代产品“透明集电区技术”与“电场终止技术”的组合。

由于采用了先进的薄片技术并且在薄片上形成电场终止层，大大的减小了芯片的总厚度，使得导通压降和动态损耗都有大幅的下降，从而进一步降低IGBT工作中过程中的损耗。

6）第六代：FS-Trench-IGBT，是在第五代基础上改进了沟槽栅结构，进一步的增加了芯片的电流导通能力，极大地优化了芯片内的载流子浓度和分布。减小了芯片的综合损耗。

7）第七代：IGBT7沟道密度更高，元胞间距也经过精心设计，并且优化了寄生电容参数，从而实现5kv/us下的最佳开关性能。

功率半导体器件价值量稳步上升

功率器件产品中，MOSFET和IGBT是汽车电子的核心。MOSFET产品是功率器件市场应用最多的产品，年MOSFET占功率半导体分立器件市场35.4％；IGBT是功率器件中增长最为迅速的产品，占总市场的25％，其作为新能源汽车必不可少的半导体器件，下游需求相当强劲。

相比于传统燃油车，新能源汽车功率器件使用量更大。根据StrategyAnalytics数据库的数据分析，在传统内燃机车上，功率半导体装机价值为71美元，占据车用半导体总价值的21％；而对于混合动力车，则在传统内燃汽车基础上新增的功率半导体价值为美元（元）；在纯电动车上，功率半导体价值为（元）美元，占据车用半导体总价值的55％。

根据中国国务院办公厅日前印发《新能源汽车产业发展规划(－年)》提出，年，新能源汽车新车销售量达到汽车新车销售总量的20%左右。

在国务院新闻办公室3日举行的国务院政策例行吹风会上，辛国斌表示，如果汽车年销售总量是万辆，20%则是万辆。

根据公安部统计数据天风证券分析师预测：纯电动车年后将在新能源车中占比为80%左右。

功率半导体在中新能源汽车年的价值量分析：

万辆车*80%纯电动车=万辆纯电动车万辆*20%其他=辆混动车中国纯电动车功率半导体价值量：

万辆纯电动车*美元功率半导体价值=15.48亿美元=亿元

中国混动车功率半导体价值量：

万辆混动车*美元功率半导体价值=3.54亿美元=24亿元

功率半导体在中新能源汽车年的价值量=24+=亿元

Yole的调查结果显示，年功率半导体市场规模为亿美元（约人民币1,亿元），未来，年均增长率预计为4.3%，年市场规模预计为亿美元（约人民币1,亿元）。

新能源汽车将助力IGBT需求持续增长，汽车有望成为IGBT最大市场

IGBT作为汽车功率半导体的核心，IGBT约占电机驱动系统成本的一半，而电机驱动系统占整车成本的15－20％，也就是说IGBT占整车成本的7－10％。

由于未来几年新能源汽车及充电桩市场将进入高增长期，IGBT将迎来黄金发展期。是除电池之外成本第二高的元件，也决定了整车的能源效率。

外国企业占据绝大部分市场：全球IGBT模组市场则主要由英飞凌、三菱电机、富士电机、安森美和赛米控等厂商占据。中国的斯达半导（Starpower）处于全球第八位。

目前，IGBT国产化已成为国家关键半导体器件的发展重点之一，IGBT已经被列为国家“02专项”的重点扶持项目。

电动汽车（EV+PHEV）IGBT的市场份额中，英飞凌处于绝对领先位置，占49.2%。

部分国内IGBTIDM:

中车时代电气

年，中车时代电气（当时名为“南车时代电气”）收购全球IBGT厂商丹尼斯，年建成国内首条高压IGBT模块封装线，自年开始着手筹建国内首条专注于IGBT芯片的先进生产线。

目前，中车时代电气IGBT产品已从V覆盖至V，并批量应用于高铁、电网、电动汽车、风电等领域，年其高压IGBT模块在电力系统收获订单，并成功研制世界最大容量压接型IGBT。

士兰微

士兰微5英寸、6英寸芯片生产线已稳定运行，8英寸芯片生产线也顺利投产，陆续完成了高压BCD、超薄片槽栅IGBT、超结高压MOSFET、高密度沟槽栅MOSFET、快回复二极管、MEMS传感器等工艺的研发。

年4月，士兰微推出了应用于家用电磁炉的VRC-IGBT系列产品，据悉其所开发的IGBT已在多个领域通过了客户的严格测试并导入量产。

华微电子

华微电子主要生产功率半导体器件及IC，目前已形成IGBT、MOSFET、SCR、SBD、IPM、FRD、BJT等为营销主线的系列产品，其V~V的Trench-FSIGBT平台产品已通过客户验证。

年4月，华微电子拟募投8英寸生产线项目，V-V各种电压、电流等级IGBT芯片是该项目的重点之一。

重庆华润微

重庆华润微拥有国内第一条全内资8英寸专注功率器件晶圆生产线，月产能5.1万片，工艺能力0.18微米，以及一条8英寸特种工艺生产线。

目前该公司已启动12英寸晶圆生产线及相关配套封测线建设规划，主要生产MOSFET、IGBT、电源管理芯片等功率半导体产品。

扬杰科技

扬州扬杰电子科技股份有限公司成立于年8月，致力于功率半导体芯片及器件制造、集成电路封装测试等领域的产业发展，主营产品为各类电力电子器件芯片、功率二极管、整流桥、大功率模块。

在IGBT方面扬杰科技于年3月控股了一条位于宜兴的6英寸晶圆线，目前该生产线已经量产IGBT芯片，主要应用于电磁炉等小家电领域。

扬杰科技在互动平台上表示，年度，公司IGBT芯片实际产出近0片。

闻泰科技

年8月20日，闻泰科技12英寸车规级功率半导体晶圆制造中心项目正式签约落户临港新片区。项目总投资亿元，预计达产后年产能36万片。

闻天下董事长、闻泰科技董事长张学政介绍了闻泰科技收购安世半导体的基本情况以及未来的发展规划。

张学政表示，闻天下作为闻泰科技的控股股东，将持续帮助闻泰科技在中国设立新的半导体研发中心、晶圆厂和封测厂。

在各个层面上协助和帮助闻泰科技在半导体分立器件特别是车规级功率器件领域的研发、晶圆、封测项目在中国的产业落地，推动中国车规级半导体行业的发展。

IGBT制造：

华虹宏力

上海华虹宏力半导体制造有限公司由原上海华虹NEC电子有限公司和上海宏力半导体制造有限公司新设合并而成，是全球首家提供场截止型绝缘栅双极型晶体管（FSIGBT）量产技术的8英寸集成电路芯片制造厂。

华虹宏力自年起就已成功量产了V非穿通型（NPT）IGBT；年V-VFSIGBT实现量产，随后与多家合作单位陆续推出了V、V、V等IGBT器件工艺，成功解决了IGBT的关键工艺问题，包括硅片翘曲及背面工艺能力等。

据悉目前华虹宏力是国内唯一拥有IGBT全套背面加工工艺的晶圆代工企业，同时正在加速研发V超高压IGBT技术。

IGBT设计：

无锡新洁能

无锡新洁能股份有限公司成立于年，主营业务为MOSFET、IGBT等半导体功率器件的研发设计及销售，主要产品按照是否封装可分为芯片和封装成品，广泛应用于消费电子、汽车电子、工业电子以及新能源汽车/充电桩、智能装备制造、物联网、光伏新能源等领域。

据无锡新洁能官方介绍，目前其主要产品包括12V~V沟槽型功率MOSFET（N沟道和P沟道）、30V~V屏蔽栅功率MOSFET（N沟道和P沟道）、V~V超结功率MOSFET、V~V沟槽栅场截止型IGBT，相关核心技术已获得多项专利授权，四大系列产品均获得江苏省高新技术产品认定。

思瑞浦

作为中国模拟芯片设计领航者，思瑞浦有望充分受益于“国产化+下游需求扩张”。

思瑞浦的产品以信号链模拟芯片为主，并逐渐向电源管理模拟芯片拓展，而其中在信号链模拟芯片领域，思瑞浦是少数实现通信系统模拟芯片技术突破的本土企业之一，许多核心产品的综合性能已经达到了国际标准。

公司产品应用范围涵盖信息通讯、工业控制、监控安全、医疗健康、仪器仪表和家用电器等众多领域。

汽车半导体是未来碳化硅功率器件的主要推动力,未来价值量可期

第三代半导体材料SiC中。到年，SiC功率半导体市场将以29％的复合年增长率增长，达到20亿美元。未来价值量可期。

碳化硅耐高温高压、器件小型化和轻量化、低损耗高频率

宽禁带功率器件指基材禁带宽度较高（大于2.3eV）的功率器件，一般仅指基于碳化硅、氮化镓这类第三代半导体材料制作的功率器件。

宽禁带半导体由于基材与硅不同，所以在器件性能上与硅基器件有较大差异，例如第三代半导体材料的优点是禁带宽度大、击穿电场高、热导率高、抗辐射能力强、频率高，在高压、高温、高频应用领域相较于传统硅基器件有更强优势，同时使得系统结构简单化，降低损耗，更加节能，因此第三代半导体材料尤其适用于需要进行大功率电流转换的功率器件领域。

另外，第三代半导体材料的另一个优点是安全、环保，不会像砷化镓（GaAs）、磷化铟中（InP）等对环境以及人体产生危害。

而由于氮化镓在材料端制备环节仍存在较大技术难度，当前具备大规模量产条件的第三代半导体功率器件仅有碳化硅。

总结来看，对比硅基器件，碳化硅功率器件主要有三大优势：

（1）耐高温、高压。碳化硅功率器件的工作温度理论上可达℃以上，是同等硅基器件的4倍，耐压能力是同等硅基器件的10倍，可以承受更加极端的工作环境。

（2）器件小型化和轻量化。碳化硅器件拥有更高的热导率和功率密度，能够简化散热系统，从而实现器件的小型化和轻量化。

（3）低损耗、高频率。碳化硅器件的工作频率可达硅基器件的10倍，而且效率不随工作频率的升高而降低，可以降低近50%的能量损耗；同时因频率的提升减少了电感、变压器等外围组件体积，降低了组成系统后的体积及其他组件成本。

碳化硅行业竞争格局，进口依赖强，国产替代需求强烈

从全球碳化硅参与者来看，目前以美国、欧洲、日本厂商为主，其中CREE（子公司Wolfspeed负责器件生产）、罗姆（子公司SiCrystal负责碳化硅晶圆生产）实现了从碳化硅衬底、外延、设计、器件及模块制造的全产业链布局，实力最强；

除此之外，大部分参与者均集中于衬底、外延、设计、制造中的一到两个环节；

国际主要的上游原材料企业均实现从衬底到外延的连续布局，如CREE、SiCrystal、DOW、II-VI；

国际主要的器件生产厂商以IDM形式为主，如英飞凌、意法半导体、富士电机、三菱电机、安森美、东芝，而其中的日系厂商还具备从模组到系统应用设备的整合能力，直面终端客户。

从国内的碳化硅参与者来看，与CREE、ROHM类似的全流程布局的有三安光电、世纪金光；

主要有负责碳化硅衬底生产的企业有天科合达、山东天岳；负责碳化硅外延片生产的有东莞天域、厦门瀚天天成；

负责器件设计的有台湾瀚薪、深圳基本半导体；而以IDM形式生产器件和模块的企业有泰科天润、瑞能半导体。

目前碳化硅器件领域海外公司实力领先，国内市场自给率较低。目前全球碳化硅市场基本被国外企业垄断。

其中，尤以美国、欧洲、日本为大。美国的科锐Cree居于领导地位，车载基板占据全球产量的80%以上；

欧洲则拥有完整SiC衬底、外延、器件以及应用产业链，代表公司为英飞凌、意法半导体等；

日本更是设备和模块开发方面的绝对领先者，代表企业为罗姆半导体、三菱电机等。

与国外大厂相比，国内的SiC起步相对较晚，目前与美欧日这些公司在部分环节还存在一定的差距。

但从整体产业链来看，相比于世界一流技术，我们大约是处于其五年前的水平阶段，而且这个时间差正在逐渐缩小，部分技术环节甚至是齐头并进。

如今，全新时代下的新能源汽车市场，又将迎来一场新风口。而这一次，各车企已经不再处于同一起跑线。现在的造车战场，玩家更多了，巨头的加入，也将让战争更加激烈。

年的中国新能源市场，开局就迎来了同比暴增%的销量成绩，毫无疑问，今年也同样会是做大做强，再创辉煌的一年。

注：本文内容主要摘自天风证券，中外行业研究整理推送