（报告出品方/分析师：安信证券马良）

1.IGBT是现代电力电子产业的核心器件，在光伏逆变器领域应用前景广阔

1.1.光伏逆变器是光伏发电核心设备，组串式逆变器占比呈上升趋势

光伏逆变器是光伏发电的核心设备，其主要功能为将太阳能电池组件产生的直流电转化为交流电，并入电网或供负载使用。光伏逆变器主要由输入滤波电路、DC/DCMPPT电路、DC/AC逆变电路、输出滤波电路、核心控制单元电路组成。太阳能电池组件所发的电要通过逆变器的处理才能对外输出，逆变器属于光伏发电系统的核心设备。

光伏逆变器不是简单的电力变换装置。

除将直流电转换为交流电外，光伏逆变器还能够与电网实现交互、使光伏发电系统获得最大输出效率，能够判断及处理光伏系统故障，是多种信息交互的设备、人机交互的重要平台。

光伏逆变器因其技术壁垒较高，在发展初期一直被国外逆变器企业所垄断，我国的部分逆变器企业在不断研发过程中逐步突破技术障碍，目前己在全球逆变器行业中占据一定地位。

光伏逆变器根据输出交流电压的相数，可分为单相逆变器和三相逆变器。

单相指一根相线（俗称火线）和一根零线构成的电能输送形式，必要时会有第三根线（地线）用来防止触电。在日常生活中多使用单相电源，也称为照明电。三相是由三个频率相同、电势振幅相等、相位差互差°角的交流电势组成的电源，三相交流电的用途很多，工业中大部分的交流用电设备（例如电动机）都采用三相交流电。

光伏逆变器根据应用在并网发电系统或离网发电系统中，可分为并网逆变器和离网逆变器。

并网逆变器除可以将直流电转换成交流电外，输出的交流电还与市电的频率及相位同步，可以回到市电。光伏并网逆变器需要检测并网电网情况后再进行并网，断开电网不能工作。因为需要向电网送电，必须在相位、频率、电压与电网一致时并网输出。离网逆变器可独立于电网工作，可带阻容性及电机感性等负载，应变快、抗干扰、适应性及实用性强，是停电应急电源和户外供电首选电源产品。

离网逆变器适用电力系统、通讯系统、铁路系统、航运、医院、商场、学校、户外等场所。

光伏逆变器根据技术路线可以分为集中式逆变器、组串式逆变器和微型逆变器。目前市场主要以集中式逆变器和组串式逆变器为主。集中式逆变器是将汇总后的直流电转变为交流电，功率相对较大；组串式逆变器是将组件产生的直流电直接转变为交流电再进行汇总，功率相对较小，组串式逆变器占光伏电站装机规模市场份额约为60%。

集中式逆变器：

集中式逆变器是将并行的光伏组串连到同一台集中逆变器的直流输入端，做最大功率峰值跟踪以后，再经过逆变并入电网。集中式逆变器单体容量通常在kW以上，需要具备通风散热功能的专用机房，主要适用于光照均匀的集中性地面大型光伏电站等，其单体功率高，成本低，电网调节性好，但要求光伏组串之间要有很好的匹配，一旦出现多云、部分遮阴或单个组串故障，将影响整个光伏系统的效率和产能。

组串式逆变器：

组串式逆变器是对几组光伏组件组串起来进行最大功率峰值跟踪，再经过逆变并入交流电网，当有一块组件发生故障只会影响其对应的最大功率峰值跟踪模块和少数几个组串发电量，对系统整体影响较小。组串式逆变器的单体容量一般在kW以下，主要应用于分布式光伏发电系统，是整个分布式光伏发电系统中的关键设备。

微型逆变器：

微型逆变器是对每块光伏组件进行单独的最大功率峰值跟踪，再经过逆变并入交流电网。微型逆变器优点是可以对每块组件进行逆变，单体容量一般在1kW以下，通常仅有几十伏的直流电压，可最大程度降低安全隐患。若组串型逆变器出现故障，会引起几千瓦的电池板不能发挥作用，而微型逆变器故障对系统整体造成的影响非常小。

集中式逆变器原占比最高，近年来由于组串式逆变器快速发展，成本迅速下降，逐渐接近于集中式逆变器成本，其占比开始不断提高。

受益组串式逆变器在中东部地区应用逐步展开，分布式应用领域不断增加，市场占比将进一步提升。

根据WoodMackenzie发布的调研报告，年至年全球逆变器中，组串式逆变器占比呈现不断上升的趋势。

1.2.储能进程加快推进，储能逆变器有望受益

储能在现代综合能源系统中可以起到削峰填谷、提高风、光等可再生能源的消纳水平的作用，能支撑分布式电源及微网，促进能源生产消费、开放共享、灵活交易，实现多能协同。由于化石能源的不可再生性，储能对全球能源转型至关重要，是能源革命的重要环节。随着储能成本的逐年下降，储能在全球范围内越来越受到重视。光伏储能系统的应用将进一步推动逆变器向电站能源管理中心演进。

光伏储能逆变器根据是否与电网连通主要分为并网型光伏储能和离网型光伏储能，其中以并网型光伏储能为主。

离网型光伏储能系统主要应用于海岛、无电网覆盖的偏远地区等场景。并网型储能又可以分为发电侧储能、配电侧储能和用电侧储能。发电侧储能主要解决并网发电的波动性和消纳问题，配电侧储能则主要实现调峰调频功能，发电侧和配电侧储能系统应用通常具有容量大、占地面积大、投资成本高等特点，主要应用于大型集中式地面电站和电网变电站等领域。用电侧光伏储能可分为户用光伏储能和工商业光伏储能，主要用于提升发电收益、降低用电成本。近年来用电侧光伏储能系统的安装呈上升趋势，未来随着储能电池价格的下降，储能进程推进速度将逐步加快。

光伏储能逆变器具体工作原理为：

光伏所发的电能优先供本地负载使用，多余的能量存储到蓄电池中，在电能仍有富余的情况下可选择性并入电网。当光伏所发电能不足时，蓄电池放电提供电能供本地负载使用，从而降低对电网和传统能源的依赖。分布式光伏储能逆变器具体应用示意图如下：

光伏储能逆变器主要以印刷电路半成品、机器箱体、机器散热器、机器上盖、电池、机器包装材料等为原料，生产过程包括电子件预加工、整机装配、测试和整机包装等工艺环节，具体生产工艺流程如下：

1.3.IGBT是现代电力电子器件中的主导型功率器件

功率半导体器件是半导体器件的重要组成部分，是电力电子应用装备的基础和核心器件。

功率半导体主要用于电力电子设备的整流、稳压、开关、变频等，具有应用范围广、用量大等特点。

功率半导体器件主要包括二极管、晶闸管、晶体管等产品，其中晶体管是市场份额最大的种类，晶体管又可以分为IGBT、MOSFET和双极型晶体管等。

功率半导体器件作为不可替代的基础性产品，广泛应用于工业控制、新能源发电和电能质量管理、汽车电子和汽车充电桩等领域，尤其是在大功率、大电流、高频高速、低噪声等应用领域起着无法替代的关键作用。

虽然功率器件在整台电力电子装臵中的价值通常不会超过总价值的20%-30%，但对整机的总价值、尺寸、总量、动态性能、过载能力、耐用性和可靠性起着十分重要的作用。

IGBT是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点，是电力电子领域较为理想的开关器件。

BJT是电流驱动器件，基本结构是两个背靠背的PN结，基极和发射极之间的PN结称为发射结，基极和集电极之间的PN结称为集电结，通过控制输入电压和基极电流可以使三极管出现电流放大或开关效应。

MOSFET是电压型驱动器件，以常用的N沟道MOS管为例，通过在P型半导体上方加入金属板和绝缘板，即栅极，在使用中保持源级和漏级电压不变，栅极加正电压，MOS管呈导通状态，降低栅极电压，MOS管呈关闭状态。

由于栅极所带来的电容效应，使得MOS管只需要很小的驱动功率即可实现高速的开关作用。BJT通态压降小、载流能力大，但驱动电流小，MOSFET驱动功率小、快关速度快，但导通压降大、载流密度小。IGBT可以等效为MOS管和BJT管的复合器件，在保留MOS管优点的同时增加了载流能力和抗压能力。

IGBT核心技术包括IGBT芯片设计、生产以及IGBT模块的设计、封装测试等。

IGBT芯片由于其工作在大电流、高电压、高频率的环境下，对芯片的可靠性要求较高，同时芯片设计需保证开通关断、抗短路能力和导通压降（控制热量）三者处于均衡状态，芯片设计与参数调整优化十分特殊和复杂。

IGBT芯片设计是功率半导体器件产业链中对研发实力要求很高的环节，国内已有少数企业的技术实力逐步赶上国际主流先进企业水平。

IGBT功率半导体器件广泛应用于电机节能、轨道交通、智能电网、家用电器、汽车电子、新能源发电、新能源汽车等领域，应用前景十分广阔。

根据IHSMarkit报告，年全球IGBT市场规模约为62亿美金，年-年年复合增长率达11.65%。

IGBT在应用层面通常根据电压等级划分：

低压IGBT：指电压等级在0V以内的IGBT器件，例如常见的V应用于新能源汽车、家电、工业变频等领域。

中压IGBT：指电压等级在0-V区间的IGBT器件，例如0V应用于光伏、电磁炉、家电、电焊机、工业变频器和新能源汽车领域，V应用于光伏和风电领域。

高压IGBT：指电压等级V及以上的IGBT器件，比如V和6V应用于高铁、动车、智能电网，以及工业电机等领域。

1.4.IGBT主要应用于DC/DC升压和DC/AC逆变电路，较MOSFET更具优势

IGBT相较MOSFET在中高压系统中更具优势，广泛应用于光伏逆变器。

在光伏发电中，太阳光照射下太阳能电池阵列产生电能输出直流电，但输出的电能不符合电网要求，需通过逆变器将其整流，再逆变成符合电网要求的交流电后输入并网。

以往光伏发电系统是采用MOSFET构成的逆变器，然而随着电压的升高，MOSFET的通态电阻也会随着增大，在一些高压大容量的系统中，MOSFET会因其通态电阻过大而导致开关损耗增加。

IGBT因其通态电流大、耐压高、电压驱动等特点，使其在中、高压容量的系统中更具优势，因此采用IGBT构成太阳能光伏发电关键电路的开关器件，有助于减少整个系统不必要的损耗，使其达到最佳工作状态。

在实际项目中IGBT已逐渐取代MOSFET作为光伏逆变器和风力发电逆变器的核心器件，新能源发电行业的迅速发展将成为IGBT行业持续增长的全新动力。

IGBT在光伏逆变器中主要应用在DC/DC升压和DC/AC逆变电路中。

根据光伏逆变器的功率大小选择IGBT单管或模块方案。

单台集中式光伏逆变器的功率范围通常为-0kW，将多台光伏逆变器并联后，功率可达kW，由于其功率较高多采用IGBT模块。

组串式逆变器单体容量一般在kW以下，同时使用IGBT模块和IGBT单管，组串式逆变器需要经过DC/DC升压和DC/AC逆变两次变换，在DC/DC升压阶段，根据功率不同适用分立器件和模块两种方案。

单相组串式逆变器大多使用IGBT单管，其额定功率一般低于15kW；三相组串式逆变器额定功率范围广，单台功率为5-kW，其根据情况选择IGBT单管或模块。

IGBT单管指单片IGBT和续流二极管集成封装的产品。

IGBT模块是由多个IGBT芯片按照特定的电路形式组合，如半桥、全桥等，集成封装在一起。

2.“光伏+储能”双力驱动，IGBT市场空间巨大

2.1.光伏发电为IGBT带来持续发展动力

在“碳达峰”、“碳中和”目标的驱动作用下，国家推动绿色能源发展，光伏发电属于绿色环保的发电方式，符合全球绿色化环保化发展趋势，国内外光伏行业前景广阔。

我国光伏应用市场增速明显，装机量、发电量不断提高。

根据国家能源局数据，年我国光伏发电量为亿千瓦时，同比增长25.1%，占总发电量比重3.9%，截至年我国光伏市场新增装机54.88GW，累计装机量为GW，我国光伏累计装机量连续六年居全球首位。

在“碳达峰”、“碳中和”背景下，发展可再生能源是我国长期战略目标，国家在“十四五”期间将坚持清洁低碳战略方向不动摇。

光伏发电作为重要的绿色环保发电方式，符合国家发展趋势，发展前景广阔。

根据BNEF数据，年底累计光伏装机容量超过风电装机，成为仅次于煤炭、天然气、水电的全球第四大发电来源。

光伏平价上网，逆变器需求进一步释放。

受益于原材料成本的下降以及光伏发电技术的快速迭代，全球光伏发电成本持续下降，各国陆续进入光伏平价时代，成为光伏逆变器市场的助推剂。

国际可再生能源署的数据显示，光伏是成本下降速度最快的可再生能源，年均降幅为16.82%，远超风电、生物质等。

根据BNEF统计，自7年开始的十年时间内，光伏发电组件、光伏发电系统成本分别下降88.3%和91.6%，度电成本累计下降约90%，光伏发电成本的大幅下降使得光伏发电的市场渗透率提高。

目前，光伏发电仍具有成本下降空间，根据锦浪科技年报，年除青海省，各省新建光伏发电、风电项目指导价均低于当地燃煤基准价，基本实现平价上网。

光伏市场装机量：

根据能源局月度调度数据显示，年1月全国新增光伏装机容量7.38GW，同比增长%，开年光伏装机量大增的背景下采用CPIA乐观预计数据，年我国光伏新增装机量为GW，年复合增长率达18%；全球光伏新增装机量有望达到GW，年复合增长率达20%。

光伏逆变器IGBT市场空间推算：据CPIA乐观预测数据，年我国光伏新增装机容量GW，全球新增GW。

根据产业调研数据，IGBT单位成本大约为0-万元/GW，粗略估计，年国内光伏逆变器IGBT市场规模有望达到23.1亿左右，全球光伏逆变器IGBT市场规模达到69.3亿元。

2.2.储能逆变器进一步打开IGBT市场

储能逆变器市场发展迅速，是新能源发电的未来趋势。由于光伏组件容易受到天气变化影响，储能可以起到削峰填谷，提高风、光等可再生能源的消纳水平的作用，实现发电稳定、提高电网品质，储能电站成为新能源改革的主要方向。各国相继推出储能相关政策，布局储能产业链发展。

年7月28日，国家能源局解读《关于加快推动新型储能发展的指导意见》，《指导意见》提出“十四五”期间将聚焦高质量规模化发展，以万千瓦为基本规模目标，并在“十五五”期间实现市场化发展。美国、澳洲、欧洲等地区也推出针对集中式与户用不同种类的推进政策，发展较快。

储能装机量逐年提升，储能逆变器规模不断加大。

随着储能成本的下降、储能技术的进步，储能在全球范围内受重视程度不断提高。

根据锦浪科技年年报，年，全球储能逆变器的出货量上升至3.6GW，同比年增长20%。年全球储能逆变器需求达到4.5GW左右，保持20%以上的增速增长，至年，全球光伏储能逆变器出货量预计达到7.1GW。IHSMarkit报告显示，到年，年度新增并网型光伏储能逆变器规模将有望增至10.6GW。

WoodMackenzie预测，到年，中国将成为亚太地区最大的储能市场，累计储能容量预计将从年的MW/MWh增长到年的12.5GW/32.1GWh。装机量不断增大的同时，储能逆变器的规模也随之提高，市场前景广阔。

3.海外巨头占据垄断地位，国产企业加速追赶

3.1.海外巨头占据垄断地位

光伏IGBT行业仍由英飞凌、安森美、三菱电机等海外巨头垄断市场。从市场竞争格局来看，欧美日厂商资金实力雄厚、技术水平领先、产业经验丰富，凭借先发优势抢占了全球功率半导体绝大多数的市场份额，在市场份额和技术水平上一直保持较大的领先优势。

英飞凌

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