当前位置: 绝缘栅 >> 绝缘栅发展 >> IGBT总览为什么称之为电力电子行业的
根源:东亚前海证券
01功率半导体电子装配电能更改与电路遏制的中心功率半导体是电子装配电能更改与电路遏制的中心。功率半导体是一种普遍用于电力电子装配和电能更改和遏制电路的半导体元件,可经过半导体的单导游电性完结电源开关和电力更改的机能。功率半导体具备能够扶助高电压、大电流的特征,重要用处囊括变频、整流、变压、功率强调、功率遏制等。除保证电路寻常运转外,因其能够节减电能挥霍,功率半导体还能起到节能、省电的影响。图表1.功率半导体旨趣图表2.功率半导体机能02功率半导体=功率器件+功率IC功率半导体按器件集成度能够分为功率分立器件和功率IC两大类。功率分立器件囊括二极管、晶体管和晶闸管三大类,此中晶体管墟市范围最大,罕见的晶体管重要囊括IGBT、MOSFET、BJT(双极结型晶体管)。功率IC是指将高压功率器件与其遏制电路、外围接口电路及掩护电路等集成在统一芯片的集成电路,是系统记号处置部份和施行部份的桥梁。图表3.功率半导体产物局限示妄念03IGBT:电力电子行业的“CPU”兼具MOSFET及BJT两类器件上风,IGBT被称为电力电子行业的“CPU”。IGBT全称绝缘栅双极晶体管,是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)构成的复合全控型电压启动式功率半导体器件。IGBT具备电导调制才力,相对于MOSFET和双极晶体管具备较强的正向电传达导密度和低通态压降,是以兼具备MOSFET的高输入阻抗MOSFET器件启动功率小、开关速率快、BJT器件饱和压低落、电流密度高和GTR的低导通压降的好处。图表4:3种表率英飞凌IGBT构造示妄念图表5.IGBT构造图04IGBT发达史历经七代技艺演进,产物功能逐代晋升用时超30年,IGBT曾经发达至第七代,各方面功能一直优化。当前为止,IGBT芯片经验了七代晋级:衬底从PT穿通,NPT非穿通到FS场截至,栅极从平面到Trench沟槽,末了到第七代的精密Trench沟槽。跟着技艺的晋级,芯局部积、工艺线宽、通态功耗、关断时候、开关功耗均一直减小,断态电压由第一代的V升至第七代V。图表6.IGBT技艺演进图表7.IGBT芯片技艺发达05下游运用新动力汽车、轨交等新兴范畴翻开墟市空间低压IGBT多用于耗费、汽车、家电范畴,中高压IGBT多用于轨交、智能电网范畴。IGBT下游运用范畴普遍,按电压品级区分,超低压(-V)IGBT重要运用于耗费电子范畴,低压(-V)IGBT多运用于电动汽车、新动力、智能家电范畴,中压(1-2V)IGBT多运用于轨道交通、新动力发电范畴,高压(2-6V)IGBT多运用于轨道牵引、智能电网范畴。当前,IGBT做为新式功率半导体器件的合流器件,其运用范畴包罗产业、4C(通讯、谋略机、耗费电子、汽车电子)等保守资产范畴,以及轨道交通、新动力、智能电网、新动力汽车等计策性新兴资产范畴。图表8.IGBT的重要运用范畴图表9.IGBT芯片技艺发达06墟市范围年寰球IGBT墟市范围希望抵达57亿美元-年寰球IGBT墟市范围CAGR达7.04%,华夏墟市重要运用囊括新动力汽车、工控、耗费电子。受益于产业遏制及电源行业墟市的逐渐回暖,以及下游的变频家电、新动力汽车等范畴的仓卒发达,寰球及华夏IGBT墟市范围继续延长。按照WSTS数据,瞻望年寰球IGBT墟市范围将抵达近57亿美元,-年CAGR抵达7.04%。从下游运用范畴范围占最近看,年华夏IGBT墟市运用以新动力汽车、产业遏制及耗费电子类为主,占比离别为30%、27%及22%。图表10.寰球IGBT墟市范围(单元:亿美元)图表11.年华夏IGBT墟市下游运用占比07墟市格局外埠大厂攻下重要墟市,华夏企业追逐空间大IGBT墟市英飞凌市占率通盘超越,年斯达半导跻身IGBT模块墟市前六。按照Omdia数据,年IGBT分立器件墟市及IGBT模块墟市范围前三的企业均为英飞凌、富士机电及三菱。此中英飞凌IGBT墟市市占率通盘超越,IGBT分立器件和IGBT模块的市占率离别为29.3%和36.5%。在IGBT分立器件墟市中,华夏企业士兰微加入寰球前十,年墟市份额为2.6%;在IGBT模块墟市中,年斯达半导跻身寰球第六,墟市份额为3.3%。图表12.年寰球IGBT分立器件墟市格局图表13.年寰球IGBT模块墟市格局08国表里重心公司布局景况(1)华夏IGBT资产链图表15.华夏IGBT资产链①斯达半导:国内IGBT龙头企业,寰球IGBT模块市占率第六嘉兴斯达半导体股分有限公司创设于年4月,重要从事功率半导体芯片和模块特别是IGBT芯片和模块研发、临盆和出售效劳的国度级高新技艺企业。公司在寰球IGBT模块墟市市占率为3.3%,寰球排名第六,国内排名第一,是国内IGBT领军企业。公司的产物普遍运用于产业遏制和电源、可更生动力、新动力汽车、白色家电等范畴。年前三季度,公司完结营收11.97亿元,同比延长79.11%,归母净成本2.67亿元,同比延长98.71%。图表16.斯达半导发达过程斯达半导在中高压IGBT产物通盘布局,定补充码车规SiC芯片研发。公司第六代FS-TrenchV/VIGBT芯片及在新动力汽车行业应用比率继续晋升;VIGBT芯片在12寸产线上开辟胜利并开端批量临盆;VIGBT芯片及配套的快复原二极管芯片在风力发电行业、高压变频器行业范围修饰机运用。汽车级IGBT模块算计配套超越20万辆新动力汽车;同时,公司在车用空调,充电桩等范畴的布局将助力公司在新动力汽车半导体墟市据有率进一步抬高。年公司发表增发预案,召募资本总数不超越35亿元,重要用于高压特征工艺功率芯片及SiC芯片的研发。他日,公司将继续加大鄙人一代IGBT芯片、车规级SiC芯片以及V-6V高压IGBT的研发力度。图表17.百般IGBT产物运用②时期电气:轨交电气龙头,高压IGBT产物完结国产代替中车时期电气是华夏中车旗下股分制企业。公司于年在香港联交所主板上市,年科创板上市,完结A+H股两地上市。功率半导体范畴,公司建有6英寸双极器件、8英寸IGBT和6英寸碳化硅的资产化基地,据有芯片、模块、组件及运用的全套自助技艺。公司全系列高牢固性IGBT产物攻破了轨道交通中心器件和特高压输电工程关键器件由外埠企业把持的局势。当前正在处理新动力汽车中心器件自助化题目。年前三季度公司完结营收85.3亿元,同比下落13.7%。归母净成本12.02亿元,同比下落19.7%。图表18.时期电气发达过程公司的产物囊括IGBT芯片、IGBT模块、双极功率组件、晶闸管、IGCT、SiCSBD、SiCMOSFET、SiC模块等。在IGBT范畴,公司产物已从V笼罩至6V,在电压局限上可圆满对标英飞凌。公司高压IGBT产物洪量运用于我国轨交中心器件范畴;中低压IGBT产物重要运用于新动力汽车范畴,当前公司最新一代产物已向囊括一汽、长何在内的国内多家龙头汽车整车厂送样测实考证,他日看好公司车规级IGBT发达。图表19.时期电气功率产物运用③士兰微:产能继续落地,产物高端化过程成功士兰微创设于年9月,年3月公司在上交所上市。当前已发达成为国内范围最大的集成电路芯片计划与建造一体(IDM)的企业之一。公司被国度发达和鼎新委员会、产业和讯息化部等国度部委认定为“国度计议布局内重心软件和集成电路计划企业”,且不停承当了国度科技强大专项“01专项”和“02专项”多个科研专项课题。公司重要产物囊括集成电路、半导体分立器件、LED(发光二极管)产物。公司据有5、6、8英寸芯片临盆线和正在建立的12英寸芯片临盆线和先退化合物芯片临盆线。产物方面,公司完竣了国内超越的高压BCD、超薄片槽栅IGBT、超结高压MOSFET、高密度沟槽栅MOSFET、快复原二极管、MEMS传感器等工艺的研发,构成了较完全的特征工艺建造平台。年MOSFET墟市公司排名寰球第十,华夏陆地第三,市占率2.2%。IGBT分立器件墟市公司排名寰球第十,华夏陆地第一,市占率2.6%。年前三季度营收52.22亿元,同比延长76.18%;完结归母净成本7.28亿元,同比延长.4%。图表20.士兰微发达过程④华润微:国内功率IDM龙头,主动布局第三代半导体华润微创设于年,自年起不断被工信部评为华夏电子讯息百强企业。公司是国内超越的把握芯片计划、建造、封测一体化策划才力的IDM企业。主营产物囊括MOSFET、IGBT、FRD、SBD等功率器件。在MOSFET范畴中,公司是国内多数能够供应V至1V局限内低、中、高压全系列MOSFET产物的企业。同时,公司胜利研发V和VSiC肖特基二极管产物。别的,公司国内首条6英寸商用SiC晶圆临盆线正式量产。年MOSFET墟市公司排名寰球第八,华夏陆地第一,市占率抵达3.9%。年前三季度营收69.28亿元,同比延长41.70%;完结归母净成本16.84亿元,同比延长.20%。图表21.华润微发达过程⑤新洁能:通盘布局MOS、IGBT产物,计划龙头技艺高端化上风显然新洁能创设于年,当前已生长为国内8英寸及12英寸芯片投片数目最大的功率半导体公司之一,公司不断四年名列“华夏半导体功率器件十强企业”。当前公司曾经把握MOSFET、IGBT等多款产物的研发中心技艺。是国内最先同时据有沟槽型功率MOSFET、超结功率MOSFET、樊篱栅功率MOSFET及IGBT四大产物平台的本土企业之一。产物电压笼罩12V~V的全系列产物,是国内MOSFET、IGBT等半导体功率器件墟市据有率排名超越的企业。别的,公司在SiC/GaN第三代半导体器件亦有所布局。年前三季度公司营收10.99亿元,同比延长65%,归母净成本3.11亿元,同比延长%。图表22.新洁能发达过程⑥扬杰科技:产物高端化布局开启第二生长弧线扬州扬杰电子科技股分有限公司创设于年,于年1月23日在知交所上市。公司是国内多数集半导体分立器件芯片计划建造、封装测试、末端出售与效劳等资产链笔直一体化(IDM)的非凡厂商。公司已不断数年入围"华夏半导体功率器件十强企业"前三强。公司主营产物为囊括分立器件芯片、整流器件、掩护器件、小记号、MOSFET、IGBT等。此中二极管、整流桥类产物在国内攻下超越身分。产物普遍运用于耗费类电子、安防、工控、汽车电子、新动力、家电等范畴。IGBT:8英寸工艺的VTrenchFSIGBT芯片及对应模块开端危急量产,IGBT高频系列模块、IGBT变频器系列模块等也得到批量定单。MOSFET:公司继续优化抬高TrenchMOSFET和SGTMOS系列产物功能,扩大产物品类。公司年前三季度公司营收32.41亿元,同比延长75.76%,归母净成本5.65亿元,同比延长.17%。图表23.扬杰科技发达过程⑦闻泰科技:以半导体为中心,安世引领国产功率半导体闻泰科技于年成立,年主买卖务转型晋级为ODM,年借壳中茵股分“弧线上市”。年购买功率半导体IDM企业安世半导体买通了资产链高低游从芯片计划、晶圆建造、半导体封装测试全过程,并据有自建模具厂和圆满的智能化临盆线。安世半导体是寰球超越的功率半导体系造商。据安世数据显示,公司寰球集体市占率抵达8.4%,此中在小记号二极管和晶体管、ESD掩护器件寰球排名第一,PowerMOS汽车范畴、逻辑器件寰球排名第二,小记号MOSFET排名第三。年前三季度公司买卖收入.5亿元,同比延长0.8%。归母净成本20.4亿元,同比下落9.64%。图表24.闻泰科技发达过程营业方面,公司重要营业为通讯(ODM)、半导体、光学模组营业。此中公司在购买安世半导体后,策划调整的协同效应逐渐显现。他日,公司将以半导体营业为中心,完竣产能、产物中远期布局,同时建造半导体与产物集成营业翻新互动的协同格局,事迹完结放量延长。年公司半导体营业完结营收98.92亿元,同比延长%,营收占比晋升至19%。产能方面,公司在寰球各地设有工场,此中本年完竣了对英国NEWPORT厂的购买,月产能补充3.2万片8寸等效晶圆。同时,在上海临港新建的12寸晶圆厂当前建立发达成功,瞻望来岁三季度投片,年产能达40万片12寸晶圆。产物方面,公司当前超V的MOSFET料号数超越种,IGBT第一批料号当前也已加入流片阶段。图表25.闻泰科技安世半导体产能