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智研瞻产业研究院发布:《中国IGBT市场研究及前瞻分析报告》
内容概要:近年来为了推动功率半导体职业尤其是IGBT工业健康快速开展,国家相关部分不只拟定了相关的一系列方针措施,还不断加大金融扶持力度。在国家方针引导和商场需求持续增加和的两层影响下,招引了一批拥有丰厚科研阅历的IGBT技能人才回国,一起也为斯达半导、士兰微、比亚迪、时代电气等企业提供了把握IGBT中心技能的时机,进一步推动IGBT国产化进程。
要害词:IGBT、IGBT产需、IGBT自给率、新动力工业
一、IGBT职业工业链日趋完善,第七代IGBT现已到达量产水平
功率半导体首要用于电力设备的电能改换和电路操控,是进行电能处理的中心器材,弱电操控与强电运行间的桥梁,细分产品首要有MOSFET、BJT、IGBT等,而IGBT是现在开展最快的功率半导体器材之一。IGBT也称绝缘栅双极型晶体管,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材,兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。一般MOSFET器材或模组可接受电压规模为20-V,而IGBT可接受V以上的高电压,因而是电子范畴较为抱负的开关器材。
IGBT工业链的上游原资料首要为硅晶圆、光刻板、引线框架、新式宽禁带资料以及其他辅助资料等;中游包含产品的规划、研制出产和封装等工序,产品大致能够分为功率分立器材、功率IC和功率模组三大类,现在专业从事IGBT产品研制规划和销售的企业首要有英飞凌、三菱、富士电机、安森美、斯达半导、士兰微、时代电气等等;工业链的下游运用商场有消费电子、家用电器、轨道交通、工业操控、网络通信、军工航天以及新动力工业链。
从20世纪80年代至今,IGBT芯片共阅历了7代更新升级开展进程,产品从平面栅型阶段开展至微沟槽栅型阶段,各代IGBT产品的开展趋势首要是下降损耗、节约出产成本,全体能够将其开展进程分为三大首要技能阶段。第一阶段是以第一代、第二代为代表的平面栅型IGBT,第一代因为工艺制作复杂,现已基本被商场筛选。第二阶段是以第三代、第四代为代表的沟槽栅型IGBT,三、四代产品通过立异的沟槽规划,大幅度减少了IGBT的体积和运用功耗,然后得到广泛运用。随后在第二阶段出现了对沟槽栅型进行改善的第五代、六代IGBT,但全体结构并未产生较大的改动,一起还出现出了向第三阶段过渡的产品TrenchStop5型。第三阶段是第七代微沟槽栅型IGBT,其进一步减少了产品的体积和运用功耗,现在,英飞凌等头部企业在第七代IGBT上现已到达量产水平。因为IGBT的生命周期较长,产品迭代速率不追求你摩尔定律,运用周期较长,尽管老一代产品的损耗较大,但其芯片的面积较大,稳定性较好,部分范畴仍会选择运用旧代产品,因此,IGBT在商场上出现多代共存的状态。
二、我国IGBT商场存在巨大的产需缺口,职业自给率逐年攀升
IGBT是国际上公认的电力电子技能第三次革新具代表性的产品,是工业操控及自动化范畴的中心元器材,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,以完成精准调控的意图。近年来,全球IGBT商场规模坚持比年增加的趋势,根据Marketsandmarkets数据,全球IGBT商场规模从年的32亿美元增加至年的70.9亿美元,年均复合增加率为6.6%,年,全球IGBT的商场规模为70.9亿美元,同比增加6.6%。从年全球IGBT商场区域散布来看,亚太地区的商场占比为58%,占比超全球一半,远高于北美地区11%和欧洲地区23%的商场份额。
根据相关数据计算,-年,我国IGBT产量及需求量均出现比年增加的趋势,年,我国IGBT的需求量为万只,同比增加20.00%;出产量为万只,同比增加27.72%;产需差值为万只。我国IGBT职业存在巨大供需缺口,基于国家中心元器材国产化相关方针要求,“国产代替”将会是未来IGBT职业开展的主旋律之一。现在,我国的IGBT商场首要由外国企业占有,尽管我国IGBT商场需求增加敏捷,但因为国内相关技能人才缺少,工艺制作基础薄弱,国内企业工业化起步较晚,IGBT至今仍大量依靠进口,商场首要由欧洲、日本及美国企业占据。一起,国内企业因为芯片供给首要源于国外,供给链受到较强的限制,导致我国IGBT工业开展较为缓慢。
IGBT被称为电力电子职业里的“CPU”,广泛运用于新动力、新动力轿车、电机节能、轨道交通、智能电网、航空航天、家用电器、轿车电子等范畴。跟着全球制作业向我国的搬运,我国已逐渐成为全球最大的IGBT商场,相关数据显现,年,我国IGBT商场规模约为.75亿元,同比增加37.23%。近年来,我国活跃饯别“碳达峰、碳中和”开展战略,在各职业推广节能减排方针,不断优化调整动力运用结构,大力开展新动力工业,叠加工业自动化进程加快,我国关于IGBT的商场需求不断扩大。获益于工业操控、新动力及新动力轿车等范畴的需求大幅增加,我国IGBT商场规模将持续增加,估计到年,我国IGBT商场规模将到达亿元左右。
据佰腾网,-年,我国IGBT专利申请量出现先上升后下降的趋势,-年,我国IGBT专利申请量呈上升态势,-年,IGBT专利申请量接连两年同比出现下降的态势,年,我国IGBT专利申请量为件,同比下降36.69%。“职业求开展,技能要先行”,IGBT职业拥有极高的技能门槛,在国家方针的引导和商场需求的拉动下,国内多家以IGBT为主营业务的企业纷纷加大研制投入,组建高素质研制部队,深耕IGBT职业的研制规划,加速追逐欧美大厂的步伐,进一步打破海外大厂对高端功率半导体商场的独占。在技能方面,国内厂商活跃立异迭代,坚持提高自主研制才能,完成中心技能突破,斯达半导公司已率先完成了第7代IGBT产品的研制;在产品方面,国内厂商IGBT产品品种进一步增加,掩盖电压/电流规模进一步扩大,斯达半导公司基于第六代TrenchFieldStop技能的车规级IGBT模块已获得多个渠道/项目定点。
近年来为了推动功率半导体职业尤其是IGBT工业健康快速开展,国家相关部分不只拟定了相关的一系列方针措施,还不断加大金融扶持力度。其间,IGBT曾被划为国家专项要点扶持项目施行长达15年,该项目已于年成功收官。一起,IGBT国产化仍是国家十四五规划中要害半导体器材的开展要点之一。在国家方针引导和商场需求持续增加和的两层影响下,招引了一批拥有丰厚科研阅历的IGBT技能人才回国,一起也为斯达半导、士兰微、比亚迪、时代电气等企业提供了把握IGBT中心技能的时机,进一步推动IGBT国产化进程,早日摆脱IGBT产品进口依靠这一现状。据相关数据计算,-年,我国IGBT自给率逐年上升,年,我国IGBT的自给率为19.55%。年,国内如斯达半导、士兰微、时代电气等IGBT企业的产能扩建项目竣工投产,公司年度产能得到进一步提高,估计3年的自给率将到达26.50%。
三、下游新动力工业需求持续增加,推动IGBT商场规模逐步扩大
当前,新动力轿车在国内IGBT下游运用中占比31%左右,是IGBT最大的增量商场。据我国轿车工业协会,-年,我国轿车产销量上下波动,全体出现出上涨趋势,而新动力轿车在方针的引导下,其产销量比年增加。年,我国新动力轿车的产量为.8万辆,同比增加96.90%;销量.7万辆,同比增加93.40%。IGBT是新动力轿车电控体系和充电桩的中心器材,决定了整车的动力利用率。一起,新动力车的车载空调、OBC、逆变器、DC/AC、发电机等也需大量运用IGBT器材。-年,我国轿车IGBT商场需求全体出现上升的趋势,在新动力轿车的拉动下,年,我国IGBT的商场需求为.32亿元,同比增加.72%。
据国家动力局,-年,我国光伏新增装机容量全体出现上扬的态势,年,我国光伏新增装机容量87.41GW,同比增加32.53GW。光伏逆变器是光伏体系的中心部件,能够将太阳能板产生的可变直流电转换为交流电,并反馈回输电体系或供离网的电网运用。伴跟着新动力职业终端产出提高,作为逆变器中要害器IGBT的需求空间也将大幅提高,据信达证券计算,-年,我国光伏IGBT商场规模比年增加,年,我国光伏IGBT商场规模约41.49亿元,同比增加11.62%。