聊聊IGBT

最近市场是一股脑的下杀，原因肯定少不了前段时间爆发的俄乌冲突，但是经过慢慢地疗伤，欧洲开始反弹，原本以为大a也能搭一个便车，谁知最近针对中概股审计间监管问题导致北向发疯了似的卖出。不过危急时刻总有人逆势而上，IGBT相关产业便是其中一员。那什么是IGBT？为什么这么抗打？

什么是IGBT

要明白IGBT首先需要搞清楚功率器件的概念，功率器件是电子装置电能转换与电路控制的核心主要用于改变电压和频率。主要用途包括变频、整流、变压、功率放大、功率控制等，同时具有节能功效。功率半导体器件广泛应用于移动通讯、消费电子、新能源交通、轨道交通、工业控制、发电与配电等电力、电子领域，涵盖低、中、高各个功率层级。

而IGBT则属于双极型、硅基功率半导体，IGBT全称为绝缘栅双极型晶体管，是由BJT（双极型三极管）和MOSFET（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，兼有两者高输入阻抗和低导通压降两方面的优点。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，以实现精准调控的目的。它是能源转换与传输的核心器件，是电力电子装置的“CPU”。更是功率器件中应用范围最广的元器件，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。

行业空间

受益于新能源需求爆发，未来4年有望保持20+%的复合增速。IGBT广泛应用于电动车、光伏、工控等领域，其中：

电动车领域:应用在电控、空调与热管理、充电系统三大主要场景，根据车配置不同单车价值量在~0元不等，年国内空间约67亿元，未来随着电动车渗透率加速提升香加中高端车型占比提升，预计未来4年CAGR超过40%:

光伏+风电领域:应用于光伏逆变器和风电变流器中，年国内空间约30亿元，“双碳”政策下“十四五”期间新能源发电需求旺盛，预计未来4年CAGR接近20%，若考虑储能需求则空间更加广阔

工控领域:应用于变频器、工业电源、电焊机、伺服器等设备中，需求相对稳定，年国内空间约60亿元，未来4年CAGR约10%:

变频家电领域:变频白电多使用IPM(特殊的1GBT模块)来实现变频功能，我们预计年国内空间约55亿元，未来4年CAGR为15~20%:

轨交+电网:需求相对稳定，我们测算国内每年空间接近20亿元.

下面着重讲一下新能车和风光端！

新能车端

IGBT模块在新能源汽车中发挥着至关重要的作用，主要被运用在新能源电机控制器、车载空调、充电桩等设备中。

新能源汽车的发展将大力促进IGBT市场的发展。新能源汽车中，电机驱动系统是关键成本之一约占整车成本的15-20%，而IGBT约占电机驱动系统成本的一半，因此，IGBT约占新能源汽车成本的7-10%。新能源汽车的动力性能越强所需要的IGBT组件数量也越多。例如MHEV48V所需IGBT组件数量为2-5个，而BEVA所需IGBT组件数量为90-个。年，中国新能源汽车销售额占全球新能源汽车销售额的%，中国汽车制造商比亚迪在全球范围内销售新能源汽车17.9万辆，位居全球第三位。根据中国汽车工业协会公布的数据显示，年中国新能源汽车市场渗透率达5.4%，比上年提高了07个百分点。同时，年，中国政府印发的《新能源汽车产业发展规划(-年)》中明确提出，到年中国新能源汽车新车销售量达到汽车新车销售量的20%左右。因此，随着新能源汽车的快速发展，IGBT的需求量也在持续增加，从而有力推动1GBT市场的发展。

此外，中国充电桩数量的增加，也进一步带动了IGBT需求增长。IGBT模块在充电桩中担当功率转换的角色，是充电桩的核心器件之一。根据工信部数据显示-年，中国公共充电桩保有量持续增长，从年的58万台增加到年的万台，每年的增长率基本在50%左右。

风光端

新能源发电主要包括光伏、风力发电等，双碳计划推动光伏和风电的发展。

光伏逆变器的发展将进一步驱动IGBT市场的发展。逆变器是太阳能光伏发电系统中的关键部分，IGBT凭借其导通损耗小、导通压降低、通态电流大势等优势被广泛应用在太阳能光伏逆变器中，用于开关太阳能光伏发电的关键电路，以此减少不必要的损耗。受益于各国对新能源的推广，全球光伏新增装机量GW级市场持续增大，将带动光伏逆变器需求快速增加。-年，全球光伏逆变器市场规模逐年增加，年全球光伏逆变器市场规模已达.5GW，同比增长33%，同年中国光伏逆变器市场规模达GW，占全球市场规模的74.3%同比增长率为39.3%。碳中和计划也将进一步推动全球光伏发电的发展，IGBT作为光伏逆变器的核心零部件，将有效受到光伏市场和逆变器市场扩大的辐射进一步扩大市场规模。

风力发电的发展也将进一步驱动IGBT市场的发展。IGBT是风电变流器的重要部件之一，可以提高风电系统的功率等级。随着碳中和相关政策的逐步出台，中国的风力发电将迎来新的发展机遇。根据国家统计局发布的数据显示，年中国累计风力发电亿千瓦时，同比年增长了15.8%。在疫情肆虐的年，全球风力发申增加了15艾焦，是可再生资源增长的最大贡献者，风力发电装机增长吉瓦。风力发电的持续增长，也将进一步带动风电变流器的需求增长进而刺激IGBT的需求量增加。

产业链环节

IGBT产业大致可分为芯片设计、晶圆制造、模块封装、下游应用四个环节，其中设计环节技术突破难度略高于其他功率器件，制造环节资本开支相对大同时更看重工艺开发，封装环节对产品可靠性要求高，应用环节客户验证周期长，综合看IGBT属于壁垒较高的细分赛道。

芯片设计

由于IGBT芯片工作在大电流、高电压的环境下，对可靠性要求较高，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，因而对于新进入者而言研发门槛较高。

目前芯片设计已迭代7代，但是IGBT应用端迭代节奏明显慢于研发端，目前市场主流水平相当于英飞凌第4代。因为IGBT属于电力电子领域的核心元器件，客户在导入新一代IGBT产品时同样需经过较长的的验证周期，且并非所有应用场景都追求极致性能，因此每一代IGBT芯片都拥有较长的生命周期。

晶圆制造

不同于其他器件制造，IGBT制造具有三大难点：背板减薄、激光退火、离子注入

IGBT的正面工艺和标准BCD的LDMOS区别不大，但背面工艺要求严苛（为了实现大功率化）。具体来说，背面工艺是在基于已完成正面Device和金属Al层的基础上，将硅片通过机械减薄或特殊减薄工艺（如Taiko、TemporaryBonding技术）进行减薄处理，然后对减薄硅片进行背面离子注入，如N型掺杂P离子、P型掺杂B离子，在此过程中还引入了激光退火技术来精确控制硅片面的能量密度。

特定耐压指标的IGBT器件，芯片厚度需要减薄到-μm，对于要求较高的器件，甚至需要减薄到60~80μm。当硅片厚度减到-μm的量级，后续的加工处理非常困难，硅片极易破碎和翘曲。从8寸到12寸有两个关键门槛：减薄要求从um转成80um，翘曲更严重。

模块封装

IGBT模块重视散热及可靠性，封装环节附加值高。IGBT模块在实际应用中高度重视散热性能及产品可靠性，对模块封装提出了更高要求。此外，不同下游应用对封装技术要求存在差异，其中车规级由于工作温度高同时还需考虑强振动条件，其封装要求高于工业级和消费级。

下游应用

工业控制及电源领域，IGBT广泛应用于变频器、伺服机、逆变电焊机以及UPS电源等方面。工业控制IGBT需求稳定，也是国产化最快的领域。

新能源发电主要以光伏发电和风力发电为主，IGBT主要应用在逆变器上，使得光伏或风电发出的粗电，经过IGBT的处理，变成能平稳上网的精细电。新能源汽车领域，IGBT应用于电机驱动器、车载空调以及充电桩等领域，这也成为行业持续增长的全新动力。

家电领域，IGBT应用在变频空调、变频洗衣机等白色家电，帮助实现节能减排，由于最近环保低碳的大力倡导，需求也在不断提升。

其中，光伏（逆变器）领域更加追求转换的效率，所以他用的器件非常追求低损耗、高频率。所以说光伏如果是用到模块的话，更多的都是用最高级的产品，像英飞凌等公司会开发最新的产品，专门针对光伏领域。

车规方面，目前其实并不需太高端的最新产品，主要追求稳定性、安全性。国内比亚迪是自己做的IGBT模块，其他的造车主机厂都会考虑从比亚迪买，因为他的模块应用时间比较久，有数据积累。所以车不一定是要用最新的产品，只需要达到主流的英飞凌第四代、第五代技术就可以。

产业核心标的

斯达半导

公司成立于5年4月，十几年来始终专注于以IGBT为主的功率半导体芯片和模块的设计、研发及生产。公司不断技术积累，在技术路线上走先模块、后芯片:先工业、后车规的路径，从易到难，不断突破，快速成长为国内IGBT龙头企业。公司在技术上不断追赶海外先进厂商，是IGBT国产化替代的排头兵。

公司IGBT模块收入占据年营收的94.65%电压等级涵盖V~V广泛应用于新能源汽车、变频器、逆变焊机、UPS、光伏/风电发力、SVG、白色家电等领域。

年上半年，公司使用自主IGBT芯片的模块和分立器件在国内主流光伏逆变器客户开始大批量装机应用。公司持续布局宽禁带功率半导体器件，光伏行业推出的SiC模块得到进一步推广应用。

宏微科技

公司是国内领先的功率设计企业，主要从事以IGBT、FRED为主的功率半导体芯片、单餐、模块和电源模组的设计研发、生产和销售公司产品已涵盖IGBT、FRED芯片及单管产品余种:IGBT、FRED、整流桥及晶闸管等模块产品余种。公司产品主要用于工业控制，如变频器、逆变焊机、UPS电源等:新能源发电，如光伏逆变器、SVG、APF等:新能源汽车:白名家电，如空调、电冰箱、微波炉等领域。

根据公司在投资者平台上的回复，经过较长时间的技术开发与多维度可靠性验证，公司现已成为华为技术光伏逆变器的供应商之一公司功率产品导入龙头客户。未来有望深度受益光伏市场的蓬勃发展。　　

新洁能

公司自成立以来始终专注于半导体功率器件行业，是国内半导体功率器件行业内最早专门从事MOSFET、IGBT研发设计的企业之一。目前公司主要营收来源为MOSFET芯片和器件，是国内技术实力和销售规模领先的功率半导体设计企业。

公司产品高端化趋势明显，MOSFET中的高端料号销售占比不断提升。另一方面公司积极拓展MOSFET以外的产品，有望实现较为综合的功率半导体产品供应能力。上半年公司新增10余款IGBT产品、IGBT收入初具规模，针对光伏储能市场开发的低损耗高频IGBT已通过多家行业代表客户测试，有望深度受益光伏/储能市场发展及国产化替代加速，打造新的业绩增长点。