绝缘栅

受益电动车光伏等需求拉动,IGBT处于

发布时间:2022/11/18 1:26:32   

IGBT全称为InsulatedGateBipolarTransistor,即绝缘栅型双极型晶体管,主要作用是进行交流电和直流电的转换、电压高低的转换,其作用类似于电脑的CPU。

IGBT是电能转换核心器件。在清洁能源发电及利用领域,IGBT是光伏和风电逆变器的核心器件,并广泛应用于新能源车电驱系统及充电桩等领域;在传统能源的消耗端,IGBT在工业领域的应用能够有效减少电力消耗,帮助实现节能减排。纯电动新能源汽车成本结构中,动力电池以42%的占比位居第一,紧随其后的是电控系统,占比达11%。在电控系统成本中,IGBT占比高达41%,是电控系统中最重要的构成器件。

市场空间:预计年国内需求约亿元;受益于新能源需求爆发,未来4年有望保持20+%的复合增速。

1)电动车领域:预计年国内空间约67亿元,未来随着电动车渗透率加速提升叠加中高端车型占比提升,预计未来4年CAGR超过40%;

2)光伏+风电领域:预计年国内空间约30亿元,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;

3)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,预计年国内空间约60亿元,未来4年CAGR约10%;

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

5)轨交+电网:需求相对稳定,测算国内每年空间接近20亿元。

IGBT制造难度大,具有极高的技术壁垒。中国功率半导体市场约占世界市场份额50%,但是中高端的MOSFET(绝缘栅型场效应管)及IGBT主流器件市场基本被欧美、日本企业垄断。我国IGBT产品对外依赖度达到90%。国外IGBT主要制造商包括英飞凌(Infineon)、ABB、三菱、西门子、东芝和富士。IGBT国产化率约20%,本土厂商迎来国产替代机遇窗口期。

中国本土IGBT厂商正迎来切入中高端客户供应链+加速实现份额提升的机遇窗口期。截至目前,根据产业调研,本土厂商IGBT厂商中具备已通过车厂认证并实现大规模出货包括比亚迪半导体、斯达半导、时代电气、士兰微等;在光伏领域实现大规模出货的有斯达半导、士兰微、宏微科技等;此外新洁能、扬杰科技、闻泰科技等厂商也正积极布局。

1)斯达半导:年公司IGBT模块排名全球第六,全球市占率达2.8%,是国内唯一进入全球IGBT模块前十的公司。产品层面,公司第六代IGBT芯片和碳化硅MOSFET新增多个车企客户项目定点,第七代车规级IGBT芯片已研发成功,预计将开始批量供货。产能层面,公司IGBT芯片在12寸产线已实现大批量生产,定增建设的30万片6英寸功率芯片、6万片6英寸SiC芯片以及万片的功率模块年产能将为公司提供持续成长动力。

2)士兰微:根据IHSMarkit数据,年IGBT单管排名前十的国内公司仅有士兰微,市占率2.2%。公司的超结MOSFET、IGBT、FR高性能低压分离栅MOSFET等分立器件的技术平台研发持续获得较快进展,产品性能达到业内领先的水平。士兰的分立器件和大功率模块除了加快在白电、工业控制等市场拓展外,已开始加快进入新能源汽车、光伏等市场。

3)时代电气:公司是国内领先的同时掌握IGBT、SiC、大功率晶闸管及IGCT器件及其组件技术的IDM模式企业之一。V-V系列高压IGBT产品打破国外垄断局面;V和1VIGBT已应用至新能源汽车,并与国内多个龙头整车企业建立重要合作伙伴关系。目前公司正在建设的8英寸车规级IGBT生产线进展顺利,设计晶圆产能24万片/年,满产预计将能够满足万辆新能源车(单电机)的IGBT模块需求。

4)宏微科技:公司已开发出IGBT、FRED、MOSFET芯片及单管余种,IGBT、FRED、MOSFET、整流二极管及晶闸管等模块余种。公司现已成为华为光伏逆变器的供应商之一。公司车规级IGBT模块GV系列产品已实现对臻驱科技(上海)有限公司小批量供货,部分客户汇川技术、蜂巢电驱动科技河北有限公司(长城汽车子公司)和麦格米特也已开启对该系列产品的认证工作。

5)东微半导:国内高压超结MOS龙头,全球高压MOS市占率高达8.6%。公司独创的IGBT单管结构TGBT在不提高制造难度的前提下,提升功率密度,性能不输国际厂商同规格产品。客户有来自车载充电机领域的英搏尔电气/消费电源领域的迪比科电子/光伏领域的新明海科技/储能领域的拓邦股份等。

6)新洁能:公司是国内MOSFET产品系列最全的Fabless企业之一。公司二代IGBT产品可对标英飞凌6代产品,年上半年1V工业IGBT模块量产出货,光伏储能IGBT模块接到多家客户批量订单。



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