1、IGBT,電力電子裝臵的“CPU”
1.1. IGBT 應(yīng)用場(chǎng)景廣泛
IGBT 是電控系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)調(diào)控的“開(kāi)關(guān)”。IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor),即 絕緣柵雙極型晶體管,是由 BJT(雙極型三極管)和 MOSFET(絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管)組成的復(fù)合 全控型-電壓驅(qū)動(dòng)式-功率半導(dǎo)體器件,因此 IGBT 既有 MOSFET 驅(qū)動(dòng)功率小、開(kāi)關(guān)速度快的 特點(diǎn),又有 BJT 飽和壓降低、載流密度大的優(yōu)勢(shì)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),可以把 IGBT 看成是一個(gè)非通 即斷的開(kāi)關(guān)器件,通時(shí)為導(dǎo)線,斷時(shí)為開(kāi)路,能夠根據(jù)工業(yè)裝臵中的信號(hào)指令來(lái)調(diào)節(jié)電路中 的電壓、電流、頻率、相位等,以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)調(diào)控的目的。IGBT 是能源變換與傳輸?shù)暮诵钠?件,俗稱電力電子裝臵的“CPU”,作為國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),在眾多領(lǐng)域應(yīng)用極廣。
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IGBT 按照電壓等級(jí)分為三類,下游應(yīng)用場(chǎng)景廣泛。根據(jù)工作電壓的高低,IGBT 模塊一般被 劃分為三類:低壓(600V 以下)、中壓(600V-1200V)和高壓(1700V-6500V)。低壓 IGBT 模塊一般用于消費(fèi)電子、汽車零部件領(lǐng)域;中壓 IGBT 模塊一般用于新能源汽車、工業(yè)控制、 家用電器等領(lǐng)域;高壓 IGBT 模塊一般用于軌道交通、新能源發(fā)電、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域。其中, 新能源汽車領(lǐng)域需求的快速增長(zhǎng)是高端 IGBT 市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)最重要的驅(qū)動(dòng)因素之一,根據(jù)中 國(guó)產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)統(tǒng)計(jì),2018 年應(yīng)用于新能源汽車的車規(guī)級(jí) IGBT 市場(chǎng)規(guī)模已達(dá) IGBT 整體市場(chǎng) 規(guī)模的 31%。
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車規(guī)級(jí) IGBT 是新能源汽車的核“芯”之一。IGBT 芯片與動(dòng)力電池電芯并稱為電動(dòng)車的“雙芯”,是影響電動(dòng)車性能的核心器件之一。在新能源汽車上,IGBT 主要應(yīng)用于電池管理系統(tǒng)、 電動(dòng)控制系統(tǒng)、空調(diào)控制系統(tǒng)、充電系統(tǒng)等,主要具有以下功能:在主逆變器(Main Inverter) 中,IGBT 將高壓電池的直流電轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)三相電機(jī)的交流電;在車載充電機(jī)(OBC)中, IGBT 可將220V交流電轉(zhuǎn)換為直流并為高壓電池充電;除此之外,IGBT 也廣泛應(yīng)用在DC/DC 轉(zhuǎn)換器、溫度 PTC、水泵、油泵、空調(diào)壓縮機(jī)等系統(tǒng)中。
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1.2. IGBT 兩大工作特性
顧名思義,IGBT 工作特性體現(xiàn)在“絕緣柵”與“雙極型”。所謂“絕緣柵”,是指 IGBT 保 有 MOSFET 的典型原理,即作為控制電路導(dǎo)通的發(fā)射極與功率電路部分是絕緣的,需要通 過(guò)給發(fā)射極施加電壓來(lái)聯(lián)通電路;所謂“雙極型”,是指 IGBT 保有 BJT 的典型原理,即電 路導(dǎo)通時(shí)半導(dǎo)體內(nèi)同時(shí)流通電子與空穴兩種粒子。IGBT 可視為一個(gè) PNP 型三極管和一個(gè) N-MOSFET 的組合,發(fā)射極信號(hào)控制 MOSFET 的通斷。當(dāng) MOSFET 導(dǎo)通時(shí)會(huì)為 PNP 晶體 管提供基極電流,IGBT 導(dǎo)通;當(dāng) MOSFET 關(guān)斷時(shí) PNP 晶體管基極電流被切斷,IGBT 關(guān)斷。
1.3. IGBT 行業(yè)三種商業(yè)模式
IGBT 行業(yè)主要包括設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)三大板塊,根據(jù)公司覆蓋面的差異劃分為三種模式。IGBT 行業(yè)上游產(chǎn)業(yè)主要包括半導(dǎo)體材料(硅片、光刻膠等)與設(shè)備(光刻機(jī)、刻蝕機(jī)、PVD、 CVD 等),是支撐 IGBT 行業(yè)發(fā)展的基石;IGBT 行業(yè)根據(jù)芯片制造的工序又可依次劃分為芯 片設(shè)計(jì)、晶圓制造、模塊封裝與測(cè)試三個(gè)環(huán)節(jié);IGBT 行業(yè)下游產(chǎn)業(yè)為廣泛的各細(xì)分應(yīng)用市 場(chǎng),IGBT 在工業(yè)控制、新能源汽車、消費(fèi)電子、電力儲(chǔ)存、軌道交通、家用電器等領(lǐng)域均 大量應(yīng)用。半導(dǎo)體行業(yè)內(nèi)一般依據(jù)覆蓋環(huán)節(jié)的不同而將各半導(dǎo)體公司分類為三種商業(yè)模式:Fabless(無(wú)工廠芯片供應(yīng)商)模式、Foundry(代工廠)模式與 IDM(Integrated Device Manufacture,集成器件制造)模式。Fabless 模式是指只負(fù)責(zé)芯片的電路設(shè)計(jì)與銷售,將 具體生產(chǎn)環(huán)節(jié)外包的公司,例如斯達(dá)半導(dǎo)、中科君芯等;Foundry 模式是指負(fù)責(zé)制造、封裝 或測(cè)試的其中環(huán)節(jié),不負(fù)責(zé)芯片設(shè)計(jì)的公司,例如上海先進(jìn)、江蘇宏微等;IDM 模式是指集 芯片設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)多個(gè)環(huán)節(jié)于一身的公司,例如比亞迪、英飛凌、三菱、士蘭微等。
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2. 新能車普及在即,車規(guī)級(jí) IGBT 放量增長(zhǎng)
2.1. IGBT 技術(shù)不斷升級(jí),SiC MOSFET 性能更佳但短期難替代
功率半導(dǎo)體歷史演變分為半控型器件、全控性器件、復(fù)合型器件、集成電路四個(gè)階段。
第一階段是以 1957 年為起點(diǎn)、以整流管、晶閘管為代表的半控型器件發(fā)展階段。這一階段 的功率器件在低頻、大功率變流領(lǐng)域中的應(yīng)用占有優(yōu)勢(shì),取代了早先的汞弧整流器,半控型 器件實(shí)現(xiàn)了弱電對(duì)強(qiáng)電的控制,在工業(yè)界引起了一場(chǎng)技術(shù)革命,但半控型器件可通過(guò)信號(hào)控 制其導(dǎo)通,但無(wú)法實(shí)現(xiàn)關(guān)斷,使得其應(yīng)用有著很大局限性。
第二階段是 20 世紀(jì) 70 年代后期為以可關(guān)斷晶閘管(Gate Turn Off Thyristor, GTO)、功率雙 極晶體管(Bipolar Junction Transistor, BJT,也稱 Giant Transistor, GTR)和功率場(chǎng)效應(yīng)晶 體管(Power-MOSFET)等全控型器件為代表的發(fā)展階段。全控型器件通過(guò)對(duì)門(mén)極(基極/ 柵極)的控制,既可使器件導(dǎo)通又可使器件關(guān)斷,其開(kāi)關(guān)速度高于晶閘管,使變流器的高頻 化得以實(shí)現(xiàn)。20 世紀(jì) 70 年代末 MOSFET 出現(xiàn),克服了前兩代的許多不足,但其導(dǎo)通電阻 卻比較大,在高壓領(lǐng)域其導(dǎo)通電阻仍舊是很大問(wèn)題。
第三階段是 20 世紀(jì) 80 年代后期以絕緣柵雙極型晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT)復(fù)合型器件為代表的發(fā)展階段。IGBT 是功率 MOSFET 和 BJT 的復(fù)合,集中了 BJT 和 MOSFET 的優(yōu)點(diǎn),但也正是因?yàn)槠溆?MOSFET 驅(qū)動(dòng) BJT,導(dǎo)致其開(kāi)關(guān)速度、最大工作頻率不及 MOSFET,故更適用于只在高壓、大功率環(huán)境。
第四階段是以功率集成電路(Power Integrated Circuit, PIC)或智能功率集成電路(Smart Power Integrated Circuit, SPIC)為代表的集成電路發(fā)展階段。PIC 即采用一定的工藝,把 一個(gè)電路中所需的晶體管、二極管、電阻、電容和電感等元件及布線互連一起,制作在一小 塊或幾小塊半導(dǎo)體晶片或介質(zhì)基片上,然后封裝在一個(gè)管殼內(nèi),成為具有所需電路功能的微 型結(jié)構(gòu)。20 世紀(jì) 90 年代后,PIC 開(kāi)始進(jìn)入實(shí)用化階段。集成電路模塊中 MOSFET、IGBT 等功率器件仍是其核心,約占整個(gè)芯片面積的 1/2-2/3,集成電路更多是起到推動(dòng)電子元器件 朝微小型化、低功耗和高可靠性方面發(fā)展的作用。
自功率 IC 出現(xiàn)以后,功率半導(dǎo)體市場(chǎng)從以往單一的功率器件產(chǎn)品市場(chǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)楣β势骷c功 率集成電路產(chǎn)品并存的市場(chǎng)。各代功率半導(dǎo)體器件仍在各自結(jié)構(gòu)體系內(nèi)不斷迭代發(fā)展,根據(jù) 各自特性在不同的應(yīng)用領(lǐng)域各有應(yīng)用,形成了多代產(chǎn)品發(fā)展共存的局面。
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IGBT 的技術(shù)趨勢(shì)為“小尺寸、高功率、低損耗”。從 1988 年 IGBT 首次問(wèn)世到 2012 年三 菱電機(jī)推出微溝槽場(chǎng)截止型新產(chǎn)品,IGBT 已經(jīng)經(jīng)過(guò) 7 次迭代升級(jí),朝著減小模塊尺寸、增 加輸出功率、降低功率損失的目標(biāo)不斷優(yōu)化。在新能源汽車領(lǐng)域,隨著市場(chǎng)對(duì)于整車性能要 求的迅速提高,車規(guī)級(jí) IGBT 呈現(xiàn)出高電壓、高效率、高功率密度和高可靠性的“四高”特 性。在未來(lái),IGBT 行業(yè)會(huì)在精細(xì)化技術(shù)、超結(jié)技術(shù)、高結(jié)溫終端技術(shù)、先進(jìn)封裝技術(shù)、功 能集成技術(shù)等方向進(jìn)一步探索,實(shí)現(xiàn)尺寸厚度、功率密度、驅(qū)動(dòng)效率、結(jié)溫、可靠性等方面 的優(yōu)化,不斷降低生產(chǎn)成本。
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SiC 性能優(yōu)良,但技術(shù)尚不成熟。和第一代、第二代半導(dǎo)體材料相比,第三代半導(dǎo)體材料碳 化硅(SiC)具有高熱導(dǎo)率、高擊穿場(chǎng)強(qiáng)、高飽和電子漂移速率和高鍵合能等優(yōu)點(diǎn),因其禁 帶寬度大于或等于 2.3eV,又被稱為寬禁帶半導(dǎo)體材料。SiC 器件相對(duì)于 Si 器件的優(yōu)勢(shì)有三 個(gè)方面:電能轉(zhuǎn)換過(guò)程中的能量損耗更少、更容易實(shí)現(xiàn)小型化、更耐高溫高壓。SiC 器件的 工作結(jié)溫在 200℃以上,工作頻率在 100kHz 以上,耐壓可達(dá) 20kV,在高壓、高溫、高頻應(yīng) 用領(lǐng)域碳化硅基器件相較于傳統(tǒng)硅基器件更具優(yōu)勢(shì)。但是當(dāng)前 SiC 芯片技術(shù)還不夠成熟,仍 面臨著很多技術(shù)挑戰(zhàn):一是如何制造高質(zhì)量、低缺陷率的襯底和外延層;二是怎樣提高 MOSFET 溝通遷移率和柵氧穩(wěn)定性;三是溝槽柵 SiC 技術(shù)如何做到低損耗、大電流容量、 高穩(wěn)定性。
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當(dāng)前各主流廠商的車用 SiC MOSFET 技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程處于起步階段。全球 SiC 產(chǎn)業(yè)格局 呈現(xiàn)美國(guó)、歐洲、日本三足鼎立的態(tài)勢(shì),其中美國(guó)全球獨(dú)大,全球 SiC 產(chǎn)量的 70%~80%來(lái) 自美國(guó)公司,典型企業(yè)是科銳、安森美、Ⅱ-Ⅵ等;歐洲擁有完整的 SiC 襯底、外延、器件 以及應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈,典型公司是意法半導(dǎo)體、英飛凌等;日本是設(shè)備和模塊開(kāi)發(fā)方面的領(lǐng)先者, 典型公司是羅姆、三菱電機(jī)等。在車用產(chǎn)業(yè)化領(lǐng)域,雖然 2017 年羅姆曾在 Formula-E 電動(dòng) 方程式賽車錦標(biāo)賽中為 Venturi 車隊(duì)賽車配臵了 SiC 逆變器,但真正實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)是特斯拉在 2018 年推出的封裝了 SiC MOSFET 的 Model 3 車型,該產(chǎn)品由意法半導(dǎo)體提供,特斯拉也 因此成為最早采用 SiC MOSFET 制造汽車逆變器的車企,隨后英飛凌也成為了特斯拉的 SiC 功率半導(dǎo)體供應(yīng)商。
2019 年 9 月,科銳與德?tīng)柛?萍夹奸_(kāi)展汽車碳化硅器件合作,科銳 的 SiC MOSFET 技術(shù)將用于德?tīng)柛5?800V 電控逆變器中,計(jì)劃量產(chǎn)時(shí)間為 2022 年;同年 12 月,科銳成為大眾汽車集團(tuán) FAST(Future Automotive Supply Tracks,未來(lái)汽車供應(yīng)鏈) 項(xiàng)目 SiC 獨(dú)家合作伙伴,通過(guò)功率模塊供應(yīng),為未來(lái)的大眾提供碳化硅基解決方案。2019 年 9 日,意法半導(dǎo)體被雷諾-日產(chǎn)-三菱聯(lián)盟指定為高能效碳化硅技術(shù)合作伙伴,為聯(lián)盟即將 推出的新一代電動(dòng)汽車的先進(jìn)車載充電器(OBC)提供功率電子器件。2020 年 6 月,大陸 集團(tuán)動(dòng)力總成事業(yè)群、汽車電氣化領(lǐng)域的領(lǐng)先供應(yīng)商緯湃科技與羅姆最近簽署了一份共同開(kāi)發(fā)合作協(xié)議,在 800V 碳化硅逆變器以及 400V 碳化硅逆變器解決方案中展開(kāi)合作。國(guó)內(nèi)廠 商方面,比亞迪積極推進(jìn) SiC MOSFET 商業(yè)化進(jìn)程,2020 年旗下中大型轎車比亞迪漢 EV 車型電機(jī)控制器首次使用了比亞迪自主研發(fā)并制造的高性能 SiC MOSFET 控制模塊,大大 提高了電機(jī)性能??傮w來(lái)看,全球各廠商已經(jīng)開(kāi)始考慮采用 SiC MOSFET 技術(shù),但是目前 仍處于產(chǎn)業(yè)化起步階段。
2019 年 9 月,科銳與德?tīng)柛?萍夹奸_(kāi)展汽車碳化硅器件合作,科銳 的 SiC MOSFET 技術(shù)將用于德?tīng)柛5?800V 電控逆變器中,計(jì)劃量產(chǎn)時(shí)間為 2022 年;同年 12 月,科銳成為大眾汽車集團(tuán) FAST(Future Automotive Supply Tracks,未來(lái)汽車供應(yīng)鏈) 項(xiàng)目 SiC 獨(dú)家合作伙伴,通過(guò)功率模塊供應(yīng),為未來(lái)的大眾提供碳化硅基解決方案。2019 年 9 日,意法半導(dǎo)體被雷諾-日產(chǎn)-三菱聯(lián)盟指定為高能效碳化硅技術(shù)合作伙伴,為聯(lián)盟即將 推出的新一代電動(dòng)汽車的先進(jìn)車載充電器(OBC)提供功率電子器件。2020 年 6 月,大陸 集團(tuán)動(dòng)力總成事業(yè)群、汽車電氣化領(lǐng)域的領(lǐng)先供應(yīng)商緯湃科技與羅姆最近簽署了一份共同開(kāi)發(fā)合作協(xié)議,在 800V 碳化硅逆變器以及 400V 碳化硅逆變器解決方案中展開(kāi)合作。國(guó)內(nèi)廠 商方面,比亞迪積極推進(jìn) SiC MOSFET 商業(yè)化進(jìn)程,2020 年旗下中大型轎車比亞迪漢 EV 車型電機(jī)控制器首次使用了比亞迪自主研發(fā)并制造的高性能 SiC MOSFET 控制模塊,大大 提高了電機(jī)性能??傮w來(lái)看,全球各廠商已經(jīng)開(kāi)始考慮采用 SiC MOSFET 技術(shù),但是目前 仍處于產(chǎn)業(yè)化起步階段。
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SiC MOSFET 短期內(nèi)難以取代 IGBT,預(yù)計(jì)國(guó)內(nèi)廠商將形成以 IGBT 為基本盤(pán),以 SiC 為戰(zhàn) 略布局的并存局面。SiC 在磊晶制作上有材料應(yīng)力的不一致性,造成晶圓尺寸在放大時(shí)磊晶 層接合面應(yīng)力會(huì)超出拉伸極限,導(dǎo)致晶格損壞,降低了產(chǎn)品良率,故目前 SiC 芯片成品率低, 晶圓尺寸主流仍維持 4 寸或 6 寸,無(wú)法取得大尺寸晶圓成本優(yōu)勢(shì),生產(chǎn)成本過(guò)高。同等級(jí)別 的 SiC MOSFET,其成本是 Si IGBT 的 8~12 倍,而車用領(lǐng)域 SiC 解決方案的整體成本相比 傳統(tǒng) Si IGBT 則高出約 300 美元。其次可靠性難以保證,目前 SiC MOSFET 缺少長(zhǎng)期可靠 性數(shù)據(jù),且由于 SiC 和 SiO2 界面缺陷多,目前柵氧長(zhǎng)期穩(wěn)定性的問(wèn)題也有待解決。所以對(duì) 于各半導(dǎo)體供應(yīng)商來(lái)說(shuō),IGBT 在性能達(dá)標(biāo)的情況下具有成本與質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì),故未來(lái)一段時(shí)間 內(nèi) IGBT 仍會(huì)占據(jù)市場(chǎng)主導(dǎo)地位,SiC 更多會(huì)作為戰(zhàn)略布局進(jìn)行研發(fā)試點(diǎn)而非批量生產(chǎn)。
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2.2. 新能車臨近普及拐點(diǎn),工業(yè)級(jí)應(yīng)用平穩(wěn)增長(zhǎng)
新能源汽車行業(yè)臨近拐點(diǎn)之年,高端車與低端車雙雙加速放量,預(yù)計(jì) 2025 年銷量有望達(dá) 505 萬(wàn)輛。新能源汽車按照車型可以分為 A00 級(jí)(微型車)、A0 級(jí)(小型車)、A 級(jí)(緊湊型車)、 B 級(jí)(中型車)等。以特斯拉為代表的 B 級(jí) EV 高端車由于科技性溢價(jià)高,將持續(xù)滲透高端 客群,加速替代同級(jí)別的傳統(tǒng)燃油車;而比亞迪有望在 2021 年將迎來(lái)新一輪產(chǎn)品周期,在 降本提速、政府補(bǔ)貼延續(xù)和免征購(gòu)臵稅影響下實(shí)現(xiàn)“購(gòu)臵平價(jià)”,尤其是技術(shù)成熟且壁壘很高的 PHEV 高端車型。受補(bǔ)貼退坡刺激,2020 年后低端車產(chǎn)業(yè)鏈將加速降本,預(yù)計(jì) 2021 年中低端車發(fā)力,尤其是 A0 級(jí)和 A 級(jí) PHEV 將向大眾市場(chǎng)加速滲透,頭部企業(yè)率先平價(jià)。2022 是行業(yè)拐點(diǎn)之年,其中 A 級(jí) PHEV 兼具燃油車和電動(dòng)車的優(yōu)點(diǎn),市場(chǎng)接受度較高,有 望在當(dāng)前換購(gòu)周期中率先突圍。2023 年開(kāi)始進(jìn)入后補(bǔ)貼時(shí)代,新能源汽車行業(yè)洗牌或加速, 2024 轉(zhuǎn)向復(fù)蘇,2025 年重回高增長(zhǎng)通道,預(yù)計(jì) 2025 年我國(guó)新能源汽車銷量有望突破 500 萬(wàn)輛。
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新能源汽車行業(yè)的增長(zhǎng)將持續(xù)推動(dòng) IGBT 行業(yè)向好發(fā)展。根據(jù)驅(qū)動(dòng)視界數(shù)據(jù),在新能源汽車 電機(jī)控制器中,IGBT 占據(jù)了電機(jī)控制器成本的 37%,是新能源汽車重要的核心電子器件之 一,新能源汽車的加速普及會(huì)大幅促進(jìn) IGBT 行業(yè)向好發(fā)展。除此之外,在新能源汽車市場(chǎng) 的帶動(dòng)下,其配套基礎(chǔ)設(shè)施市場(chǎng)蓬勃發(fā)展,根據(jù)中國(guó)電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施促進(jìn)聯(lián)盟的年度 報(bào)告數(shù)據(jù),2019 年全國(guó)充電設(shè)施較 2018 年新增超過(guò) 12.85 萬(wàn)臺(tái),IGBT 作為充電設(shè)備中功 率轉(zhuǎn)換的核心器件,預(yù)計(jì)其在充電設(shè)施進(jìn)一步普及的背景下市場(chǎng)需求量會(huì)進(jìn)一步提升。
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其他應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?IGBT 需求保持平穩(wěn)增長(zhǎng)。在工業(yè)控制行業(yè),IGBT 是變頻器、逆變焊機(jī)、 電磁感應(yīng)加熱設(shè)備等傳統(tǒng)工業(yè)控制行業(yè)的核心元器件,并已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用,隨著中國(guó) 傳統(tǒng)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí),工業(yè)級(jí) IGBT 的市場(chǎng)需求量有望進(jìn)一步攀升。在家用電器行業(yè),變 頻類家電對(duì)功率半導(dǎo)體要求極高,IGBT 作為性能優(yōu)良的功率半導(dǎo)體器件應(yīng)用場(chǎng)景廣泛。在軌道交通行業(yè),IGBT 是軌道交通車輛牽引變流器和各種輔助變流器的主流電力電子器件, 2020 年以來(lái),中央會(huì)議屢屢提及加快“新基建”建設(shè),或促進(jìn) IGBT 行業(yè)迎來(lái)新增長(zhǎng)點(diǎn)。
2.3. 車規(guī)級(jí) IGBT 快速擴(kuò)張,預(yù)計(jì) 2025 年國(guó)內(nèi)市場(chǎng) 152 億元
IGBT 供不應(yīng)求,行業(yè)持續(xù)向好發(fā)展,根據(jù)英飛凌年報(bào)披露,2018 年全球 IGBT 市場(chǎng)規(guī)模高 達(dá) 62.2 億美元,2019 年中國(guó) IGBT 市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到 155 億元。IGBT 下游產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展,對(duì) IGBT 需求持續(xù)增長(zhǎng),根據(jù)富昌電子的 2020 年 Q1 市場(chǎng)行情報(bào)告顯示,目前英飛凌、安森美、 Microsemi 等 IGBT 供應(yīng)商的供貨周期普遍維持在 13-30 周左右,且交期有延長(zhǎng)趨勢(shì),而 IGBT 正常的供貨周期在 7-8 周左右,可見(jiàn) IGBT 仍處于供不應(yīng)求的狀態(tài),未來(lái)仍具有廣闊增長(zhǎng)空 間。近年來(lái)全球市場(chǎng)與中國(guó)市場(chǎng)均保持增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),根據(jù)英飛凌年報(bào)披露,2016-2018 年,全 球 IGBT 市場(chǎng)規(guī)模分別達(dá)到 45.1、52.6、62.2 億美元,同比增速分別為 6.6%、16.5%、18.4%, 全球市場(chǎng)加速增長(zhǎng);國(guó)內(nèi) IGBT 市場(chǎng)持續(xù)向好發(fā)展,2019 年市場(chǎng)規(guī)模達(dá) 155 億,同比增長(zhǎng) 6.4%,過(guò)去 8 年間一直保持增勢(shì)。
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銷量增,單價(jià)穩(wěn),根據(jù)我們的預(yù)測(cè),國(guó)內(nèi)車規(guī)級(jí) IGBT 預(yù)計(jì) 2025 年市場(chǎng)空間對(duì)應(yīng) 152 億元, CAGR 約 27%。由于車規(guī)級(jí) IGBT 主要應(yīng)用于新能源汽車,故采用公式“車規(guī)級(jí) IGBT 市場(chǎng) 規(guī)模=新能源汽車銷量×IGBT 單車價(jià)值量”來(lái)近似預(yù)測(cè)未來(lái) 6 年車規(guī)級(jí) IGBT 市場(chǎng)規(guī)模變化 情況。雖然受到車市遇冷與補(bǔ)貼退坡的影響,2019 年新能源汽車同比下降了 4%,2020 年 在疫情沖擊下,新能源汽車的銷量進(jìn)一步承壓,但是也需要看到動(dòng)力電池 CTP 技術(shù)、比亞 迪 DM-i 技術(shù)和電動(dòng)平臺(tái)等一系列新技術(shù)的應(yīng)用,有望帶動(dòng)新能源汽車成本快速下降,行業(yè) 有望加速進(jìn)入普及拐點(diǎn),我們預(yù)測(cè) 2025 年國(guó)內(nèi)銷量有望達(dá)到 505 萬(wàn)輛左右。IGBT 單車價(jià) 值方面,考慮到供給相對(duì)偏緊、新進(jìn)入者有望破局和智能化提速,假設(shè)未來(lái)單車價(jià)值量整體 保持穩(wěn)定。在新能源汽車的成本構(gòu)成中,除了動(dòng)力電池外,電機(jī)電控系統(tǒng)的成本占比位列第 二,而在電控系統(tǒng)中,IGBT 成本占比接近 40%,總體來(lái)看,車規(guī)級(jí) IGBT 單車價(jià)值量在 3000 元左右。根據(jù)我們對(duì)國(guó)內(nèi)新能源汽車市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)的預(yù)測(cè),預(yù)計(jì) 2025 年時(shí),國(guó)內(nèi)車規(guī)級(jí) IGBT 的市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到 151.6 億元,對(duì)應(yīng) CAGR 為 27%左右。
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3. 國(guó)產(chǎn) IGBT 龍頭突圍,進(jìn)口替代有望加速推進(jìn)
3.1. 車規(guī)級(jí)市場(chǎng)呈“雙寡頭”競(jìng)爭(zhēng)格局,IGBT 國(guó)產(chǎn)化亟待推進(jìn)
英飛凌:絕對(duì)的行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者。英飛凌科技公司是一家總部設(shè)立于德國(guó)的半導(dǎo)體及相關(guān)系統(tǒng)解 決方案的設(shè)計(jì)商、開(kāi)發(fā)商和制造商,成立于 1999 年,前身是西門(mén)子集團(tuán)的半導(dǎo)體部門(mén),公 司設(shè)有四個(gè)事業(yè)部:汽車電子部門(mén)、工業(yè)功率控制部門(mén)、電源管理及多元化市場(chǎng)部門(mén)、數(shù)字 安全解決方案部門(mén),為汽車、工業(yè)功率控制、電源管理、傳感器解決方案和物聯(lián)網(wǎng)(IoT) 安全等領(lǐng)域提供了全面的半導(dǎo)體設(shè)計(jì)解決方案。據(jù) HIS Markit 2018 年報(bào)告數(shù)據(jù)顯示,英飛 凌在 2018 年全球 IGBT 模塊市場(chǎng)中以 34.5%的市占率遙居第一,具有絕對(duì)的龍頭地位。
三菱電機(jī):不斷革新的日系頂級(jí)玩家。三菱電機(jī)成立于 192 年,是一家從事電子電器產(chǎn)品開(kāi) 發(fā)、制造、銷售和分銷的公司,公司包括能源電力系統(tǒng)部門(mén)、工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)部門(mén)、信息通 信系統(tǒng)部門(mén)、電子設(shè)備部門(mén)、家用電器部門(mén)與其他部門(mén),其中電子設(shè)備部門(mén)提供包括功率器 件、微波和射頻器件、光器件和光模塊的半導(dǎo)體器件,廣泛應(yīng)用于白色家電、工業(yè)自動(dòng)化、 軌道交通、太陽(yáng)能發(fā)電等領(lǐng)域。據(jù)HIS Markit 2018 年報(bào)告數(shù)據(jù)顯示,三菱在2018年全球IGBT模塊市場(chǎng)中市場(chǎng)份額達(dá) 10.4%,位居全球第 2,是日系半導(dǎo)體企業(yè)在工業(yè)級(jí) IGBT 領(lǐng)域的優(yōu) 秀代表。
比亞迪半導(dǎo)體:車規(guī)級(jí) IGBT 市場(chǎng)的后起之秀。比亞迪半導(dǎo)體有限公司由比亞迪集團(tuán)重組分 拆的半導(dǎo)體廠商,致力于集成電路及功率器件的開(kāi)發(fā),目前產(chǎn)品主要覆蓋 IGBT 等功率半導(dǎo) 體器件、電源管理 IC、CMOS 圖像傳感器、傳感及控制 IC、音視頻處理 IC 等。比亞迪在 2004 年開(kāi)始布局 IGBT 產(chǎn)業(yè),經(jīng)過(guò)十余年的研發(fā)積累和新能源汽車的規(guī)?;瘧?yīng)用,已成長(zhǎng)為 中國(guó)最大的 IDM 車規(guī)級(jí) IGBT 廠商,產(chǎn)品覆蓋乘用車領(lǐng)域與商用車領(lǐng)域。
斯達(dá)半導(dǎo):國(guó)內(nèi) IGBT 龍頭。嘉興斯達(dá)半導(dǎo)體股份有限公司成立于 2005 年 4 月,是一家專 業(yè)從事功率半導(dǎo)體芯片和模塊(尤其是 IGBT 芯片和模塊)研發(fā)、生產(chǎn)和銷售服務(wù)的國(guó)家級(jí) 高新技術(shù)企業(yè),公司愿景是成為全球領(lǐng)先的電力電子器件研發(fā)及制造商,以及電力電子創(chuàng)新 解決方案提供商。斯達(dá)半導(dǎo)為國(guó)內(nèi) IGBT 龍頭企業(yè),尤其在工業(yè)控制及電源行業(yè)具有領(lǐng)先優(yōu) 勢(shì)。據(jù) HIS Markit 2018 年報(bào)告數(shù)據(jù)顯示,斯達(dá)半導(dǎo)在 2018 年全球 IGBT 模塊市場(chǎng)中市占率 為 2.2%排名第 8。
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國(guó)內(nèi)車規(guī)級(jí) IGBT 行業(yè)呈寡頭壟斷格局,英飛凌占近六成市場(chǎng),比亞迪破局而入,位列第二。根據(jù) NE 時(shí)代數(shù)據(jù),車規(guī)級(jí) IGBT 行業(yè)集中度極高,CR4 高達(dá) 84.4%,CR2 高達(dá) 76.2%,形 成了以英飛凌與比亞迪為主導(dǎo)的“雙寡頭”格局。2019 年英飛凌獨(dú)占鰲頭,以 627503 單位 /套的 IGBT 模塊裝機(jī)量占據(jù)了高達(dá) 58.2%的市場(chǎng)份額。作為第一家自主研發(fā)、生產(chǎn)車用 IGBT 芯片的國(guó)內(nèi)公司,比亞迪半導(dǎo)體成為國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上最有能力挑戰(zhàn)英飛凌的本土廠商,但目前其 市場(chǎng)份額為18%,仍比英飛凌低40%。斯達(dá)半導(dǎo)為IGBT 行業(yè)國(guó)內(nèi)龍頭,深耕于工業(yè)級(jí) IGBT, 但其在車規(guī)級(jí) IGBT 領(lǐng)域處于起步階段,市占率僅 1.6%。
英飛凌主導(dǎo)國(guó)內(nèi)車規(guī)級(jí) IGBT 市場(chǎng),進(jìn)口替代亟待推進(jìn)。根據(jù) NE 時(shí)代數(shù)據(jù),2019 年車規(guī)級(jí) IGBT 前 10 家供應(yīng)商中僅有 3 家為國(guó)產(chǎn)品牌,國(guó)產(chǎn)化程度低。究其原因,首先在于技術(shù)壁壘, 國(guó)內(nèi) IGBT 產(chǎn)業(yè)化起步較晚,在芯片設(shè)計(jì)、晶圓制造、模塊封裝等技術(shù)水平上落后于國(guó)際, 以晶圓制造為例,國(guó)內(nèi)公司在大尺寸晶圓生產(chǎn)上工藝仍落后于全球龍頭,目前國(guó)際水平是 8 英寸與 12 英寸,但國(guó)內(nèi)大部分企業(yè)還停留在 6 英寸的水平,僅比亞迪、中車等幾家公司實(shí) 現(xiàn)了 8 英寸的量產(chǎn);其次在于人才匱乏,在國(guó)外公司對(duì)技術(shù)專利的封鎖下,我國(guó)需要大量高 端工藝開(kāi)發(fā)人員來(lái)自主研發(fā),但目前國(guó)內(nèi)還缺少系統(tǒng)性掌握 IGBT 核心技術(shù)的人才。但危機(jī) 中也孕育了機(jī)遇,隨著我國(guó)下游產(chǎn)業(yè)需求激增、華為等大廠入局以及國(guó)內(nèi)龍頭產(chǎn)能提升的影響下,國(guó)內(nèi)將形成快速形成完整 IGBT 產(chǎn)業(yè)鏈,迎來(lái)進(jìn)口替代的良好機(jī)遇,IGBT 國(guó)產(chǎn)化空間 巨大。
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3.2. 國(guó)際龍頭技術(shù)和成本雙優(yōu),但高費(fèi)率下?tīng)I(yíng)業(yè)利潤(rùn)率較低
3.2.1. 國(guó)際龍頭技術(shù)領(lǐng)先約 1 代,產(chǎn)品覆蓋的應(yīng)用市場(chǎng)更廣
國(guó)際品牌技術(shù)領(lǐng)先國(guó)內(nèi)品牌 1 代左右。歐系公司 TOP1 英飛凌與日系公司 TOP1 三菱電機(jī)的 IGBT 產(chǎn)品均已經(jīng)發(fā)展到第 7 代,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上,斯達(dá)半導(dǎo)已在 2015 年自主研發(fā)出了國(guó)際水平 第 6 代的 IGBT,與國(guó)際龍頭差距 1 代,比亞迪則在 2018 年推出了其第 4 代車規(guī)級(jí) IGBT4 (國(guó)際第 5 代水平),由于目前英飛凌、三菱電機(jī)的第 7 代 IGBT 主要用于工業(yè)領(lǐng)域,還未 推廣到車規(guī)級(jí),故比亞迪與國(guó)際頂尖廠商在芯片設(shè)計(jì)方面的技術(shù)差距預(yù)估也在 1 代左右。英 飛凌、三菱電機(jī)均已坐擁 8 英寸晶圓生產(chǎn)線,并不斷加快向 12 英寸升級(jí)的進(jìn)程,比亞迪則 剛剛加入布局 8 英寸晶圓生產(chǎn)線的行列,在晶圓制造上落后于國(guó)外品牌 1 代。
英飛凌、三菱電機(jī)在高壓領(lǐng)域具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì),覆蓋更廣下游應(yīng)用市場(chǎng)。英飛凌、三菱電機(jī)在 低壓、中壓、高壓領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了產(chǎn)品全覆蓋,特別是 3300V 以上的高壓 IGBT 技術(shù)更是被英飛 凌、三菱電機(jī)、ABB 三家公司所壟斷。國(guó)內(nèi) IGBT 供應(yīng)商產(chǎn)品主要集中于中壓等級(jí),比亞迪 專注于中壓等級(jí)的車規(guī)級(jí) IGBT,斯達(dá)半導(dǎo)體雖然提供 1700V 與 3300V 的 IGBT 模塊產(chǎn)品, 但是其官網(wǎng)產(chǎn)品中心顯示其主流產(chǎn)品仍是 1200V 產(chǎn)品,國(guó)內(nèi) IGBT 廠商在高壓領(lǐng)域供應(yīng)能力 明顯不足。
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相比于 Fabless 模式,IDM 模式更易引領(lǐng)技術(shù)革新。英飛凌、三菱電機(jī)、比亞迪均為 IDM模式,其涉足芯片設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)等環(huán)節(jié),掌握了全產(chǎn)業(yè)鏈的核心技術(shù),該模式下公司具 有產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢(shì),各環(huán)節(jié)可以協(xié)同優(yōu)化,有助于充分發(fā)掘技術(shù)潛力,在技術(shù)變革中領(lǐng)導(dǎo)力更強(qiáng);斯達(dá)半導(dǎo)為 Fabless 模式,資產(chǎn)模式較輕,但由于其僅負(fù)責(zé)芯片設(shè)計(jì)與銷售的環(huán)節(jié),自身未 掌控晶圓制造、模塊封裝測(cè)試等核心技術(shù),未來(lái)在產(chǎn)能擴(kuò)張時(shí)可能受限于代工廠的技術(shù)水平, 對(duì)于產(chǎn)業(yè)鏈的控制力較弱。
3.2.2. 國(guó)際龍頭毛利率占優(yōu),但營(yíng)業(yè)利潤(rùn)率較低
材料成本低疊加材料利用率高,促使國(guó)際龍頭具有更低的單位成本。根據(jù)斯達(dá)半導(dǎo)體招股說(shuō) 明書(shū)數(shù)據(jù),公司主營(yíng)業(yè)務(wù)成本結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定,在 2019 年 1 月-6 月主營(yíng)成本中原材料采購(gòu)成 本占比 87.21%,制造費(fèi)用占比 8.62%,直接人工成本占比 4.17%。與國(guó)內(nèi) IGBT 公司對(duì)比, 英飛凌、三菱電機(jī)等國(guó)際龍頭具有強(qiáng)勢(shì)的品牌效應(yīng),并且由于其供應(yīng)全球 IGBT 下游應(yīng)用市 場(chǎng),原材料需求量大,在采購(gòu)原材料時(shí)能夠下探到更低的采購(gòu)成本;除此之外,英飛凌、三 菱電機(jī)在技術(shù)水平上領(lǐng)先國(guó)內(nèi),制造水平高,原材料利用率高,使得其在單位產(chǎn)品上的制造 費(fèi)用更低。雖然得益于國(guó)內(nèi)的人口紅利與素質(zhì)教育,國(guó)內(nèi)具有更優(yōu)質(zhì)低廉的勞動(dòng)力,但是由 于人工成本僅占營(yíng)業(yè)成本的不到 5%,國(guó)內(nèi)企業(yè)在人工成本上的降低很難有效彌補(bǔ)國(guó)內(nèi)企業(yè) 在材料與技術(shù)上的高成本差距,所以總體來(lái)說(shuō),我們認(rèn)為國(guó)際龍頭在單位成本上低于國(guó)內(nèi)企 業(yè)。
在低成本與高價(jià)格驅(qū)動(dòng)下,國(guó)際龍頭毛利率水平高于國(guó)內(nèi)龍頭。國(guó)際龍頭由于品牌優(yōu)勢(shì),一 般產(chǎn)品定價(jià)較高。在更高的單位成本與更低的產(chǎn)品單價(jià)雙重影響下,我們預(yù)計(jì)比亞迪、斯達(dá) 等國(guó)內(nèi)品牌的毛利率水平顯著低于英飛凌、三菱等國(guó)際品牌。斯達(dá)半導(dǎo)與英飛凌分別作為國(guó) 內(nèi)外主營(yíng) IGBT 的龍頭企業(yè),其毛利率水平差距明顯,英飛凌最近三年一期的毛利率分別為 37.2%、38.7%、36.7%與 34.5%,斯達(dá)半導(dǎo)最近三年一期的毛利率分別為 30.6%、29.4%、 30.6%與 30.9%,前者比后者高出約 6%的水平。
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高費(fèi)率下,國(guó)際龍頭營(yíng)業(yè)利潤(rùn)率低于國(guó)內(nèi)供應(yīng)商。以國(guó)際龍頭英飛凌與國(guó)內(nèi)龍頭斯達(dá)半導(dǎo)為 例,研發(fā)費(fèi)用率方面,英飛凌比斯達(dá)半導(dǎo)平均高 4%左右,最近三年一期,英飛凌的研發(fā)費(fèi) 率分別為 10.7%、11.3%、11.9%與 12.1%,呈現(xiàn)逐步上升趨勢(shì),斯達(dá)研發(fā)費(fèi)率分別為 8.8%, 7.3%,6.9%與 8.5%,最近三年持續(xù)降低;銷售與管理費(fèi)用率方面,英飛凌比斯達(dá)半導(dǎo)平均 高 5%左右,最近三年一期,英飛凌的費(fèi)用率分別為 11.5%、11.1%、10.7%與 10.8%,斯達(dá) 半導(dǎo)的費(fèi)用率分別為 7.1%、5.5%、5.0%與 6.7%。研發(fā)費(fèi)用率與銷售與管理費(fèi)用率雙高, 使得國(guó)際廠商在營(yíng)業(yè)利潤(rùn)率上有所降低,2019 年斯達(dá)半導(dǎo)的營(yíng)業(yè)利潤(rùn)率比英飛凌高 4.8%, 2020 年第一季度斯達(dá)半導(dǎo)的營(yíng)業(yè)利潤(rùn)率比英飛凌高 9.8%。國(guó)內(nèi)廠商憑借較高的營(yíng)業(yè)利潤(rùn)率,可以采取降價(jià)讓利的策略來(lái)?yè)屨际袌?chǎng),未來(lái)預(yù)計(jì)比亞迪半導(dǎo)體和斯達(dá)半導(dǎo)體都會(huì)通過(guò)降價(jià)促 銷的方式來(lái)提升競(jìng)爭(zhēng)力。
3.3. 技術(shù)升級(jí)疊加擴(kuò)產(chǎn)降本,進(jìn)口替代有望加速
3.3.1. 政策與資本助力下,國(guó)內(nèi)龍頭加快產(chǎn)品技術(shù)研發(fā)
在政策傾斜與資本扶持下,國(guó)內(nèi)龍頭加快自主產(chǎn)品的技術(shù)研發(fā)。半導(dǎo)體器件廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代 工業(yè)設(shè)備中,但我國(guó)半導(dǎo)體大多依賴進(jìn)口,很容易面臨缺“芯”困境,特別是在中美關(guān)系日 益緊張,國(guó)內(nèi)多家公司遭“制裁”的當(dāng)前背景下,大力發(fā)展半導(dǎo)體行業(yè)將成為國(guó)家工業(yè)發(fā)展 的重要舉措之一。2020 年兩會(huì)上提交了“關(guān)于推動(dòng)中國(guó)功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)科學(xué)發(fā)展的提案”, 預(yù)計(jì)在未來(lái)國(guó)家政策持續(xù)利好,國(guó)內(nèi) IGBT 供應(yīng)商將在研發(fā)、財(cái)稅、進(jìn)出口等方面獲得更多 支持。除此之外,資金實(shí)力的增強(qiáng)也將推動(dòng)國(guó)內(nèi)供應(yīng)商加強(qiáng)在 IGBT 相關(guān)技術(shù)的研發(fā)力度, 促進(jìn)技術(shù)升級(jí),加速業(yè)務(wù)發(fā)展。2020 年 2 月 4 日斯達(dá)半導(dǎo)成功在 A 股上市,募集資金超 5 億元,2020 年 5 月 26 日和 6 月 16 日比亞迪相繼發(fā)布公告披露比亞迪半導(dǎo)體順利完成 A 輪 融資 27 億元,預(yù)計(jì)國(guó)內(nèi) IGBT 供應(yīng)商未來(lái)將在資本扶持下加速技術(shù)研發(fā)。
比亞迪是中國(guó)目前唯一一家擁有 IGBT 完整產(chǎn)業(yè)鏈的車企,其 IGBT4.0 產(chǎn)品在芯片損耗、模 塊溫度循環(huán)能力、電流輸出能力等關(guān)鍵指標(biāo)上達(dá)到了先進(jìn)水平。2020 年 4 月 28 日,長(zhǎng)沙比 亞迪半導(dǎo)體新能源汽車核心電子技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目開(kāi)工建設(shè),該項(xiàng)目計(jì)劃總投資 10 億 元,圍繞新能源汽車電子核心技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,通過(guò)購(gòu)臵高精度光刻機(jī)、氧化擴(kuò)散爐、 金屬濺鍍機(jī)、減薄機(jī)、自動(dòng)傳薄片顯微鏡等核心生產(chǎn)設(shè)備,旨在建成年產(chǎn) 25 萬(wàn)片的 8 英寸晶圓生產(chǎn)線,預(yù)計(jì)在該生產(chǎn)線建成后,IGBT 制程設(shè)備的性能將得到進(jìn)一步升級(jí),使得比亞 迪 IGBT4.0 產(chǎn)品的技術(shù)先進(jìn)性提高,產(chǎn)品可靠性增強(qiáng),具有更高國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。
斯達(dá)半導(dǎo)作為國(guó)內(nèi)龍頭,2018 至今公司已量產(chǎn)所有型號(hào)的 IGBT 芯片,與國(guó)際先進(jìn)廠商的差 距不斷縮小。隨著自主研發(fā)進(jìn)程的加快,其自主研發(fā) IGBT 芯片采購(gòu)量占當(dāng)期 IGBT 采購(gòu)總 量的比例不斷攀升,在 2019 年 1-6 月已經(jīng)突破了 50%,預(yù)計(jì)在未來(lái)其國(guó)產(chǎn)化比例將持續(xù)提 升。
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3.3.2. 產(chǎn)能擴(kuò)張疊加技術(shù)進(jìn)步,為自主廠商以價(jià)換量創(chuàng)造空間
供求缺口與業(yè)務(wù)拓展將驅(qū)動(dòng)產(chǎn)能提升。我國(guó) IGBT 供應(yīng)商在中高端 IGBT 產(chǎn)能不足,IGBT 對(duì) 外依賴度超 90%,長(zhǎng)期依賴國(guó)際巨頭,導(dǎo)致國(guó)內(nèi)下游產(chǎn)業(yè)公司“一芯難求”。在供不應(yīng)求的 市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下,國(guó)內(nèi)龍頭的產(chǎn)能提升能為其帶來(lái)廣闊的市場(chǎng)空間。比亞迪 2019 年自供比率約 70%,盡管其在車規(guī)級(jí) IGBT 市場(chǎng)打破了國(guó)際巨頭的壟斷,但其對(duì)外供應(yīng)量?jī)H 4 萬(wàn)多套,仍 具有很高提升空間,因此,比亞迪于 2020 年成立比亞迪半導(dǎo)體公司,并新建 8 英寸晶圓生 產(chǎn)線,進(jìn)一步擴(kuò)大 IGBT 產(chǎn)能,預(yù)計(jì)在 2025 年比亞迪半導(dǎo)體內(nèi)外供比例有望達(dá)到 2:1。
除此 之外,國(guó)內(nèi)龍頭 IGBT 產(chǎn)品正趨向應(yīng)用場(chǎng)景多樣化發(fā)展,業(yè)務(wù)擴(kuò)展將進(jìn)一步刺激產(chǎn)能。比亞 迪半導(dǎo)體入局工業(yè)級(jí) IGBT,斯達(dá)半導(dǎo)加速推進(jìn)車規(guī)級(jí) IGBT,二者互相進(jìn)入新市場(chǎng)。比亞迪 核心產(chǎn)品為車規(guī)級(jí) IGBT,但其觸角已經(jīng)伸向工業(yè)級(jí)領(lǐng)域,目前比亞迪在焊機(jī)(瑞玲)、空調(diào) (TCL 等)、電磁加熱等領(lǐng)域已經(jīng)開(kāi)展與下游公司的合作,未來(lái)會(huì)進(jìn)一步拓寬在變頻器、光 伏等方向的產(chǎn)品;斯達(dá)半導(dǎo)主要收入來(lái)源于工業(yè)控制及電源市場(chǎng),但其在新能源汽車市場(chǎng)業(yè) 務(wù)發(fā)展態(tài)勢(shì)良好,其車規(guī)級(jí) IGBT 在 2018 年完成了客戶端小批量驗(yàn)證,在 2019 年已實(shí)現(xiàn)大 批量生產(chǎn),根據(jù)其 2019 年股東大會(huì)披露,斯達(dá)半導(dǎo)體 2019 年生產(chǎn)的車規(guī)級(jí) IGBT 模塊已經(jīng) 配套了超過(guò) 20 家終端汽車品牌,合計(jì)配套超過(guò) 16 萬(wàn)輛新能源汽車。
除此 之外,國(guó)內(nèi)龍頭 IGBT 產(chǎn)品正趨向應(yīng)用場(chǎng)景多樣化發(fā)展,業(yè)務(wù)擴(kuò)展將進(jìn)一步刺激產(chǎn)能。比亞 迪半導(dǎo)體入局工業(yè)級(jí) IGBT,斯達(dá)半導(dǎo)加速推進(jìn)車規(guī)級(jí) IGBT,二者互相進(jìn)入新市場(chǎng)。比亞迪 核心產(chǎn)品為車規(guī)級(jí) IGBT,但其觸角已經(jīng)伸向工業(yè)級(jí)領(lǐng)域,目前比亞迪在焊機(jī)(瑞玲)、空調(diào) (TCL 等)、電磁加熱等領(lǐng)域已經(jīng)開(kāi)展與下游公司的合作,未來(lái)會(huì)進(jìn)一步拓寬在變頻器、光 伏等方向的產(chǎn)品;斯達(dá)半導(dǎo)主要收入來(lái)源于工業(yè)控制及電源市場(chǎng),但其在新能源汽車市場(chǎng)業(yè) 務(wù)發(fā)展態(tài)勢(shì)良好,其車規(guī)級(jí) IGBT 在 2018 年完成了客戶端小批量驗(yàn)證,在 2019 年已實(shí)現(xiàn)大 批量生產(chǎn),根據(jù)其 2019 年股東大會(huì)披露,斯達(dá)半導(dǎo)體 2019 年生產(chǎn)的車規(guī)級(jí) IGBT 模塊已經(jīng) 配套了超過(guò) 20 家終端汽車品牌,合計(jì)配套超過(guò) 16 萬(wàn)輛新能源汽車。
國(guó)內(nèi)龍頭加速 IGBT 產(chǎn)能擴(kuò)張,迎來(lái)降本空間。比亞迪寧波工廠當(dāng)前 IGBT 芯片晶圓的產(chǎn)能 已經(jīng)達(dá)到 5 萬(wàn)片/月,預(yù)計(jì) 2021 年可突破 10 萬(wàn)片/月,一年可供應(yīng) 120 萬(wàn)輛新能源車,而隨 著 2022 年比亞迪長(zhǎng)沙工廠 8 英寸晶圓生產(chǎn)線的建成,預(yù)計(jì)未來(lái) IGBT 產(chǎn)能將在現(xiàn)在基礎(chǔ)上 大幅擴(kuò)大。斯達(dá)半導(dǎo)大力推動(dòng)新技術(shù)新產(chǎn)品研發(fā)項(xiàng)目的落地,根據(jù)公司公告,其上市募集的 資金計(jì)劃計(jì)劃投入 2.5 億元建設(shè)新能源汽車用 IGBT 項(xiàng)目,投入 2.2 億元建設(shè) IPM 模塊項(xiàng)目, 投入 1.5 億元建設(shè)技術(shù)研發(fā)中心擴(kuò)建項(xiàng)目。比亞迪、斯達(dá)半導(dǎo)等國(guó)內(nèi)龍頭在產(chǎn)能擴(kuò)張時(shí)有望 形成規(guī)模效益,帶動(dòng)生產(chǎn)成本的下降;同時(shí),在晶圓生產(chǎn)線升級(jí)、新技術(shù)研發(fā)中心設(shè)立等舉 措影響下,國(guó)內(nèi)廠商的 IGBT 制造水平有望提高,從而提升原材料利用率,進(jìn)一步降低芯片生產(chǎn)的單位成本。
技術(shù)和質(zhì)量滿足要求的情況下,價(jià)格是客戶的核心關(guān)切,低價(jià)換市場(chǎng)或?yàn)閲?guó)內(nèi)廠商突圍之策。國(guó)際龍頭雖然毛利率水平高于國(guó)內(nèi)廠商,但囿于研發(fā)費(fèi)用居高不下,其為維持盈利水平而對(duì) 產(chǎn)品定價(jià)較高,這為國(guó)內(nèi)龍頭提供了后來(lái)居上的機(jī)會(huì)。一方面,可通過(guò)在人力、材料等方面 壓低費(fèi)用,節(jié)省成本;另一方面,可犧牲一部分凈利潤(rùn),采用更低的產(chǎn)品價(jià)格。這樣,在技 術(shù)和質(zhì)量滿足下游市場(chǎng)要求情況下,國(guó)產(chǎn) IGBT 產(chǎn)品的相比于進(jìn)口 IGBT 產(chǎn)品更具有價(jià)格優(yōu) 勢(shì),有望幫助國(guó)內(nèi)龍頭從國(guó)際龍頭手中攫取客戶,提升市場(chǎng)份額。