熱點(diǎn)聚焦∣2022年中國(guó)IGBT產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀：IGBT市場(chǎng)產(chǎn)需缺口較大，國(guó)產(chǎn)替代化進(jìn)程加速[圖]

內(nèi)容概要：近年來(lái)為了推動(dòng)功率半導(dǎo)體行業(yè)尤其是 IGBT產(chǎn)業(yè)健康快速發(fā)展，國(guó)家相關(guān)部門不僅制定了相關(guān)的一系列政策措施，還不斷加大金融扶持力度。在國(guó)家政策引導(dǎo)和市場(chǎng)需求持續(xù)增長(zhǎng)和的雙重刺激下，吸引了一批擁有豐富科研經(jīng)驗(yàn)的IGBT技術(shù)人才回國(guó)，同時(shí)也為斯達(dá)半導(dǎo)、士蘭微、比亞迪、時(shí)代電氣等企業(yè)提供了掌握IGBT核心技術(shù)的機(jī)會(huì)，進(jìn)一步推進(jìn)IGBT國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程。

關(guān)鍵詞：IGBT、IGBT產(chǎn)需、IGBT自給率、新能源產(chǎn)業(yè)

一、IGBT行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈日趨完善，第七代IGBT已經(jīng)達(dá)到量產(chǎn)水平

功率半導(dǎo)體主要用于電力設(shè)備的電能變換和電路控制，是進(jìn)行電能處理的核心器件，弱電控制與強(qiáng)電運(yùn)行間的橋梁,細(xì)分產(chǎn)品主要有MOSFET、BJT、IGBT等，而IGBT是目前發(fā)展最快的功率半導(dǎo)體器件之一。IGBT也稱絕緣柵雙極型晶體管，是由 BJT（雙極型三極管）和 MOS（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,兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)。一般MOSFET器件或模組可承受電壓范圍為20-800V，而IGBT可承受1000V以上的高電壓，因而是電子領(lǐng)域較為理想的開(kāi)關(guān)器件。

IGBT產(chǎn)業(yè)鏈的上游原材料主要為硅晶圓、光刻板、引線框架、新型寬禁帶材料以及其他輔助材料等；中游包括產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、研發(fā)生產(chǎn)和封裝等工序，產(chǎn)品大致可以分為功率分立器件、功率IC和功率模組三大類，目前專業(yè)從事IGBT產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)和銷售的企業(yè)主要有英飛凌、三菱、富士電機(jī)、安森美、斯達(dá)半導(dǎo)、士蘭微、時(shí)代電氣等等；產(chǎn)業(yè)鏈的下游應(yīng)用市場(chǎng)有消費(fèi)電子、家用電器、軌道交通、工業(yè)控制、網(wǎng)絡(luò)通信、軍工航天以及新能源產(chǎn)業(yè)鏈。

從20世紀(jì)80年代至今，IGBT芯片共經(jīng)歷了7代更新升級(jí)發(fā)展歷程，產(chǎn)品從平面柵型階段發(fā)展至微溝槽柵型階段，各代IGBT產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)主要是降低損耗、節(jié)約生產(chǎn)成本，總體可以將其發(fā)展歷程分為三大主要技術(shù)階段。第一階段是以第一代、第二代為代表的平面柵型IGBT，第一代由于工藝制造復(fù)雜，現(xiàn)已基本被市場(chǎng)淘汰。第二階段是以第三代、第四代為代表的溝槽柵型IGBT，三、四代產(chǎn)品通過(guò)創(chuàng)新的溝槽設(shè)計(jì)，大幅度減少了IGBT的體積和使用功耗，從而得到廣泛使用。隨后在第二階段出現(xiàn)了對(duì)溝槽柵型進(jìn)行改進(jìn)的第五代、六代IGBT，但總體結(jié)構(gòu)并未發(fā)生較大的改變，同時(shí)還涌現(xiàn)出了向第三階段過(guò)渡的產(chǎn)品Trench Stop5型。第三階段是第七代微溝槽柵型IGBT，其進(jìn)一步減少了產(chǎn)品的體積和使用功耗，目前，英飛凌等頭部企業(yè)在第七代IGBT上已經(jīng)達(dá)到量產(chǎn)水平。由于IGBT的生命周期較長(zhǎng)，產(chǎn)品迭代速率不追求你摩爾定律，使用周期較長(zhǎng)，雖然老一代產(chǎn)品的損耗較大，但其芯片的面積較大，穩(wěn)定性較好，部分領(lǐng)域仍會(huì)選擇使用舊代產(chǎn)品，因此，IGBT在市場(chǎng)上呈現(xiàn)多代共存的狀態(tài)。

二、我國(guó)IGBT市場(chǎng)存在巨大的產(chǎn)需缺口，行業(yè)自給率逐年攀升

IGBT是國(guó)際上公認(rèn)的電力電子技術(shù)第三次革命具代表性的產(chǎn)品，是工業(yè)控制及自動(dòng)化領(lǐng)域的核心元器件，能夠根據(jù)工業(yè)裝置中的信號(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。近年來(lái)，全球IGBT市場(chǎng)規(guī)模保持連年增長(zhǎng)的趨勢(shì)，根據(jù)Markets and markets數(shù)據(jù)，全球IGBT市場(chǎng)規(guī)模從2012年的32億美元增長(zhǎng)至2021年的70.9億美元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率為6.6%，2021年，全球IGBT的市場(chǎng)規(guī)模為70.9億美元，同比增長(zhǎng)6.6%。從2021年全球IGBT市場(chǎng)區(qū)域分布來(lái)看，亞太地區(qū)的市場(chǎng)占比為58%，占比超全球一半，遠(yuǎn)高于北美地區(qū)11%和歐洲地區(qū)23%的市場(chǎng)份額。

根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2016-2021年，我國(guó)IGBT產(chǎn)量及需求量均呈現(xiàn)連年增長(zhǎng)的趨勢(shì)，2021年，我國(guó)IGBT的需求量為13000萬(wàn)只，同比增長(zhǎng)20.00%；生產(chǎn)量為2580萬(wàn)只，同比增長(zhǎng)27.72%；產(chǎn)需差值為10620萬(wàn)只。我國(guó)IGBT行業(yè)存在巨大供需缺口，基于國(guó)家核心元器件國(guó)產(chǎn)化相關(guān)政策要求，“國(guó)產(chǎn)替代”將會(huì)是未來(lái)IGBT行業(yè)發(fā)展的主旋律之一。目前，我國(guó)的IGBT市場(chǎng)主要由外國(guó)企業(yè)占據(jù)，雖然我國(guó)IGBT市場(chǎng)需求增長(zhǎng)迅速，但由于國(guó)內(nèi)相關(guān)技術(shù)人才缺乏，工藝制造基礎(chǔ)薄弱，國(guó)內(nèi)企業(yè)產(chǎn)業(yè)化起步較晚，IGBT至今仍大量依賴進(jìn)口，市場(chǎng)主要由歐洲、日本及美國(guó)企業(yè)占領(lǐng)。同時(shí)，國(guó)內(nèi)企業(yè)由于芯片供應(yīng)主要源于國(guó)外，供應(yīng)鏈?zhǔn)艿捷^強(qiáng)的制約，導(dǎo)致我國(guó)IGBT產(chǎn)業(yè)發(fā)展較為緩慢。

IGBT被稱為電力電子行業(yè)里的“CPU”，廣泛應(yīng)用于新能源、新能源汽車、電機(jī)節(jié)能、軌道交通、智能電網(wǎng)、航空航天、家用電器、汽車電子等領(lǐng)域。隨著全球制造業(yè)向我國(guó)的轉(zhuǎn)移，我國(guó)已逐漸成為全球最大的IGBT市場(chǎng)，相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2021 年，我國(guó)IGBT市場(chǎng)規(guī)模約為218.75億元，同比增長(zhǎng)37.23%。近年來(lái)，我國(guó)積極踐行“碳達(dá)峰、碳中和”發(fā)展戰(zhàn)略，在各行業(yè)推行節(jié)能減排目標(biāo)，不斷優(yōu)化調(diào)整能源使用結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)，疊加工業(yè)自動(dòng)化進(jìn)程加快，我國(guó)對(duì)于IGBT的市場(chǎng)需求不斷擴(kuò)大。受益于工業(yè)控制、新能源及新能源汽車等領(lǐng)域的需求大幅增加，中國(guó)IGBT市場(chǎng)規(guī)模將持續(xù)增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到2025年，我國(guó)IGBT市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到600億元左右。

據(jù)佰騰網(wǎng)，2009-2022年，我國(guó)IGBT專利申請(qǐng)量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，2009-2020年，我國(guó)IGBT專利申請(qǐng)量呈上升態(tài)勢(shì)，202-2022年，IGBT專利申請(qǐng)量連續(xù)兩年同比呈現(xiàn)下降的態(tài)勢(shì)，2022年，我國(guó)IGBT專利申請(qǐng)量為2561件，同比下降36.69%?！靶袠I(yè)求發(fā)展，技術(shù)要先行”，IGBT行業(yè)擁有極高的技術(shù)門檻，在國(guó)家政策的引導(dǎo)和市場(chǎng)需求的拉動(dòng)下，國(guó)內(nèi)多家以IGBT為主營(yíng)業(yè)務(wù)的企業(yè)紛紛加大研發(fā)投入，組建高素質(zhì)研發(fā)隊(duì)伍，深耕IGBT行業(yè)的研發(fā)設(shè)計(jì)，加速追趕歐美大廠的步伐，進(jìn)一步打破海外大廠對(duì)高端功率半導(dǎo)體市場(chǎng)的壟斷。 在技術(shù)方面，國(guó)內(nèi)廠商積極創(chuàng)新迭代，堅(jiān)持提升自主研發(fā)能力，實(shí)現(xiàn)核心技術(shù)突破，斯達(dá)半導(dǎo)公司已率先實(shí)現(xiàn)了第7代IGBT產(chǎn)品的研發(fā)；在產(chǎn)品方面，國(guó)內(nèi)廠商IGBT 產(chǎn)品種類進(jìn)一步增加，覆蓋電壓/電流范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，斯達(dá)半導(dǎo)公司基于第六代Trench Field Stop技術(shù)的車規(guī)級(jí)IGBT模塊已獲得多個(gè)平臺(tái)/項(xiàng)目定點(diǎn)。

近年來(lái)為了推動(dòng)功率半導(dǎo)體行業(yè)尤其是 IGBT產(chǎn)業(yè)健康快速發(fā)展，國(guó)家相關(guān)部門不僅制定了相關(guān)的一系列政策措施，還不斷加大金融扶持力度。其中，IGBT曾被劃為國(guó)家專項(xiàng)重點(diǎn)扶持項(xiàng)目實(shí)施長(zhǎng)達(dá)15年，該項(xiàng)目已于2021年成功收官。同時(shí)，IGBT 國(guó)產(chǎn)化還是國(guó)家十四五規(guī)劃中關(guān)鍵半導(dǎo)體器件的發(fā)展重點(diǎn)之一。在國(guó)家政策引導(dǎo)和市場(chǎng)需求持續(xù)增長(zhǎng)和的雙重刺激下，吸引了一批擁有豐富科研經(jīng)驗(yàn)的IGBT技術(shù)人才回國(guó)，同時(shí)也為斯達(dá)半導(dǎo)、士蘭微、比亞迪、時(shí)代電氣等企業(yè)提供了掌握IGBT核心技術(shù)的機(jī)會(huì)，進(jìn)一步推進(jìn)IGBT國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程，早日擺脫IGBT產(chǎn)品進(jìn)口依賴這一現(xiàn)狀。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2016-2021年，我國(guó)IGBT自給率逐年上升，2021年，我國(guó)IGBT的自給率為19.55%。2022年，國(guó)內(nèi)如斯達(dá)半導(dǎo)、士蘭微、時(shí)代電氣等IGBT企業(yè)的產(chǎn)能擴(kuò)建項(xiàng)目完工投產(chǎn)，公司年度產(chǎn)能得到進(jìn)一步提升，預(yù)計(jì)2022年的自給率將達(dá)到26.50%。

三、下游新能源產(chǎn)業(yè)需求持續(xù)增長(zhǎng)，推動(dòng)IGBT市場(chǎng)規(guī)模逐步擴(kuò)大

當(dāng)前，新能源汽車在國(guó)內(nèi)IGBT下游應(yīng)用中占比31%左右，是IGBT最大的增量市場(chǎng)。據(jù)中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)，2015-2022年，我國(guó)汽車產(chǎn)銷量上下波動(dòng)，整體呈現(xiàn)出上漲趨勢(shì)，而新能源汽車在政策的引導(dǎo)下，其產(chǎn)銷量連年增長(zhǎng)。2022年，我國(guó)新能源汽車的產(chǎn)量為705.8萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)96.90%；銷量688.7萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)93.40%。IGBT是新能源汽車電控系統(tǒng) 和充電樁的核心器件，決定了整車的能源利用率。同時(shí)，新能源車的車載空調(diào)、OBC、逆變器、DC/AC、發(fā)電機(jī)等也需大量應(yīng)用IGBT器件。2017-2022年，我國(guó)汽車IGBT市場(chǎng)需求整體呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，在新能源汽車的拉動(dòng)下，2022年，我國(guó)IGBT的市場(chǎng)需求為147.32億元，同比增長(zhǎng)114.72%。

據(jù)國(guó)家能源局，2013-2022年，我國(guó)光伏新增裝機(jī)容量整體呈現(xiàn)上揚(yáng)的態(tài)勢(shì)，2022年，我國(guó)光伏新增裝機(jī)容量87.41GW，同比增長(zhǎng)32.53GW。光伏逆變器是光伏系統(tǒng)的核心部件，可以將太陽(yáng)能板產(chǎn)生的可變直流電轉(zhuǎn)換為交流電，并反饋回輸電系統(tǒng)或供離網(wǎng)的電網(wǎng)使用。伴隨著新能源行業(yè)終端產(chǎn)出提升，作為逆變器中關(guān)鍵器IGBT的需求空間也將大幅提升，據(jù)信達(dá)證券統(tǒng)計(jì)，2017-2022年，我國(guó)光伏IGBT市場(chǎng)規(guī)模連年增長(zhǎng)，2022年，我國(guó)光伏IGBT市場(chǎng)規(guī)模約41.49億元，同比增長(zhǎng)11.62%。

以上數(shù)據(jù)及信息可參考智研咨詢（yhcgw.cn）發(fā)布的《中國(guó)IGBT行業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃及投資方向研究報(bào)告》。智研咨詢是中國(guó)領(lǐng)先產(chǎn)業(yè)咨詢機(jī)構(gòu)，提供深度產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告、商業(yè)計(jì)劃書、可行性研究報(bào)告及定制服務(wù)等一站式產(chǎn)業(yè)咨詢服務(wù)。您可以關(guān)注【智研咨詢】公眾號(hào)，每天及時(shí)掌握更多行業(yè)動(dòng)態(tài)。