IGBT 产业链投资图谱

行业概览
新能源车和风光储需求强劲，IGBT用量大幅增加IGBT：第二代新型功率半导体器件国产替代加速，产业链机遇广阔产业链上游：IGBT芯片
中游；IGBT模组下游：新能源汽车和光伏为主要增量市场三种运作模式：Fabless、Foundry、IDM市场格局国外龙头厂商全线布局占先发优势国内本土企业国产化进程加速探索
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受益于新能源汽车以及风光储的强势需求，近年来IGBT用量大幅增加。

据Omdia预测，到2024年全球功率半导体市场规模将达到524亿美元。到2025年，中国IGBT市场规模有望达到522亿人民币，年复合增长率达19.11%。

随着国产替代进程加速，IGBT全产业链有望迎来广阔机遇。

IGBT行业概览

功率半导体主要产品包括功率器件（二极管、IGBT、MOS、BJT）。其中，MOS、IGBT属于第二代功率半导体器件，附加值更高。

新型功率半导体器件IGBT已成为电力电子领域开关器件的主流发展方向。

IGBT（绝缘栅双极型晶体管）是由MOS、BJT组成的复合全控型功率半导体，兼具MOS输入阻扛高、BJT导通电压低的两大优势，驱动功率小且饱和电压低，适用于高压、大电流领域，是电力电子装置的CPU。

IGBT结构示意图：

资料来源：电子工程专辑

IGBT发展历程

从1988年IGBT诞生至今，已经有七代IGBT结构。

自上世纪80年度IGBT开启工业化应用以来，IGBT技术经历了丰富的技术演变，涌现出七代不同的IGBT技术方案。2012年三菱电机推出第七代IGBT。

IGBT7采用了新型微沟槽（MPT）+电场场截止技术。根据富士电机发布的第七代IGBT产品数据，相比于第六代V系列，IGBT7可以使逆变器的功率损耗降低10%，最高操作结温度从150°C提高到175°C，这有助于减小设备尺寸。

IGBT 下游市场应用广泛

IGBT依据电压等级不同，可划分为低压、中压和高压IGBT，分别广泛应用于消费电子、新能源汽车、新能源发电、轨交以及电网等领域。

从电压等级来划分，600V以下的低压IGBT主要应用于消费电子领域，600V~1200V的中压IGBT主要应用于新能源车、光伏、家电、工业（电焊机、UPS）领域，1700V以上的超高压IGBT主要应用于轨交、风电、智能电网领域。

功率半导体下游市场运用广泛：

资料来源：YOLE

新能源车：IGBT最大增量市场

在汽车在电气化的过程中，半导体增量市场绝大部分都在功率半导体，其中IGBT是新能源汽车电控系统和直流充电桩的核心器件，决定了整车的能源利用率，其成本占到新能源汽车整车成本的10%，占充电桩成本的20%。

新能源汽车动力系统=电池+电驱（电机+电控），IGBT是电控的关键部件。

与传统燃油车相比，新能源汽车没有发动机和启停系统，新增了电池、电机、电控核心部件以及车载DC/DC、电空调驱动、车载充电器（OBC）等电力电子装置。

在运行过程中，车载空调、OBC、逆变器、DC/DC、发电机等都有赖于IGBT对电的频繁电压和交直流转换，都需要大量的IGBT器件。

电控是新能源汽车产业链的重要环节，它接受整车控制器的指令，进而控制驱动电机的转速和转矩，以控制整车的运动，相当于传统汽车的发动机。

电控占整车成本的15~20%，是除了电池之外成本第二高的器件。IGBT则是电控的关键部件，约占其成本的37%。

2021年全球新能源车销量达650万辆，对应IGBT市场规模达111亿元，中国新能源车销量达350万辆，对应IGBT市场规模达60亿元。

IGBT在新能源汽车中的应用:

资料来源：比亚迪

IGBT产业链

IGBT是技术成熟的器件，产业链的各个环节都相对稳定。

IGBT核心技术为IGBT芯片的设计和制造以及IGBT模块的设计、制造和测试。行业壁垒非常高，包括对人才和设备的要求也极高。

行业认证周期长，车规级认证周期长达2~3年，定点企业先发优势明显。

IGBT制造属于资本密集型行业，一条年产25万片的8寸晶圆线投资额超20亿元。

IGBT产业链图谱及代表公司：

资料来源：行行查

IGBT产业链公司运作模式

IGBT产业链公司运作模式可分为Fabless、Foundry、IDM三类。

Fabless模式主要负责设计芯片电路以及最终的销售，将具体生产环节外包，在中国市场主要厂商有斯达半导、中科君芯等。

Foundry模式主要负责主制造、封装或测试的其中环节，主要厂商有上海先进、江苏宏微等。

IDM模式集芯片设计、制造、封测多个环节于一身，全球龙头企业多为此模式，比如英飞凌、三菱等，海外企业凭借多年的积累，在车规级IGBT产品市场占据了一定的先发优势。

在IGBT分立器件和IGBT模块领域，英飞凌是当之无愧的龙头厂商，据Omdia数据，其2021年的市占率均为全球第一，占有全球三分之一以上的市场。

中国市场IDM模式代表企业包括中车时代电气、比亚迪等。

IGBT产业链代表公司运作模式：

资料来源：YOLE

随着全球制造业向中国的转移，中国已逐渐成为全球最大的IGBT消费市场。

近年来产业国产化进程显著加速，出现一批有代表性的国内本土制造企业，如中车时代电气、比亚迪、斯达半导、士兰微、华润微、江苏宏微科技等。

2021年比亚迪半导、斯达半导、时代电气车载IGBT收入约为13、5、2亿元，同比均实现翻倍增长，国产化率超过30%。

比亚迪通过向自供，在新能源汽车IGBT模块市场中市占率达到了18%。此外，斯达半导、时代电气等国内厂商也成功在国内新能源汽车用IGBT模块市场中占取到了一定份额。

时代电气750V车规级逆导IGBT芯片已处于样件试验阶段；斯达半导基于第七代IGBT技术的车规级650/750V IGBT芯片已研发成功，并预计于2022年开始批量供货；宏微科技750V车规级IGBT预计于2022年开始起量。士兰微车载IGBT产品已在部分客户处批量供货。

比亚迪在去年底与士兰微签订IGBT供货订单，此外获得订单的还有斯达半导、时代电气、华润微等。其中时代电气今年4月末透露，目前新能源车IGBT订单饱满，2022年落实的车规IGBT交付水平有望超过70万台。

部分本土企业IGBT业务近况（IGBT技术以英飞凌IGBT产品技术为基准）：

光伏&储能：IGBT第二增量市场

IGBT是光伏逆变器、储能逆变器的核心器件，集中式光伏主要采用IGBT模块，分部式光伏主要采用IGBT单管或模块。

2021年全球光伏逆变器CR10合计超过95%，CR5接近80%。2017年CR10约75%，CR5接近60%，五年期间行业整体集中度大幅提升。

从逆变器竞争格局来看，全球前十名中有六家是中国供应商（阳光电源、华为古瑞瓦特、锦浪科技、上能电气、固德威），特变电工、首航新能源、科华数据位列前二十。

中国光伏行业占全球八成产能，IGBT此前全部用的是海外芯片。因为IGBT紧缺，2021年国产器件开始被大量导入，2022年开始中国IGBT企业大量接到光伏企业的订单。

近年来海外厂商扩产普遍谨慎、产能增量有限，新能源驱动IGBT需求有望迎来高速增长，自产化率快速提升，国产替代有望迎来广阔的空间。

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