IGBT产业链投资图谱全解
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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。
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。
