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国产IGBT,迎来大丰收

作者: 时间:2023-07-06 来源:半导体产业纵横 收藏

根据的产品分类来看,按照其封装形式的不同,可分为分立器件、IPM 模块和模块。IGBT 分立器件主要应用在小功率的家用电器、分布式光伏逆变器;IPM 模块应用于变频空调、变频洗衣机等白色家电产品;而 IGBT 模块应用于大功率变频器、新能源车、集中式光伏等领域。

本文引用地址://m.amcfsurvey.com/article/202307/448348.htm

根据工作环境的电压不同,IGBT 可以分为低压(600V 以下)、中压(600V-1200V)、高压(1700V-6500V)。一般低压 IGBT 常用于变频白色家电、新能源汽车零部件等领域;中压 IGBT 常用于工业控制、新能源汽车等领域;高压 IGBT 常用于轨道交通、电网等领域。

就目前的中国市场来说,IGBT 应用最多的场景是新能源汽车。

国外厂商优势明显

从全球市占率角度来看,依旧是国外厂商占据主要市场份额。

根据 Omdia 数据显示,2020 年全球 IGBT 龙头企业包括英飞凌、富士电机、三菱等。从细分领域来看,在 IGBT 分立器件领域,英飞凌、富士电机、三菱的市场规模位列前三,市占率分别为 29.3%、15.6% 和 9.3%。中国厂商士兰微排名第十,占有全球 2.62% 市场份额。

在 IPM 模块领域,三菱市占 32.9%;安森美市占 17.1%;英飞凌市占 11.6%,国产厂商士兰微以 1.6% 的市占率排名第九,华微电子以 0.9% 的市占率排名第十。

在 IGBT 模块领域,英飞凌为绝对龙头,市场份额占 36.5%,其次是富士电机和三菱,分别占比 11.4% 和 9.7%。国内斯达半导排名第六,市场份额占 2.8%。

如今国外的 IGBT 龙头已经形成完善的 IGBT 产品系列,英飞凌、三菱、ABB 在 1700V 以上电压等级的工业 IGBT 领域占绝对优势;在 3300V 以上电压等级的高压 IGBT 技术领域几乎处于垄断地位。在大功率沟槽技术方面,英飞凌与三菱公司处于国际领先水平;在 1700V 以下的产品应用中,英飞凌、赛米控、安森美技术领先、产品成熟。

国内 IGBT 厂商多集中在中低压市场,如比亚迪半导体、士兰微、扬杰科技、新洁能、华微电子等厂商的 IGBT 产品主要集中在 1500V 以下的 IGBT 市场;时代电气和斯达半导已经有高压 3300V 及以上的产品应用。

国内厂商和国外厂商存在差距的原因主要是国外厂商成立时间早,比如富士电机成立于 1923 年,三菱电机成立于 1921 年,而国内的几大厂商主要集中在 1997—2005 年。得益于长时间的磨炼,技术领先、产品成熟、市场占比大、利润高、用户反馈丰富的国际大厂,明显已具先发优势。

不过,随着中美贸易摩擦的不断加剧,国内终端们开始主动尝试选择国内芯片,叠加近两年 IGBT 缺货情况严重,为 IGBT 在内的国产芯片的发展打开了切口。

国内 IGBT 不乏佼佼者

在中国的 IGBT 行业发展中,各大厂商分路追击,如今已不乏佼佼者的出现,比如:斯达半导、时代电气以及士兰微等。

斯达半导

斯达半导优势在于 IGBT 模块,主要覆盖新能源汽车和工控领域。

2013 年斯达半导开始专注新能源汽车 IGBT 模块的研发,目前其 IGBT 电压等级涵盖范围为 100V~3300V,率先实现第 7 代 IGBT 产品的研发。另外,斯达半导的 SiC 模块研发进程也早于国内其他厂商。

斯达半导产品种类丰富,能有效全面地覆盖下游客户的各类需求,其 IGBT 模块产品超过 600 种,其第六代 TrenchFieldStop 技术的车规级 IGBT 模块已获得多个平台/项目定点,SiC 模块也已获得多款车型定点,先发优势明显。

目前斯达半导采用 Fabless 模式,代工厂为上海华虹、上海先进等。同时也在自建晶圆厂,由 Fabless 走向 IDM。

时代电气

时代电气在 IGBT 的布局是比较特殊的,其 IGBT 器件在城市轨道交通、高速铁路以及电力机车方面具有广泛应用。

时代电气的 IGBT 模块在市场中位居第二位,仅次于斯达半导。其 IGBT 产品已实现 750V—6500V 全电压覆盖,在国内 IGBT 供应商中电压覆盖范围最广,也是国内唯一实现 3300V 以上轨交、电网等高压领域覆盖的公司。目前,时代电气第七代 IGBT 技术刚刚研发成功。

2021 年时代电气 IGBT 在轨交、电网领域市占率全国第一,除了原有的优势领域轨道交通外,时代电气正在主攻汽车和光伏方向,汽车方面公司已取得合众、一汽、长安等十余家客户定点,风光发电领域公司高压 1700V 产品已非常成熟。

时代电气也是采用 IGBT 与 SiC 双线布局的战略,只不过在 SiC 模块的入局时间较晚,2022 年其首款 SiC 产品才进行小批量验证。

士兰微

士兰微的产品以 IGBT 单管和 IPM 模块为主,在白电和工控领域具备显著市场地位。此外其车规 IGBT 产品通过部分汽车厂商测试,开始小批量供货;光伏 IGBT 单管已在国内部分光伏客户逐步上量。根据 Omdia 数据显示,2021 年士兰微 IPM 产品全球市占率达到 2.2%,排名全球第八,国内第一。士兰微已经推出了英飞凌的第 7 代产品,目前还处在送审阶段,离量产还有距离。2021 年士兰微的车规级 SiC 模块研发成功。

除了以上提到的这些公司,还有诸如华微电子、扬杰科技、比亚迪半导体、宏微科技、中科君芯、新洁能等厂商在 IGBT 各个领域逐步放量。

IGBT 更受追捧,缺货难解

IGBT 是近期半导体组件中,唯一还能大涨价且一路供不应求的品项。

导致 IGBT 缺货、涨价的原因主要有四点:其一,需求旺盛,车用、工业应用所需 IGBT 用量大增;其二,供给不足,产能扩增缓慢;其三,风光储需求旺盛带动 IGBT 需求强劲;其四,特斯拉大砍 75% 碳化硅用量,IGBT 为潜在替代方案。

根据市场消息,6 月安森美的 IGBT 供应短缺,交期仍在 40 周以上,无明显缓解。根据富昌电子公布的《2023 Q1 芯片市场行情报告》数据显示,意法半导体、英飞凌、Microsemi、IXYS 的 IGBT 交期与 2022 Q4 的交期一致,最长达 54 周。工业、车用领域的 IGBT 需求仍然紧俏。有业内人士表示,IGBT 缺货问题至少在 2024 年中前难以解决;部分厂商 IGBT 产线代工价上涨 10%。

现阶段全球产能紧缺,IGBT 市场面临短期内供不应求的状态,这为国产企业提供了机遇。如今,本土 IGBT 产品性能已经逐渐成熟,且部分产品性能可对标海外 IGBT 大厂产品,加速国产化 IGBT 产品市场渗透,逐步切入高端市场。国内一众厂商如扬杰科技、斯达半导、士兰微、新洁能、紫光国微等也在加快扩产和研发步伐。

国产厂商迎来大丰收

IGBT 的持续火热,国产厂商迎来的不只是订单的大丰收,还有业绩的大丰收。

首先在订单量方面,近日时代电气披露调研纪要显示,IGBT 器件已有产能基本跑满,第一季度合计 IGBT 有 7.23 亿。传感器件、功率器件、新能源汽车电驱是一个量纲订单,目前产能排得很紧,达产率非常高。公司在去年第三季度就基本把今年 IGBT 产能排满了。

斯达半导也表示光伏领域在手订单是现有产能的数倍之多。士兰微、华润微、宏微科技都表示在手订单量饱满,产能供不应求。

其次,再看业绩。2022 年时代电气全年营收 180.34 亿元,同比增长 19.26%。2023 年 Q1,时代电气营业收入人民币 30.85 亿元,同比增长 21.25%,涨势喜人。

斯达半导体更是连续 7 年实现营收、净利润双增。尤其是 2022 年其营业收入 27.05 亿元,同比增长 58.53%,归属于上市公司股东的净利润 8.18 亿元,同比增长 105.24%。

此外,士兰微、扬杰科技、宏微科技等公司的营业收入都在 2022 年实现大幅增长。

国产 IGBT 产能何时落地?

2021 年,斯达半导定增获得发审委通过,将募资 35 亿元用于 IGBT 芯片、SiC 芯片的研发及生产。预计将会达成 6 英寸 IGBT 产能 30 万片/年,6 英寸 SiC 芯片产能 6 万片/年,具体投产时间未知。

2022 年 10 月,时代电气启动了 IGBT 三期新产线建设准备工作,公司此前已投资建设了一期、二期产线。三期总投资额 111 亿元,其中宜兴项目投资 58 亿元、株洲项目 53 亿元。宜兴项目,一期规划产能是年产 36 万片 8 英寸 IGBT,产品主要用于新能源车领域。株洲项目,建成后产能年产 36 万片 8 英寸 IGBT,主要用于新能源发电、工控、家电。三期项目建设周期 24 个月,预计 2024 年 6-7 月才会投产。

2022 年 6 月,士兰微投资建设「年产 720 万块汽车级功率模块封装项目」该项目总投资 30 亿元。随后在 10 月,又定增不超过 65 亿元,用于年产 36 万片 12 英寸芯片生产线项目(39 亿元)、SiC 功率器件生产线建设项目(15 亿元)、汽车半导体封装项目(一期)(30 亿元)等。此次的定增项目建设期为 3 年,也就是预计 2025 年投产。

华润微的 IGBT 产能也会在今年有所新增。华润微高管此前预计,2023 年资本性开支较 2022 年将增加至百亿规模,主要涉及重庆 12 英寸、深圳 12 英寸、先进功率封测基地以及公司对外投资并购项目。根据规划,华润微 6 英寸晶圆制造生产线主要增加第三代半导体产能包括碳化硅和氮化镓;今年 8 英寸晶圆制造生产线通过技改、IGBT 等重点产品产能扩充会带来一定幅度的产能增加;重庆 12 英寸 2023 年底目标是爬坡至 2 万片。

有分析指出,2021 年及以前,中国有 80%—90% 的 IGBT 产品均需要进口,2022 年整体 IGBT 国产化率提升至约 30%—35%,车规级 IGBT 厂商在中国的市场份额已经从 2021 年的 32% 提升到 2022 年的 45%—50%。

未来,随着 IGBT 市场的不断扩大以及国产 IGBT 企业技术上取得突破,中国 IGBT 正在驶上发展的快车道。



关键词:IGBT

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