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。今天呢，飞鲸投研就来分析介绍一下IGBT行业。
一、IGBT技术
1.IGBT
IGBT是在电器设备中实现电能转换、传输和控制的核心器件，可以说是电力电子装备的“心脏”，高效节能减排的主力军。
作为电力电子技术最具代表性的产品，IGBT是工业控制及自动化领域的核心元器件，能够根据工业装置中的信号指令来调节电路中的电压、电流、频率、相位等，以实现精准调控的目的，应用场景包括变频器、逆变焊机、电磁感应加热、工业电源等。
2.IGBT下游应用
IGBT广泛应用于工业、汽车、通信及消费电子领域，其主要电压应用范围在600V及以上。由于经济的飞速发展，我国能源需求量大幅上升，在节能减排政策的背景下，新能源发电、新能源汽车等节能效果明显的产品近年来市场规模不断扩大。
各电压等级IGBT应用领域各不相同，其中：
（1）低压领域：IGBT主要应用于变频白色家电、新能源汽车、新能源充电桩等领域，随着变频家电和新能源汽车渗透率的逐步提升，带动相关IGBT需求持续上升。
（2）中压领域：随着信息产业与高端制造业的快速发展，新能源并网和电网工程建设工程逐步加强，我国工业逆变焊机、逆变频器市场持续升温，USB电源与新能源发电市场稳步增长。
（3）高压领域：主要应用于轨道交通和电网传输领域，二者发展规模与投资规模持续增长。
3.IGBT市场规模
全球IGBT市场规模2017-2021年从46.8亿美元增长至70.9亿美元，年复合增长率为11%。预计2022年，全球IGBT市场规模将达到80.8亿美元。
IGBT发展不断超预期，国内厂商迎来快速发展的黄金时期。目前，全球IGBT领域，不管是芯片、单管还是模块，英飞凌、三菱、富士电机都占据了50%以上的市场份额。同时，在3300V以上的高端IGBT领域，海外厂商的IGBT产品的市场优势地位仍十分明显。
中国已经成为全球最大的IGBT市场，但国产化率低，国产替代空间大。2021年
我国IGBT行业产量将达到0.26亿只，需求量约为1.32亿只。预计2025年我国
IGBT行业产量将达到0.78亿只，需求量约为1.96亿只。
4.靠什么拉动IGBT需求？
①新能源汽车拉动IGBT需求。
IGBT模块在新能源汽车领域中发挥着至关重要的作用，是新能源汽车电机控制器、车载空调、充电桩等设备的核心元器件。新能源汽车中的功率半导体价值量提升十分显著，根据英飞凌年报显示，新能源汽车中功率半导体器件的价值量约为传统燃油车的5倍以上。其中，IGBT约占新能源汽车电控系统成本的37%，是电控系统中最核心的电子器件之一。
因此，未来新能源汽车市场的快速增长，有望带动以IGBT为代表的功率半导体器件的价值量显著提升，从而有力推动IGBT市场的发展。
②IGBT是新能源发电行业核心器件，光伏、发电逆变器拉动IGBT需求。IGBT在光伏行业主要应用于光伏逆变器，占其价值量的15%-20%。
由于光伏发电输出的电能不符合电网要求，需通过光伏逆变器将其整流成直流电，再逆变成符合电网要求交流电后输入并网。IGBT模块是光伏逆变器的核心器件，占逆变器价值量的15%-20%。
2021年全年光伏新增54.88GW，2022年前三季度的新增装机，已经接近去年全年的总规模。今年9月光伏新增装机达8.13GW，环比增长20.6%；1-9月，光伏累计新增装机已达52.6GW。
国家统计局预测，至2025年中国新能源发电通过柔性输电并网比例将会提升至71%，中国新能源发电IGBT市场规模将会增加到14.4亿元。
③5G基站、特高压、充电桩等新基建领域拉动IGBT需求。
根据有关部门的要求，我国近年来将发力于科技端的基础设施建设，包含5G基建、特高压、城际高速铁路和轨道交通、新能源车充电桩、大数据中心、人工智能和工业互联网等七大新基建板块，其中5G基站、新能源车充电桩、城际高铁和城市轨道交通和特高压等新基建领域都会大量使用IGBT，有效拉动IGBT需求。
二、IGBT产业链
1.IGBT企业的三种业务模式
IDM：IDM模式即垂直整合制造商，是指包含电路设计、晶圆制造、封装测试以及投向消费市场全环节业务的企业模式，IGBT芯片、快恢复二极管芯片设计只是其中的一个部门，同时企业拥有自己的晶圆厂、封装厂和测试厂。该模式对企业技术、资金和市场份额要求极高，目前仅有英飞凌、三菱等少数国际巨头采用此模式。
模组：如丹佛斯、赛米控等。
Fabless模式：Fabless是Fabrication（制造）和less（没有）的组合。Fabless模式是集成电路行业的一种经营模式，即企业自身专注于芯片设计，而将芯片制造外协给代工厂商生产制造的模式，而芯片代工厂商负责采购硅片和加工生产。Fabless模式的企业无需投资建立晶圆制造生产线，减小了投资风险，能够快速开发出终端需要的芯片。
国外巨头大多数均采用IDM模式，而国内典型公司如斯达半导采用的Fabless+模组的模式：Fabless的模式在中国比较流行的主要原因在于，功率半导体并不是需要特别高精尖的晶圆厂代工，而单独建产线资本回收期非常长，另外大陆有较多的成熟工艺代工厂产能足够支配，因此对于国内厂商大多是后进者来说，在快速追赶期Fabless也不失为一种比较好的模式。
2.IGBT产业链
IGBT产业链主要包括IGBT芯片设计、制造、模块封测三大部分，全球龙头企业多为IDM模式，如英飞凌、安森美等企业；也有具备设计和模块封测的企业，如斯达半导、宏微科技；还有只具备模块生产制造能力的企业，如赛米控。
3.IGBT公司
IGBT为功率半导体中增速最快的细分产品，深度受益于新能源汽车渗透率的提升和逆变器出货量的快速增长，2022年车载IGBT增速接近100%。
IGBT竞争格局仍以海外龙头为主，但国内逐渐挤出海外公司。从竞争格局来看，英飞凌是绝对龙头，时代电气、斯达半导、比亚迪、士兰微国内领先。
三、总结
未来随着新能源汽车、新能源发电等领域的迅速发展，将带动上游IGBT产品需求不断增长。国内厂商将受益于IGBT的国产替代红利，特别要关注IDM厂商，在代工厂产能紧张的时候，比fabless模式更有先发优势。
