近兩年來新能源汽車和新能源發(fā)電等領(lǐng)域快速發(fā)展，催生IGBT行業(yè)持續(xù)高景氣，行業(yè)產(chǎn)能緊張，國內(nèi)IGBT廠商借此機會加速國產(chǎn)替代，產(chǎn)生一批本土龍頭大企業(yè)。本文將從GBT基本定義、新能源將是IGBTzui大增量、行業(yè)競爭格局、國內(nèi)核心公司分析、第三代半導(dǎo)體功率器件等方面闡述該行業(yè)投資機會。

　　一、IGBT基本定義

　　IGBT被稱為電力電子行業(yè)的“CPU”，是功率半導(dǎo)體重要發(fā)展方向。IGBT全稱為絕緣柵雙極型晶體管，它由絕緣柵型場效應(yīng)管和雙極型三極管兩個部分組成，性能上高于MOSFET。兼具MOSFET輸入阻抗高、控制功率小、驅(qū)動電路簡單、開關(guān)速度快和BJT通態(tài)電流大、導(dǎo)通壓降低、損耗小等優(yōu)點。目前行業(yè)技術(shù)迭代已經(jīng)從平面穿通型IGBT到微溝槽場截止IGBT，英飛凌的IGBT芯片技術(shù)引進迭代到了第七代。

　　IGBT下游應(yīng)用空間包括工業(yè)控制、新能源汽車、新能源發(fā)電（光伏逆變器、風(fēng)電變流器）、軌道交通、智能電網(wǎng)等。

　　二、新能源將是IGBT大增量

　　全球IGBT市場規(guī)模持續(xù)增長，目前已經(jīng)超過66億美元，中國規(guī)模在150億左右 。數(shù)據(jù)顯示2019年中國的IGBT市場規(guī)模已經(jīng)占到全球IGBT市場規(guī)模的38％左右?，F(xiàn)在工控和新能源汽車占比大，風(fēng)光發(fā)電領(lǐng)域也增長很快，達到9％。

　　目前行業(yè)需求工控為基本盤，中國年化規(guī)模增速在8％，全球在增速在3-5％，集邦咨詢的預(yù)測，預(yù)計到2025年全球工業(yè)控制IGBT市場規(guī)模將達到170億元。

　　新能源汽車是大增量，IGBT是新能源汽車中的核心元器件，應(yīng)用包括電機控制器、車載充電器（OBC）、車載空調(diào)、以及為新能源汽車充電的直流充電樁中。

　　新能源汽車銷量的快速增長為IGBT帶來了新增需求，2021年在新能源乘用車已經(jīng)有著較大的銷售規(guī)模的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了181％的銷量增長。

　　同時值得注意，單車價值量相對傳統(tǒng)燃油車高于近6倍。根據(jù)Strategy Analytics的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2019年傳統(tǒng)燃油車中功率半導(dǎo)體的價值量僅為71美元，價值量較低；而混合動力汽車中功率半導(dǎo)體的價值量提升至425美元，是傳統(tǒng)燃油車的6倍；純電動汽車中的功率半導(dǎo)體價值量提升至387美元是傳統(tǒng)燃油車的5.5倍。

　　東吳證券以全球和中國的汽車市場保持低速穩(wěn)定增長，增速分別為2％和3％；全球和中國的新能源汽車滲透率在2025年分別達到40％和59％的兩個假設(shè)背景下，至2025年全球新能源汽車IGBT市場規(guī)模將達到116億美元，中國新能源汽車IGBT市場規(guī)模將達到387億元。

　　在風(fēng)光領(lǐng)域的增量也是值得關(guān)注，IGBT是光伏、風(fēng)電逆變器的核心部件。

　　機構(gòu)測算光伏光伏逆變器用IGBT的市場規(guī)模將從2020年的35億元持續(xù)增長至2025年的85億元，風(fēng)電變流器用IGBT的市場規(guī)模將從2021年的14億元持續(xù)增長至2025年的22億元。

　　對于，家電、軌道交通這兩個領(lǐng)域大概率繼續(xù)保持現(xiàn)有5-6億市場規(guī)模。行業(yè)整體增量還得看新能源領(lǐng)域。

　　三、行業(yè)競爭格局分析

　　IGBT行業(yè)進入門檻非常高，整個技術(shù)環(huán)節(jié)包括IGBT芯片的設(shè)計和制造以及模組的設(shè)計和制造。跟中國高端芯片一樣，投入研發(fā)到客戶導(dǎo)入周期較長，資金需要大，技術(shù)壁壘高等特點。

　　同時，由于國外廠家進入早，當(dāng)前IGBT市場被德日美等國企業(yè)壟斷的局面。全球IGBT前五大廠商分別為英飛凌、三菱、富士電機、安森美和賽米控。市場集中度較高，2019年CR3為54.7％，CR5為66.6％。英飛凌為行業(yè)龍頭，占據(jù)27％左右的份額。國內(nèi)行業(yè)發(fā)展相對滯后。

　　觀點總結(jié)：國內(nèi)近幾年，加快發(fā)展，提供客戶更好服務(wù)，價格優(yōu)勢等優(yōu)勢快速占據(jù)了部分市場。同時也是因為新能源汽車的快速發(fā)展，國外擴產(chǎn)較慢。全球車規(guī)級的芯片供應(yīng)短缺也讓汽車、家電和工業(yè)等行業(yè)充分意識到芯片國產(chǎn)自主可控的重要性，國內(nèi)IGBT下游客戶為保證供應(yīng)鏈的安全以及自主可控，對國產(chǎn)IGBT產(chǎn)品的接受意愿逐步提高，進而進一步加快了國內(nèi)行業(yè)的發(fā)展。

　　四、國內(nèi)核心公司分析

　　國內(nèi)車規(guī)級IGBT產(chǎn)業(yè)鏈主要包括：芯片設(shè)計-晶圓制造—模塊封裝—下游應(yīng)用（電控系統(tǒng)）。國內(nèi)企業(yè)中生產(chǎn)模式不一樣，有IDM模式和Fabless模式。

　　時代電氣和比亞迪業(yè)務(wù)垂直整合，從IGBT芯片設(shè)計到下游的電控系統(tǒng)均有布局。

　　士蘭微作為IDM大廠，業(yè)務(wù)完整覆蓋芯片設(shè)計、晶圓制造和模塊封裝。

　　斯達半導(dǎo)和宏微科技采用Fabless的模式，專注芯片設(shè)計和模組封裝環(huán)節(jié)，晶圓制造則外包給晶圓代工廠完成。

　　智新半導(dǎo)體和青藍半導(dǎo)體則專注于模組封裝環(huán)節(jié)。華虹、積塔和中芯紹興則專業(yè)從事IGBT晶圓代工。

　　目前在A股上市的核心公司主要包括，斯達半導(dǎo)、士蘭微、時代電氣。還有未上市的比亞迪半導(dǎo)體。斯達半導(dǎo)，目前是IGBT國產(chǎn)替代領(lǐng)軍企業(yè)，從下游的模塊封裝向上延伸至芯片設(shè)計。主要產(chǎn)品為IGBT模塊，約占主營收入的95％。覆蓋了下游細分市場，包括工控、新能源汽車、新能源發(fā)電、變頻白電等。2021年研發(fā)出微溝槽+場截止（英飛凌第七代）的車規(guī)級芯片，并將于2022年量產(chǎn)。經(jīng)營業(yè)績方面，營收穩(wěn)定增長，新能源占比持續(xù)提高。

　　時代電氣，掌握高低壓IGBT芯片核心技術(shù)，公司2021年IGBT收入約9億元，其中汽車IGBT產(chǎn)品收入約2億元。

　　士蘭微，2001年，引入晶圓產(chǎn)線轉(zhuǎn)型IDM廠商。目前，公司所有量產(chǎn)的IGBT模塊所配套的IGBT芯片均采用場截止技術(shù)，與英飛凌第四代芯片對標(biāo)，性能指標(biāo)上均與英飛凌第四代持平。

　　觀點總結(jié)：目前國內(nèi)車規(guī)級IGBT廠家來說，2021年配套超過60萬輛新能源汽車，預(yù)計收入在4.5億-5億元。比亞迪半導(dǎo)體主要比亞迪汽車內(nèi)部配套。時代電氣目前2021年汽車IGBT產(chǎn)品收入約2億元，看后期產(chǎn)能釋放。士蘭微電機驅(qū)動模塊通過多家客戶測試，PIM模塊的營業(yè)收入將成為新的快速發(fā)展。

　　五、碳化硅——第三代半導(dǎo)體功率器件 必爭之地

　　目前常見的半導(dǎo)體材料包括硅、鍺等元素半導(dǎo)體，兩年推上的風(fēng)口的十三代半導(dǎo)體是以以碳化硅和氮化鎵材料為代表。碳化硅具有禁帶寬度大、擊穿電場強度高、熱導(dǎo)率高、電子飽和速率高以及抗輻射能力強等特點，適用于高壓、高頻和高溫的場景，特別適合于電力電子領(lǐng)域的高功率半導(dǎo)體器件的制造。優(yōu)于硅基器件性能，更耐高溫、高壓、損耗低。碳化硅功率器件的極限工作溫度能達到600℃以上，而目前硅基的IGBT工作溫度一般在175℃。

　　碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈

　　上游襯底是碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，高品質(zhì)碳化硅襯底的生產(chǎn)成本較高，目前6寸碳化硅襯底的價格在6500元-7000元人民幣左右，導(dǎo)致第三代半導(dǎo)體推進速度很慢。

　　但是目前國內(nèi)廠商開始多種降本途徑，例如，市場規(guī)模的增加，技術(shù)提升帶來良率的提高，向大尺寸襯底方向發(fā)展等途徑，后續(xù)碳化硅襯底的價格按每年10％的幅度降低，碳化硅器件的成本預(yù)計也將在2025-2026年期間降至硅基器件的2倍左右。

　　800V高壓平臺為碳化硅帶來全新發(fā)展機遇，未來提高目前電動車充電速度慢的問題，目前眾多主機廠均在規(guī)劃將電壓平臺從400V提高到800V，這樣對于功率半導(dǎo)體耐壓性能要求要更高，在800V高壓平臺下，考慮過載等因素，功率器件的耐壓要提升至1200V。這時主驅(qū)逆變器SiC MOS就可以體現(xiàn)優(yōu)勢。

　　在車規(guī)級功率器件領(lǐng)域中，硅基器件是目前為主流的選擇。國內(nèi)功率半導(dǎo)體廠商正加緊布局碳化硅器件業(yè)務(wù)，碳化硅器件在OBC和DC-DC中的應(yīng)用逐漸成熟，并且在主驅(qū)逆變器中也開始逐漸得到應(yīng)用。國內(nèi)主要的車規(guī)級IGBT模塊供應(yīng)商，如斯達半導(dǎo)、時代電氣、比亞迪半導(dǎo)體和士蘭微均在加速布局碳化硅功率器件，成為必爭之地，未來將有望充分受益于碳化硅行業(yè)的快速發(fā)展。

　　投資觀點總結(jié)：下游新能源汽車和新能源發(fā)電等領(lǐng)域持續(xù)快速發(fā)展，將推動IGBT行業(yè)持續(xù)維持高景氣度。目前國內(nèi)IGBT廠商加速國產(chǎn)替代。對于板塊投資來看，短期關(guān)注相關(guān)企業(yè)的產(chǎn)能釋放，因為行業(yè)短期處于供應(yīng)緊張狀態(tài)。同時還需密切關(guān)注碳化硅的成本的降低程度，這也是影響企業(yè)利潤的重要因素之一?，F(xiàn)階段斯達半導(dǎo)公司主營是IGBT，發(fā)展更快，估值也是高的，今年還有90pE，或也說明市場較為看好。誰將在行業(yè)成為千億龍頭呢？一起拭目以待。

參考研報：《新能源驅(qū)動需求快速增長，國產(chǎn)替代迎來換擋加速——IGBT行業(yè)深度報告》

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