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2023-2028年中国IGBT行业发展现状及未来趋势预测报告

时间:2024-03-06 01:57:25 作者:贝博app体育官方下载 点击:1 次

  IGBT 是由双极型三极管 BJT 和 MOSFET 组成的复合全控型电压驱动式功率器件。IGBT 具有电导调制能力,相对于 MOSFET 和双极晶体管具有较强的正向电流传导密度和低通态压降。IGBT 的开关特性能轻松实现直流电和交流电之间的转化或改变电流的频率,有逆变和变频的作用,能应用于逆变器、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。广阔的应用场景也让 IGBT 被称为电力电子行业里的“CPU”。

  以英飞凌 IGBT 产品代际为准,目前主流的 IGBT 已迭代到第七代产品,除了第一代产品外,其他代际都在适应的场景有所应用,代际的迭代主要是通过 IGBT 内部的结构改善,以此来降低产品的功耗。目前我国 IGBT 产业最重要的包含三大特征:1)产品不追求制程,生产模式以 IDM 为主;2)通过改进元胞设计概念、改进垂直结构等方式提升产品在功耗、工作时候的温度、频率等方面的性能;3)不同代际和技术路线的 IGBT 产品根据其性能、价格、稳定性等综合因素广泛适用于各种不同场景,例如目前工控、家电及大部分汽车 IGBT 使用英飞凌第四代(沟槽栅)产品,较高端车型使用英飞凌第七代(EDT2)产品。

  按照工作电压的不同,IGBT 在 650V 至 6500V 的电压范围内的各类应用场景大范围的应用,其中工控、新能源汽车、风光储和消费电子是 IGBT 的主要应用领域。在中低电压领域,IGBT 大范围的应用于新能源汽车和消费电子中;在 1700V 以上的高电压领域,IGBT大范围的应用于轨道交通、风光储、智能电网等重要领域。

  根据英飞凌、Omdia 等机构数据,2020 年全球 IGBT 市场空间达到 66.5 亿美元。IGBT 作为我国 16 个重大技术突破专项中的重点扶持项目,近年来市场规模持续保持高速增长态势。2014 年,我国 IGBT 市场规模为 79.8 亿元,2021 年为 224.6 亿元,复合年均增长率达 15.93%。

  由于我国 IGBT 起步较晚,一方面国内市场目前仍存在很大的需求缺口,资料显示,2021 年国产 IGBT2,580 万只,需求量达到 13,200 万只,进口替代空间巨大。另一方面全球市场供给格局较为集中,CR10 达到 82.6%,其中英飞凌市场占有率超过 30%。而前十大供应商中,国内供应商份额较少,当前只有士兰微、斯达半导和华微电子等企业在个别细分品类中挤入前十大份额,当前 IGBT 仍有较大的国产替代空间。

  受益于下游新能源发电、新能源汽车的快速普及,行业空间快速成长,且当前工艺仍在快速更新,国内厂商市场占有率尚低且正在快速追赶海外龙头的技术水平,我国 IGBT行业具备极佳的国产替代前景。

  汽车电动化带来内部 IGBT 应用场景快速增加。传统燃油车中的 IGBT 大多数都用在辅助驱动系统,而新能源车汽车中 IGBT 的应用场景涵盖牵引逆变器、OBC、高低压辅助驱动系统、DCDC 模块、充电桩等。新能源车在 IGBT 的使用品类和使用数量相较传统燃油车均有较大提升。根据英飞凌数据,新能源汽车的单车 IGBT 价值量可达到 400 美元,约为传统燃油车的 5 倍。此外,以直流充电桩为代表的新能源汽车附属产业亦对IGBT 拥有强需求。

  同时,车规级 IGBT 与工业级 IGBT 的性能要求同样存在非常明显差异,IGBT 传统龙头与后起之秀处于同一竞争起跑线。工业级 IGBT 功率半导体产品品类多、标准化程度高、应用环境复杂、失效率要求相比来说较低、产品生命周期较短;而车规级 IGBT 产品品类相对较少,但定制化程度高、高温和振动性能要求比较高、失效率要求严格、产品生命周期要求更长。

  2020 年中国光伏、风电和储能逆变器中 IGBT 合计需求量达到 68 亿元。在全方面推进“碳中和”大背景下,预计到 2025 年我国风光储领域 IGBT 市场规模有望达到 183亿元,5 年 CAGR 增速达到 21.94%。

  工控领域的功率器件应用较为分散,主要的应用场景包括伺服系统、变频器、逆变电焊机、UPS 电源等。当前我国已在工控领域实现部分产品的 IGBT 国产化替代,但高精尖工控类产品的国产化率仍有上升空间。在工控商品市场稳步增长与国产替代率逐步上升的双向驱动因素下,我国工控用 IGBT 亦将实现稳步增长。

  图表:2019-2022年igbt行业成本费用利润率分析返回搜狐,查看更加多