IGBT产业 现状 以及 未来的前景怎样？

2019年，英飞凌、三菱电机、富士电机、ABB、飞兆等海外厂商在中国IGBT市场的份额合计达48.7%，同时，从400V及以下的常规IGBT市场到4500V以上的高端IGBT市场，海外厂商IGBT产品的市场优势地位均十分明显。

从国内外主要厂商的技术代际来看，英飞凌和三菱电机的IGBT产品发展到第7代。国内市场上，斯达半导在2015年自主研发出了国际水平第6代的IGBT，比亚迪则在2018年推出了其第4代车规级IGBT4（国际第5代水平），由于目前英飞凌、三菱电机的第7代IGBT主要用于工业领域，还未推广到车规级，故比亚迪与国际顶尖厂商在芯片设计方面的技术差距预估也在1代左右。目前，英飞凌、三菱电机均已坐拥8英寸晶圆生产线，并不断加快向12英寸升级的进程，比亚迪则刚刚加入布局8英寸晶圆生产线的行列，在晶圆制造上落后于国外品牌1代。

从应用领域来看，英飞凌、三菱电机在高压领域具有绝对优势，覆盖更广阔的下游应用市场。英飞凌、三菱电机在低压、中压、高压领域实现了产品全覆盖，特别是3300V以上的高压IGBT技术更是被英飞凌、三菱电机、ABB三家公司所垄断。国内IGBT供应商产品主要集中于中压等级，比亚迪专注于中压等级的车规级IGBT，斯达半导体虽然提供1700V与3300V的IGBT模块产品，但是其官网产品中心显示其主流产品仍是1200V产品，国内IGBT厂商在高压领域供应能力明显不足。中车时代电气目前已实现650V-6500V IGBT全电压范围覆盖，是国内唯一自主掌握高铁动力 IGBT 芯片及模块技术的企业。

下游行业回暖，市场需求持续扩大
根据电子工程世界的数据，全球范围内功率半导体下游领域中，中国市场则按份额顺序依次为汽车（27%）、消费电子（23%）、工业电源（19%）、电力（15%）、通信及其他（16%）。在国际节能环保的大趋势下，IGBT下游的风电产业、光伏和新能源汽车等领域发展迅速，对IGBT模块需求逐步扩大，新兴行业的加速发展将持续推动IGBT市场的高速增长。

1
新能源汽车

根据英飞凌相关数据，新能源中汽车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44%，是电控系统中最核心的电子器件之一，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，从而有力推动功率半导体市场的发展。

受益于政策的推动，我国新能源汽车市场从2015年开始快速发展，新能源汽车产销量大幅上升；随后2019年受到补贴倒退和疫情的影响，产销量增速放缓。2019年国内新能源汽车销量为120.6万辆，比2018年下降4%。目前，为了缓解疫情对新能源汽车行业的影响，我国推迟补贴政策至2021年，行业发展正逐渐恢复中。2020年，新能源汽车销量完成139.73万辆。

在国内新能源汽车IGBT模块市场中，英飞凌公司中是绝对的龙头，市场占比58.2%，相比2016年33% 的市场占比，其市场地位有了进一步的巩固。比亚迪微电子则在多年的技术积累中，逐渐成长为新能源汽车IGBT市场份额第二大企业，2019年占比为18%。

2
风电领域

2020年，是我国风电行业获得爆发性增长的一年，全国风电新增并网装机7167万千瓦，其中陆上风电新增装机6861万千瓦、海上风电新增装机306万千瓦。到2020年底，全国风电累计装机2.81亿千瓦，其中陆上风电累计装机2.81亿千瓦、海上风电累计装机939万千瓦。

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光伏领域
中国光伏行业几经曲折，目前已经形成了成熟且具有竞争力的产业链，成为我国为数不多的、可同步参与国际竞争并在产业化方面取得领先优势的新兴产业之一。同时，2020年作为光伏产业补贴的最后一年，我们也看到了国内光伏产业的成长力。2020年光伏新增装机量为48.2GW，同比2019年增长60.4%。

IGBT技术加速突破，自主创新推进

自上世纪80年代IGBT开启工业化应用以来，IGBT技术经历了丰富的技术演变，涌现出六代不同的IGBT技术方案，但这些方案主要由英飞凌、三菱电机和富士电机等海外厂商主导。

目前，IGBT国产化已成为国家关键半导体器件的发展重点之一，IGBT也被列为国家“02专项”的重点扶持项目，相关产业进入高速发展阶段。同时，广阔的IGBT市场中也涌现出一批包括中车时代电气、比亚迪、斯达半导等在内的掌握IGBT核心技术的企业，在产业政策和市场需求的驱动下，IGBT国产化进程加速启动。

从我国IGBT企业目前的竞争局面来看，制造和封测模组环节竞争力较强，以上海先进半导体（积塔半导体）、华虹半导体、华润微电子为主导的晶圆代工制造企业已经具备了8-12寸IGBT芯片生产的技术，并积极推进国产制造端的升级。但是在芯片设计端相对薄弱，只有斯达半导、士兰微、中车时代电气、比亚迪等少数几家公司具备竞争力。

从当前国产替代的进程来看，中车时代电气在高铁IGBT等重点领域具备了扎实的实力，斯达半导等公司的产品主要是从工控、光伏和风电等领域先行替代。目前，国内越来越多的电子产品企业为保证供应链安全以及降低产品成本，开始向国内优秀的IGBT企业采购技术水平和性价比较高的IGBT产品。未来，随着国内IGBT行业逐步突破高端产品的技术瓶颈，我国IGBT对进口的依赖有望进一步减弱，国产替代效应将持续显现。

多家上市公司逆势增长，营收利润双增

国内A股涉及IGBT业务的IDM公司主要有扬杰科技、士兰微、华润微、中车时代电气等，设计公司有斯达半导、新洁能等，还有近期因被拆分上市而备受关注的中车时代电气。其中，除了斯达半导是纯正的IGBT厂商，其他几家公司多将IGBT作为未来业绩支撑点。

2020年，从国内主要几家IGBT上市企业来看，多家IGBT厂商营业收入和净利润呈现双重增长的局面，具体情况如下表所示。

结合国内IGBT主要下游行业发展情况，我们认为国内中高压IGBT有望迎来长周期持续增长。目前产业面临材料升级、需求爆发、参与者快速增加的新局面，中国市场和中国参与者有望推动全球产业格局重塑。

二

前景展望

(一)借助政策东风，国内IGBT产业迎来巨大发展机遇

由于国内工艺基础薄弱且企业产业化起步较晚，我国IGBT市场长期被国外大型企业垄断。同时对IGBT需求大的电动车、变频家电等产业在国内正加速成长，本土配套需求旺盛。考虑到IGBT的重要性，国内近年来出台大量相关政策支持产业发展，叠加海外优秀人才归国助力（尤其是IR被英飞凌收购后[ IR：International Rectifier，国际整流器公司。]），我国IGBT行业迎来巨大发展机遇，涌现出以斯达半导、中车株洲、比亚迪等为代表的一大批优秀企业。

2021年3月8日，国务院新闻办公室的新闻发布会上，国家发改委相关领导表示，今年将出台“十四五”新型基础设施建设规划，大力发展数字经济，拓展5G应用，加快工业互联网、数据中心等建设。新基建本质上是信息数字化的基础设施建设，这些设施都绕不开电力和电子设备的应用。功率半导体器件广泛应用于新基建的各个领域，尤其在特高压、新能源汽车充电桩、轨道交通及工业互联网方面起到核心支撑作用，在5G基建和大数据中心建设的电源模块中是非常关键的元器件。

综上所述，IGBT行业的主要发展动力来自于新能源汽车的快速增长；工业领域属于稳健需求，增量来自于新基建；新能源发电和电网来自国家政策的推动；轨道交通是中国的优势领域。预计十四五期间，IGBT行业将迎来广阔的发展空间。

(二)新能源汽车拐点将至，车规级IGBT放量增长

根据近年的数据显示，新能源汽车在IGBT下游应用占比增长迅速，约为27%，已经与工控领域占比相当。我国是全球最大的汽车消费市场，且未来汽车消费需求仍将持续提升，为国内车用IGBT厂商的发展提供了良好契机，贸易摩擦加剧，半导体自主可控需求日益迫切。

新能源汽车行业临近拐点之年，高端车与低端车双双加速放量，预计2025年销量有望达505万辆。新能源汽车按照车型可以分为A00级（微型车）、A0级（小型车）、A级（紧凑型车）、B级（中型车）等。以特斯拉为代表的B级EV高端车由于科技性溢价高，将持续渗透高端客群，加速替代同级别的传统燃油车。受补贴退坡刺激，2020年后低端车产业链将加速降本，预计2021年中低端车发力，尤其是A0级和A级PHEV将向大众市场加速渗透，头部企业率先平价。预计2022年是行业拐点之年，其中A级PHEV兼具燃油车和电动车的优点，市场接受度较高，有望在当前换购周期中率先突围。

根据富昌电子的2020年Q1市场行情报告显示，目前英飞凌、安森美、Microsemi等IGBT供应商的供货周期普遍维持在13-30周左右，且交期有延长趋势，而IGBT正常的供货周期在7-8周左右，可见IGBT仍处于供不应求的状态，未来仍具有广阔增长空间。近年来全球市场与中国市场均保持增长态势，根据英飞凌年报披露，2016-2018年，全球IGBT市场规模分别达到45.1、52.6、62.2亿美元，同比增速分别为6.6%、16.5%、18.4%，全球市场加速增长；国内IGBT市场持续向好发展，2019年市场规模达155亿，同比增长6.4%，过去8年间一直保持增势。

2019年，国产车规级IGBT前10名供应商中，三家中国企业（比亚迪、斯达半导、中车时代电气）的市场份额合计仅20.4％，国产化程度低。随着国内国内企业技术的提升以及产能的扩大，预计国内厂商的份额将进一步提升。

除了份额提升外，国内IGBT厂商还将充分受益国内车用IGBT市场空间的快速增长。根据中汽协数据，2020年中国汽车销量为2530万辆，预计到2025年中国汽车销量将达到3000万辆，其中2020年中国新能源汽车销量为132万辆，新能源车渗透率为5.22%。若2025年中国新能源汽车渗透率能够达到《新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）》中提出的20%，则2025年中国新能源汽车销量将从2020年132万辆提升至2025年600万辆。

(三)技术升级叠加扩产降本，进口替代有望加速

半导体器件广泛应用于现代工业设备中，但我国半导体大多依赖进口，很容易面临缺“芯”困境，特别是在中美关系日益紧张，国内多家公司遭“制裁”的当前背景下，大力发展半导体行业将成为国家工业发展的重要举措之一。2020年两会上提交了“关于推动中国功率半导体产业科学发展的提案”，预计在未来国家政策持续利好，国内IGBT供应商将在研发、财税、进出口等方面获得更多支持。除此之外，资金实力的增强也将推动国内供应商加强在IGBT相关技术的研发力度，促进技术升级，加速业务发展。

2020年2月4日，斯达半导成功在A股上市，募集资金超5亿元。2020年5月26日和6月16日比亚迪相继发布公告披露比亚迪半导体顺利完成A轮融资27亿元，预计国内IGBT供应商未来将在资本扶持下加速技术研发。

供求缺口与业务拓展将驱动产能提升。我国IGBT供应商在中高端IGBT产能不足，长期依赖国际巨头，导致国内下游产业公司“一芯难求”。在供不应求的市场驱动下，国内龙头的产能提升能为其带来广阔的市场空间。比亚迪2019年自供比率约70%，尽管其在车规级IGBT市场打破了国际巨头的垄断，但其对外供应量仅4万多套，仍具有很高提升空间，因此，比亚迪于2020年成立比亚迪半导体公司，并新建8英寸晶圆生产线，进一步扩大IGBT产能，预计在2025年比亚迪半导体内外供比例有望达到2:1。除此之外，国内龙头IGBT产品正趋向应用场景多样化发展，业务扩展将进一步刺激产能。比亚迪半导体入局工业级IGBT，斯达半导加速推进车规级IGBT，二者互相进入新市场。比亚迪核心产品为车规级IGBT，但其触角已经伸向工业级领域，目前比亚迪在焊机（瑞玲）、空调（TCL等）、电磁加热等领域已经开展与下游公司的合作，未来会进一步拓宽在变频器、光伏等方向的产品；斯达半导主要收入来源于工业控制及电源市场，但其在新能源汽车市场业务发展态势良好，其车规级IGBT在2018年完成了客户端小批量验证，在2019年已实现大批量生产，根据其2019年股东大会披露，斯达半导体2019年生产的车规级IGBT模块已经配套了超过20家终端汽车品牌，合计配套超过16万辆新能源汽车。

国内龙头加速IGBT产能扩张，迎来降本空间。比亚迪宁波工厂当前IGBT芯片晶圆的产能已经达到5万片/月，预计2021年可突破10万片/月，一年可供应120万辆新能源车，而随着2022年比亚迪长沙工厂8英寸晶圆生产线的建成，预计未来IGBT产能将在现在基础上大幅扩大。斯达半导大力推动新技术新产品研发项目的落地，根据公司公告，其上市募集的资金计划计划投入2.5亿元建设新能源汽车用IGBT项目，投入2.2亿元建设IPM模块项目，投入1.5亿元建设技术研发中心扩建项目。比亚迪、斯达半导等国内龙头在产能扩张时有望形成规模效益，带动生产成本的下降；同时，在晶圆生产线升级、新技术研发中心设立等举措影响下，国内厂商的IGBT制造水平有望提高，从而提升原材料利用率，进一步降低芯片生产的单位成本。

技术和质量满足要求的情况下，价格是客户的核心关切，低价换市场或为国内厂商突围之策。国际龙头虽然毛利率水平高于国内厂商，但囿于研发费用居高不下，其为维持盈利水平而对产品定价较高，这为国内龙头提供了后来居上的机会。国内产品一方面，可通过在人力、材料等方面压低费用，节省成本；另一方面，可牺牲一部分净利润，采用更低的产品价格进行竞争。这样，在技术和质量满足下游市场要求情况下，国产IGBT产品的相比于进口IGBT产品更具有价格优势，有望帮助国内龙头从国际龙头手中攫取客户，提升市场份额。

(四)IGBT性能提升趋于极致，SiC中长期有望接棒

IGBT已迭代至第7代，优化方向在于减少功率损耗和增加功率密度，目前性能提升趋于极致。IGBT芯片最早出现于上世纪80年代，在英飞凌、三菱等德日大厂的推动下持续迭代，尽管各厂商迭代过程技术路径存在差异，但均以降低损耗和提高功率密度作为重点升级方向，具体升级措施包括：（1）器件纵向结构：非穿通型(NPT)结构→拥有缓冲层的穿通型(PT)结构→场截止型（FS）、软穿通型（SPT）结构；（2）元胞结构：平面栅结构→垂直于芯片表面的沟槽型结构；（3）硅片的加工工艺：外延生长技术→区熔硅单晶。从第一代的平面穿通型到第七代微沟槽电场截止型，IGBT芯片迎来全面升级，以1200VIGBT芯片为例，第7代产品相比第1代，芯片面积减少75%以上，厚度减少45%以上，功率密度增加8倍，功率损耗也降低80%以上。

由于Si-IGBT和Si-FRD组成的IGBT模块在追求低损耗的道路上走到极致，意法半导体、英飞凌等功率器件厂商纷纷开始研发SiC技术。与Si基材料相比，SiC器件的优势集中体现在：（1）SiC带隙宽，工作结温在200℃以上，耐压可达20kV；（2）SiC器件体积可以减少至IGBT的1/3~1/5，重量减少至40%~60%；（3）功耗降低60%~80%，效率提升1%~3%，续航提升约10%。在多项工况测试下，SiCMOSFET相比Si-IGBT在功耗和效率上优势显著。根据产业调研，特斯拉在Model3部分版本的主电控中使用SiC-MOSFET替代Si-IGBT。

目前，SiC材料也存在以下亟待提升之处：（1）目前SiC成品率低、成本高，是IGBT的4~8倍；（2）SiC和SiO2界面缺陷多，栅氧可靠性存在问题。受限于高成本SiC器件普及仍需时日，叠加部分应用场景更加看重稳定性，我们认为未来SiC在逐步渗透的过程中将与Si-IGBT一同成长。

三

行业资讯

(一)募集资金5.096亿，斯达半导上市

2020年2月4日，嘉兴斯达半导体股份有限公司（以下简称“斯达半导”）A股股票正式在上交所上市交易，证券简称为斯达半导，证券代码为603290。

根据招股书，此次上市斯达半导公开发行新股4000万股，发行价格12.74元/股，募集资金总额5.096亿元、净额为4.595亿元，资金净额将用于新能源汽车用IGBT模块扩产项目、PM模块项目（年产700万个）、技术研发中心扩建项目和补充流动资金。

(二)比亚迪IGBT扩产、重组动作频频，未来将寻求独立上市

2020年3月，据媒体报道，长沙比亚迪IGBT项目已经正式启动建设，计划建设集成电路制造生产线，该项目致力于解决新能源汽车电子核心功率器件“卡脖子”问题。

4月14日，比亚迪股份有限公司（以下简称“比亚迪”）发布关于全资子公司重组并拟引入战略投资者的公告。其全资子公司深圳比亚迪微电子有限公司（以下简称“比亚迪微电子”）重组完成，并已更名为比亚迪半导体有限公司（“比亚迪半导体”）。同时比亚迪半导体拟以增资扩股等方式引入战略投资者，多元化股东结构，积极寻求于适当时机独立上市。

5月26日，比亚迪股份有限公司（以下简称“比亚迪”）第六届董事会第三十八次会议审议通过了《关于控股子公司引入战略投资者的议案》，比亚迪控股子公司比亚迪半导体有限公司（以下简称“比亚迪半导体”）以增资扩股的方式引入红杉瀚辰股权投资等多名战略投资者，合计增资19亿元。

2021年初，比亚迪传出消息称已接受上市辅导。

(三)2020年3月，迈科芯半导体项目开工建设

2020年1月，迈科芯半导体项目注册落户江苏盐城经开区，3月18日，该项目正式开工建设。江苏盐城经开区发布昨日报道，迈科芯半导体项目预计6月底完成施工，7月份设备陆续进场，12月份开始生产，目前洁净立板已完成80%以上的工作量。

(四)赛晶亚太半导体年产200万件IGBT功率器件项目开工

2020年6月10日，赛晶亚太半导体科技（浙江）有限公司新建年产IGBT功率器件200万件项目举行开工仪式。按进度，项目要求9月厂房主体结顶，12月投产。

据报道，赛晶亚太新建年产IGBT功率器件200万件项目，总投资52.5亿元，计划建设2条IGBT芯片生产线，5条IGBT模块封装测试生产线，年产200万件IGBT功率器件，达产后预计产值超20亿元、税收超1.4亿元。

2021年6月23日，赛晶科技发布公告，旗下子公司赛晶亚太半导体科技（浙江）有限公司在浙江省嘉兴市嘉善县经济技术开发区举行了绝缘栅双极晶体管（IGBT）生产线竣工投产仪式，IGBT生产线进入试生产阶段。

(五)华虹半导体“8英寸+12英寸”全线发力，加速进军IGBT市场

华虹半导体宣布，公司将全面发力与IGBT（绝缘栅双极型晶体管）产品客户的合作，积极打造IGBT生态链。目前公司12英寸IGBT技术研发进展顺利，已加速导入新能源汽车、风力发电、白色智能家电等市场，进一步丰富IGBT产品线，为公司增添新业务增长点。

(六)国内IGBT将添新军，利欧股份拟跨界入局

2020年8月11日，利欧股份发布公告，公司及全资子公司福建平潭元初投资有限公司（以下简称“平潭元初”）与上海众挺智能科技有限公司（以下简称“众挺智能”）签署了《合资协议书》，各方将就IGBT芯片及模组生产项目以合资公司的形式开展合作。

本项目产品包括DISCRETE、IPM、PIM等封装的工业级、车规级IGBT及使用碳化硅及氮化镓材料的IGBT，还可根据客户需求定制各类工业级及车规级IGBT，重点应用于高端制造、新能源（风电、光伏发电）、轨道交通、新能源汽车、国防军工等领域。本项目一期工程计划投资3条生产线，预计投资额为4.5亿元。第一条生产线预计在合资公司设备到厂后6个月实现量产。

(七)积极布局功率半导体，中车时代电气科创板IPO过会

2020年9月26日，中车株洲所汽车及工业用新一代功率半导体项目成果汇报会在湖南株洲召开，项目首批产品正式下线。

中车株洲所基于其在功率半导体领域多年的积淀，建成以国际一流的第六代IGBT技术为基础的汽车用功率半导体生产线，形成从设计、制造、封装与测试等全套能力。该生产线达产后每年将新增24万片中低压IGBT的产能，预计可满足240万台新能源汽车的需求，将有力支撑我国新能源产业的蓬勃发展，为我国汽车工业提供新动力。

2021年5月12日，上海证券交易所科创板上市委员会2021年第30次审议会议结果公布，株洲中车时代电气股份有限公司（首发）符合发行条件、上市条件和信息披露要求。

(八)英飞凌新增在华投资，扩大无锡工厂IGBT生产线

英飞凌在第三届中国国际进口博览会上宣布，将新增在华投资，扩大其无锡工厂的IGBT模块生产线。无锡工厂扩产后，将成为英飞凌最大的IGBT生产基地之一。据悉，自1995年进入国内市场，中国市场已经成为英飞凌全球战略的重要组成部分，以英飞凌无锡工厂为例，每10亿芯片的缺陷数量不足4个。2019年财年，英飞凌大中华区在公司全球总营收中占比35%，成为英飞凌最大的单一营收来源区域，为英飞凌全球业务发展提供了重要推动力。

(九)募资5.58亿元，宏微科技闯关科创板

2020年12月22日，上交所网站信息显示，江苏宏微科技股份有限公司（以下简称“宏微科技”）的科创板上市申请已获受理。

资料显示，宏微科技成立于2006年8月，主要从事以IGBT、FRED为主的功率半导体芯片、单管、模块和电源模组的设计、研发、生产和销售。根据招股书，宏微科技本次拟公开发行股票不超过2462.33万股，募集资金5.58亿元，扣除相关发行费用后的资金净额将用于新型电力半导体器件产业基地项目等。

(十)35亿元，斯达半导拟投建SiC芯片/功率半导体模块等项目

2021年3月2日，嘉兴斯达半导体股份有限公司（以下简称“斯达半导”）发布2021年度非公开发行A股股票预案，公司拟定增不超35亿元，投建SiC芯片/功率半导体模块等项目。

公告显示，斯达半导本次非公开发行股票募集资金总额不超过35亿元（含本数），募集资金扣除相关发行费用后将用于投资高压特色工艺功率芯片和SiC芯片研发及产业化项目、功率半导体模块生产线自动化改造项目、以及补充流动资金。