IGBT——電力電子行業里的“CPU”。IGBT 是絕緣柵雙極型晶體管的縮寫,是國際上公認的電力電子技術第三次革命最具代表性的產品。
IGBT——電力電子行業里的“CPU”。IGBT 是絕緣柵雙極型晶體管的縮寫,是國際上公認的電力電子技術第三次革命最具代表性的產品。
IGBT 作為工業控制及自動化領域的核心元器件,廣泛應用于電機節能、軌道交通、智能電網、航空航天、家用電器、汽車電子、新能源發電、新能源汽車等眾多領域。它能夠根據信號指令來調節電路中的電壓、電流、頻率、相位等,以實現精準調控的目的。車規級IGBT是指用于新能源汽車的IGBT產品。
IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)是一種功率半導體器件,常用于電力電子應用中。車規級IGBT特指適用于汽車電子領域的IGBT產品。按照集成程度可分為單模塊IGBT、多模塊IGBT;根據額定電壓可分成抵押車軌跡IGBT、高壓車規級IGBT;根據最大工作溫度可分為低溫車規級IGBT、高溫車規級IGBT;根據最大電流可分為小電流車規級IGBT、大電流車規級IGBT等。
產業鏈
車規級IGBT行業上游為半導體設備、封裝材料、EDA軟件等。上游行業的發展至關重要,直接影響車規級IGBT業原料的供給數量和質量。行業下游面向新能源汽車,下游的銷售既是中游的車規級IGBT業產品的流通端也是行業企業品牌影響力的作用端,過硬的產品質量和完善的銷售網絡是企業核心競爭力所在。
IGBT 作為能源變化和傳輸的核心器件,下游應用非常廣泛。國家七大戰略新興產業中,IGBT 是新能源汽車產業、新能源產業、節能環保產業、高端裝備制造產業不可缺少的半導體器件,隨著這些產業快速發展,為 IGBT 提供了更廣闊的市場。根據中國汽車工業協會的數據顯示,中國新能源汽車產銷量受到雙碳政策的影響,產銷量逐年攀升,2022年迎來了爆發性的增長,產量為700.3萬輛,銷量為688.7萬輛。
根據數據顯示,從2015年到2022年,中國車規級IGBT行業的市場規模呈現快速增長的趨勢。在此期間,市場規模從5.92億元增長到近77.24億元,增長了超過十倍。車規級IGBT市場的需求持續增加,且增速較為穩定。從數據中可以看出,純電動和混動車規級IGBT市場都呈現了顯著增長。純電動車規級IGBT市場規模從2015年的4.44億元增長到2022年的近64.3億元,增長了超過十倍。混動車規級IGBT市場規模也從2015年的1.48億元增長到2022年的近12.94億元,增長了近九倍。這表明純電動汽車市場的蓬勃發展是驅動車規級IGBT市場快速增長的主要因素之一。車規級IGBT行業主要集中在華東地區,占比近半數,華東地區電子信息及新能源領域相比較其他的地區較為發達,技術成熟及人才集中等優勢使華東地區對車規級IGBT的需求更多。
中國已經成為全球最大的IGBT市場,占據了全球43%份額的需求。不過車規級IGBT產品國產化率仍然較低。中國作為全球最大的新能源汽車市場,在車規級功率半導體市場領域一直被國際巨頭占據,國內自給率不足 10%,存在巨大的供需缺口。根據數據顯示,中國車規級IGBT行業供需情況在2021年極速上漲,2022年中國車規級IGBT行業產量約為130萬套,需求量約為368.28萬套。從均價走勢來看,中國車規級IGBT行業均價呈現上漲態勢,主要是由于國內供給能力較為缺乏,行業市場需求持續增長。同時新能源汽車電池、充電、以及電機驅動技術進步,驅動新能源汽車單車IGBT用量上升,推動了行業價格的增長。2022年車規級IGBT行業均價約為2097元/套。其中純電動汽車占據了絕大數市場份額,占比為81.08%。
根據中研普華產業研究院發布的《2024-2029年IGBT產業現狀及未來發展趨勢分析報告》分析
車規級IGBT行業市場競爭格局
車規級IGBT壁壘極高,除了對產品的可靠性、安全性、穩定性等方面有嚴苛的要求,下游企業的測試認證周期較長,導入時間通常需1-2年以上。品牌和口碑的背書有利于公司持續開拓導入更多客戶,鞏固其龍頭地位并占據更多市場份額,提高潛在競爭對手進入該行業的壁壘,從而形成正向循環。目前車規級IGBT占比第一的企業為英飛凌,占比為22.90%,其次為斯達半導,占比為16.40%。
2022年,公司生產的應用于主電機控制器的車規級IGBT模塊持續放量,合計配套超過120萬輛新能源汽車,其中A級及以上車型超過60萬輛,同時公司在車用空調,充電樁,電子助力轉向等新能源汽車半導體器件份額進一步提高。2022年,公司車規級產品在海外市場取得進一步突破。公司車規級IGBT模塊獲得多家國際一線品牌Tier1定點,預計2023年開始大批量供貨;公司車規級SiC模塊開始在海外市場小批量供貨。此外,搭載公司車規級IGBT模塊的車型已遠銷歐洲、東南亞、南美等地區。根據公司年報顯示,2022年斯達半導體收入為22.25億元。
中國車規級IGBT行業發展趨勢
碳化硅(SiC)材料與IGBT同步發展
與硅基半導體相比,碳化硅具有高性能、低損耗和低成本等優勢。其高性能包括功率密度高、耐高溫、高壓、高頻和高速等特點。目前,碳化硅已經在高鐵列車、電動汽車充電系統等需要高電壓功率模塊領域得到應用,并取得了良好的效果。它彌補了傳統的IGBT在大功率高電壓方面的不足,因此被認為是IGBT的理想替代品。未來,碳化硅的發展方向是更低電壓和更小功率的乘用車領域,預計可以將新能源汽車的效率至少提高10%以上。
第三代半導體材料GaN快速發展
氮化鎵(GaN)作為一種快速發展的功率模塊新型材料。基于GaN材料制成的晶體管在高頻和超高效電源轉換方面具有卓越性能,相較于硅基半導體器件,其性能更為優越,能夠提供更高效、更緊湊的電源適配器設計。
集成式車規級IGBT模塊
車規級IGBT在未來輪轂電機中最主要的變化是提高集成度,由于輪轂電機放置在汽車各個輪轂內,各自獨立工作,所以需要多個車規級IGBT模塊單獨控制,而輪轂內的空間相對于車身更小,車規級IGBT模塊能夠放置在有限的空間內,需要其結構更加緊湊、體積更小、重量更輕,同時由于放置在輪轂內,抗震性和穩定性方面的標準也大大提高,需要高度集成化的車規級IGBT設計。
了解更多本行業研究分析詳見中研普華產業研究院《2024-2029年IGBT產業現狀及未來發展趨勢分析報告》。同時, 中研普華產業研究院還提供產業大數據、產業研究報告、產業規劃、園區規劃、產業招商、產業圖譜、智慧招商系統、IPO募投可研、IPO業務與技術撰寫、IPO工作底稿咨詢等解決方案。
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2024-2029年IGBT產業現狀及未來發展趨勢分析報告
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