IGBT預期差!

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor),絕緣柵雙極型晶體管,是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場效應管)組成的複合全控型電壓驅動式

功率半導體器件, 兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導通壓降兩方面的優點。

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IGBT模塊是由IGBT(絕緣柵雙極型晶體管芯片)與FWD(續流二極管芯片)通過特定的電路橋接封裝而成的模塊化半導體產品;封裝後的IGBT模塊直接應用於變頻器、UPS不間斷電源等設備上。

【IGBT產品】

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IGBT是能源變換與傳輸的核心器件,俗稱電力電子裝置的“CPU”,作為國家戰略性新興產業,在軌道交通、智能電網、航空航天、電動汽車與新能源裝備等領域應用極廣。

看了以上三段還很懵圈是正常的,接下來我嘗試從原理功能角度給大家一個直觀認知。

我們知道,電力有直流電(DC)、交流電(AC)之分,有電壓、電流大小和頻率的區別。電力轉換包括轉換一個或多個電壓、電流或頻率,功率器件就是完成電力轉換的相應裝置。

基本的電力轉換有四種方式:

變流器(DC/AC),把直流電轉換成交流電;

整流器(AC/DC),把交流電轉換成直流電;

DC/DC 轉換器,器通過把直流電切割成電脈衝,從而控制輸出電壓和電流大小;

變頻器(AC/AC),把交流電從一個頻率轉換到另一個頻率,有周波變頻器和矩陣變頻器。

所有的轉換器都有一個共同的目標,就是實現 100%的能量轉換率,在能量損耗盡可能小的前提下把一種形式的電轉化成另一種形式,具體會在交流直流、電壓大小、電流大小、頻率大小等方面改變。

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IGBT正是這功率器件中的一種。

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IGBT 既可控制信號的導通、也可控制信號的關斷,是典型的全控型功率半導體器件,目前,以 IGBT 為代表的全控型功率半導體器件在工作頻率、工作電壓和信號控制性等方面的性能出眾,正逐步發展為中高端功率半導體器件的主流應用形態。

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【IGBT 在全球功率半導體市場的佔比(2017)】

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目前,全球市場上,工控、新能源和家電市場是 IGBT 的主要應用領域。根據 Yole的數據,2017 年,工控領域 IGBT 的市場規模為 17.32 億美元,佔比為 37%;新能源汽車領域 IGBT 的市場規模為 13.10 億美元,佔比為 28%;新能源發電領域 IGBT 市場規模為 4.21 億美元,佔比 9%;家電領域 IGBT 的市場規模為 3.74 億美元,佔比為 8%。

而在國內市場,根據中國產業信息網的數據,2018 年,新能源汽車領域 IGBT 的市場規模為 50.19 億元,佔比為 31%;家電領域 IGBT 的市場規模為 43.71 億元,佔比為 27%;工控領域 IGBT 的市場規模為 32.38 億元,佔比為 20%;新能源發電領域 IGBT 的市場規模為 17.81 億元,佔比 11%。

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受益於工業控制及電源行業市場的逐步回暖,以及下游的變頻家電、新能源汽車、新能源發電等領域的迅速發展,IGBT 市場有望持續增長。

以下幾個預期差的改變,可能帶來以IGBT為代表的功率半導體投資新機遇:

1)此前市場普遍認為功率半導體市場較為穩定,行業成長彈性不大。但我們認為應該看到其市場空間多點開花的未來。

電動汽車功率半導體價值含量是傳統汽車的5倍,同時正在快速替代傳統汽車。可再生能源發電系統及其儲能系統的功率半導體價值量更是提升了高達30倍。工業控制系統隨著對變頻能力的提升,功率半導體的需求也在逐漸從高端市場走向低端普及。而數據中心和消費電子終端對於功率半導體的整體需求,將在 5G 時代進入新的高度。

2)市場普遍認為國際功率半導體龍頭企業歷史積澱深厚,國內企業難以實現追趕。但這一看法忽略了產業鏈核心環節是什麼。

目前,全球 IGBT 市場主要由英飛凌、三菱電機、富士電機、安森美和 ABB 等海外廠商佔據,前五大廠商的市場份額合計達 70%。在國內 IGBT 市場,英飛凌、三菱電機、富士電機等海外廠商同樣佔據 50%以上的市場份額,國產替代空間十分廣闊。

與集成電路不同,功率半導體的前端製造對於工藝要求較低,對後端封裝和針對化應用則有更高的要求。中國半導體封裝產業鏈目前已經較為接近國際一流水平,同時中國擁有全球最大下游應用市場,可以認為國內企業具備充分的追趕條件。

3)市場普遍認為功率半導體市場碎片化嚴重,未來市場空間成長有限。但這裡忽視了結構性的大機會。

雖然低端功率半導體市場分化嚴重,但是在高端 IGBT 和 MOSFET 市場由於對可靠性的高要求,市場集中度明顯提升,CR5 基本在 60%以上,遠高於行業整體的 40%水平。

附天風證券電話會行業專家觀點:

回到功率半導體,尤其是IGBT的市場,即使在疲軟的週期裡,功率半導體或模擬電路或者IC相關的各個行業疲軟的狀況不同,在功率器件領域,尤其是IGBT行業對應光伏發電、風電這些新能源應用市場,無論是國內國外的市場都非常火,尤其帶來整個市場在疲軟的市場裡是一枝獨秀,也帶動了IGBT行業領頭公司的業績表現超過平均的增長速度,甚至有些公司在2019年是正增長。

大趨勢契合了全球二氧化碳減排、環保,國內包括家電領域的扁平化,大方向節能減排,對未來的趨勢我個人觀點持續看好,甚至看3-5年的增長率,我個人都認為是不錯的。即使考慮疫情這樣的事情,放到3-5年的時間軸,我還是持有非常樂觀的觀點。

IGBT 產業鏈相關標的:

斯達半導作為國內 IGBT 行業的領軍企業,具備先進的 IGBT 芯片設計、模塊設計和製造工藝,在全球 IGBT 模塊市場市佔率位列第 8 位,市場領先地位突出。

士蘭微

目前已完成大功率IGBT、多芯片高壓 IGBT 等產品的研發,並配套多條芯片產線,產能及工藝水平穩步提升,市場優勢地位明顯。

臺基股份目前已量產大功率IGBT,配套有技術和產能國內領先的大功率半導體產線,主導產品市佔率領先。

聞泰科技收購安世半導體切入半導體領域,安世在二極管和晶體管市場和 ESD 保護器件市場市佔率第一,在車用 MOSFET 市場市佔率第二,客戶覆蓋了汽車、通信、消費電子等領域的全球頂尖製造商,市場優勢地位十分顯著。

揚傑科技積極推進 IGBT 新模塊產品的研發進程, 50A/75A/100A-1200V 半橋規格的 IGBT 開發成功,未來新品量產後有望持續增厚公司業績。

華微電子成功研發第六代 IGBT 產品,650V~1200V 的 IGBT 芯片電流可達 200A,產品已通過客戶驗證,市場競爭力顯著。

振華科技目前完成 IGBT 芯片及模塊的產品研發,並不斷完善 IGBT 芯片產品佈局,產品技術性能達到國外同類產品水平。

附國內IGBT產業鏈主要公司:

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參考研報:

《國信證券-國內功率半導體產業投資寶典》

《東吳證券-功率半導體高地,IGBT 國產新機遇》

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燃料電池

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一度淡出人們視線的氫燃料電池板塊今日異動。經過了10個月的調整,此次行情能否持續值得關注。

回顧2019年,氫燃料電池行情波瀾壯闊,其引爆點在於政策超預期。

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2019年“兩會”上,多位汽車及相關產業領域的人大代表、政協委員提出了多項有關氫能的議案和提案,引起業內的關注與討論。

在2019年政府工作報告裡,有一條“推動充電、加氫等設施建設”,這是氫能源首次寫入《政府工作報告》,開啟了燃料電池的“元年”,氫燃料電池的發展開始進入飛躍期。

許多省市地區相關部門也陸續出臺了補貼扶持政策,據不完全統計各省市地區2019年共有36個政策出臺。2020年1月13日,中汽協公佈2019年新能源汽車產銷情況,燃料電池汽車產銷分別完成2833輛和2737輛,同比分別增長85.5%79.2%。

中國燃料電池產業目前與2012年鋰電池極為相似,政策自上而下支持,技術達到產業化條件,企業加快佈局速度,產業鏈國產化進程開啟,資本市場投融資熱度持續上升。

近期產業發生的值得關注的事件主要有:

1)近期北京”新研創能”研發了一款六旋翼氫燃料電池無人機, 不間斷飛行331分鐘, 打破世界紀錄。

2)1月27日,巴拉德宣佈配套公司燃料電池系統車輛累計行駛里程突破3000萬公里,其中部分燃料電池電池公交車運營時長超過35000小時,再創石墨板系統使用壽命記錄。

巴拉德是全球燃料電池MEA、電堆、系統等核心部件龍頭,技術實力代表產業頭部水準,以年運營8×360小時測算,35000小時壽命可以確保車輛12年有效運行,在新能源車技術路線中遙遙領先,甚至超過傳統內燃機壽命,出色可靠性及超長使用壽命將進一步提升燃料電池整車全生命週期經濟性。

3)技術進步,成本下降:據豐田總經理表述2019年四季度其燃料電池組成本下降50%,預計中國燃料電池成本也將繼續下降,,鉑金屬用量由0.16g/kW降低到0.125g/kW, 雙極板成本從7美元/kW降低到3美元/kW。

4) 今年的LH將於3月5日在京召開,燃料電池的政策利好是值得期待的,比如尚未正式出臺的燃料電池補貼政策。

相關標的:

1)產業鏈佈局完善標的,建議關注美錦能源(參股膜電極明星公司廣州鴻基、投資電堆龍頭國鴻氫能、控股燃料電池車製造企業佛山飛馳、副產氫和加氫站建設運營)、雪人股份(空壓機主要供應商、系統技術成熟)、大洋電機(佈局燃料電池系統、運營,參股BLDP)、雄韜股份(佈局膜電極、電堆、系統企業);

2)估值處於合理區間+氫能持續佈局公司,建議關注嘉化能源(副產氫、加氫站、液氫、國投聚力合作)。

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參考研報:

《國泰君安——燃料電池:風口上的新秀》

《國金證券——疫情不改長期趨勢,行業前景可期》



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