下一個聞泰科技?卓勝微?功率半導體IGBT深度介紹

前天由於時間緊,只給大家重點分析了功率半導體IGBT的A股核心公司,今天做個補充,對功率半導體的優勢、用途(增量主要在新能源車)、市場狀況做個簡要介紹。重點公司在文章末尾。


功率半導體,英文IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor),即絕緣柵雙極型晶體管,是由BJT和MOSFET組成的複合功率半導體器件,既具備MOSFET的開關速度高、輸入阻抗高、控制功率小、驅動電路簡單、開關損耗小的優點,又有BJT導通電壓低、通態電流大、損耗小的優點,在高壓、大電流、高速等方面有突出的產品競爭力,已成為電力電子領域開關器件的主流發展方向


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應用及市場份額


IGBT是國際上公認的電力電子技術第三次革命具代表性的產品,是工業控制及自動化領域的核心元器件,能夠根據工業裝置中的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,廣泛應用於電機節能、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、新能源汽車等領域。


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隨著新能源汽車的發展以及變頻白色家電的普及,IGBT 的應用優勢逐步凸顯,它不僅在工業應用中提高了設備的自動化水平、控制精度等,也大幅提高了電能的應用效率,同時減小了產品體積和重量,節約了材料,未來的應用空間十分廣闊。


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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37%;新能源汽車領域 IGBT 的市場規模13.10億美元,佔比28%;新能源發電領域 IGBT 市場規模為 4.21億美元,佔9%;家電領域 IGBT 的市場規模為 3.74 億美元,佔比8%。


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50.19 億元,佔比31%;家電領域市場規模43.71 億元,佔比27%;工控領域市場規模32.38億元,佔比20%;新能源發電領域規模17.81億元佔比11%。


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根據博思數據研究中心的統計,2020 年全球IGBT市場規模將達57.67億美元,同比增長 6.40%,並且未來有望保持穩定增長。根據中國產業信息網的數據,2018 年中國 IGBT 市場規模為 161.9億元,同比增長 22.19%,增速顯著高於全球平均水平。


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電動汽車未來有望成為IGBT最大的下游市場。是新能源汽車電機控制器、車載空調、充電樁等設備的核心元器件。


中商產業研究院的數據,傳統汽車中功率半導體在汽車半導體中的用量佔比約為21%,低於 IC 產品的用量(23%),但在純電動新能源汽車中,功率半導體的用量顯著增加,在汽車半導體中的用量佔比約達56%


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新能源汽車中的功率半導體價值量提升十分顯著,根據英飛凌的數據,新能源中汽車功率半導體器件的價值量約為傳統燃油車的5倍以上。其中,IGBT 約佔新能源汽車電控系統成本的37%,是電控系統中最核心的電子器件之一,因此,未來新能源汽車市場的快速增長有望帶動以 IGBT為代表的功率半導體器件的價值量顯著提升,從而有力推動IGBT市場的發展。


2020年,全球新能源汽車產量將達424.5萬輛,同比增長42.69%。根據前瞻產業研究院的數據,2020年,中國新能源汽車產量有望達279.5萬輛,同比增長47.49%,增速高於全球水平。由此,IGBT市場規模也有望在2022年超過50億美元。


IGBT國內狀況


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IGBT廠商的市場份額合計達74%,同時,從400V及以下的常規IGBT市場到4500V以上的高端 IGBT 市場,海外廠商的優勢均十分明顯。


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國內 IGBT 市場,海外廠商佔據 50%以上的市場份額,國產替代的空間十分廣闊。


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IGBT 國產化已成為國家關鍵半導體器件的發展重點之一,IGBT 也被列為國家"02 專項"的重點扶持項目,相關產業進入高速發展階段。湧現出一批包括

中車時代電氣(3898.HK)、比亞迪(比亞迪股份,1211.HK)、斯達半導(603290)等在內的掌握 IGBT 核心技術的企業, 在產業政策和市場需求的驅動下,IGBT國產化進程加速啟動。


我國 IGBT 企業目前的競爭局面來看,製造和封測模組環節競爭力較強,以上海先進半導體(積塔半導體)、華虹半導體、華潤微電子為主導的晶圓代工製造企業已經具備了 8-12 寸 IGBT 芯片生產的技術,並積極推進國產製造端的升級。但是在芯片設計端相對薄弱,只有中車時代電氣、比亞迪、斯達半導(603290)、士蘭微(600460)等少數幾家公司具備競爭力


主要公司:


1、斯達半導(603290)


主要從事以IGBT為主的功率半導體芯片和模塊的設計研發和生產,並以IGBT 模塊形式對外實現銷售,相關產品廣泛應用於工業控制及電源、新能源、變頻白色家電等領域。


作為國內IGBT行業的領軍企業,公司不僅具備先進的模塊設計及製造工藝,亦擁有自主研發設計的IGBT芯片和快恢復二極管芯片的能力,市場地位持續提升。根據IHS的數據,2018年公司在全球IGBT模塊市場的份額約為2.2%,市佔率排名全球第8,國內第1,是世界排名前十中唯一一家中國企業,市場優勢地位顯著,有望充分受益IGBT市場的持續增長和國產替代進程。


在IGBT設計方面,公司目前已經成功研發出NPT型芯片和第六代 FS-Trench 芯片並實現規模化量的產,在最新一代的IGBT 技術領域掌握了核心技術。客戶包括英威騰、匯川技術、安徽巨一、陽光電源等眾多優質客戶資源。


2、士蘭微(600460)


主要從事電子元器件、電子零部件及其他電子產品設計、製造、銷售,主要產品包括括集成電路、半導體分立器件、LED(發光二極管)產品等三大類,相關產品廣泛應用於工業、新能源汽車、新能源發電和家電等領域。


公司陸續完成大功率 IGBT、多芯片高壓 IGBT 智能功率模塊、超結MOSFET、高壓集成電路等產品的研發、設計,功率半導體產品線不斷豐富。同時,公司依託於已穩定運行的 5、6 英寸芯片生產線和已順利投產的 8 英寸芯片生產線,陸續完成了國內領先的高壓 BCD、超薄片槽柵 IGBT、超結高壓 MOSFET、高密度溝槽柵MOSFET、快恢復二極管等工藝的研發,保證了產品品質的優良和穩定。相關產品已經得到了華為、三星、索尼、戴爾、臺達、海信、海爾、美的、格力等全球品牌客戶的認可,市場優勢地位突出。


3、臺基股份(300046)


主要從事功率半導體芯片及器件的研發、製造、銷售及服務,主要產品為功率晶閘管、整流管、IGBT、電力半導體模塊等功率半導體器件,廣泛應用於工業電氣控制和電源設備,包括冶金鑄造、電機驅動、大功率電源、輸變配電、軌道交通、新能源等行業和領域。


積累了完整的具有自有知識產權的功率半導體產品設計和製造技術,掌握完整的前道(晶圓製程)技術、中道(芯片製程)技術、後道(封裝測試)

技術。公司大功率 IGBT 已經量產,具有完全自主知識產權的大功率半導體脈衝開關技術達到國際領先水平,並持續跟蹤 SiC、GaN 等第三代寬禁帶半導體技術研發和應用。公司擁有技術和產能國內領先的完整的大功率半導體器件生產線,具有年生產功率半導體器件 200 萬隻以上的能力,是國內大功率半導體器件主要的提供者之一,主導產品市場佔有率在國內連續多年保持前列。


4、聞泰科技(600745)


主要從事通訊終端的研發設計和生產製造服務,業務涵蓋終端產品的新產品開發、ID 設計、結構設計、硬件研發、軟件研發、生產製造、供應鏈管理等,相關產品廣泛應用於智能手機、平板電腦、筆記本電腦、智能硬件、IoT 模塊等領域。


公司收購安世半導體切入半導體領域,安世主要產品為分立器件、半導體邏輯芯片、功率 MOS 器件等,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,下游合作伙伴覆蓋了汽車、通信、消費電子等領域全球頂尖製造商與服務商,市場優勢地位十分顯著。本次收購有利於公司業務向產業鏈上游擴展延伸,對未來提升公司核心競爭力和持續盈利能力具有積極意義。


5、揚傑科技(300373)


主要從事功率半導體芯片及器件製造以及集成電路封裝測試等業務。公司主營產品為各類電力電子器件芯片、功率二極管、整流橋、大功率模塊、DFN/QFN 產品、MOSFET、IGBT 及碳化硅 SBD、碳化硅 JBS 等,相關產品廣泛應用於消費類電子、安防、工控、汽車電子、新能源等領域。


汽車電子小信號和貼片產品已小批量出貨,持續提升公司在汽車電子領域的品牌知名度與市場佔有率。同時,公司持續強化 8 寸 MOS 產品技術實力,大幅擴充 Trench MOSFET 和SGT MOS 的產品品類,實現市佔率穩步提升,並積極開發和儲備下一代技術。此外,公司積極推進 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,併為公司貢獻持續穩定的銷售額。


6、華微電子(600360)


主要從事功率半導體器件的設計研發、芯片製造、封裝測試和銷售等業務。公司已建立從高端二極管、單雙向可控硅、MOS 系列產品到第六代 IGBT 國內最齊全、最具競爭力的功率半導體器件產品體系,正逐步由單一器件供應商向整體解決方案供應商轉變,相關產品在工業變頻和新能源等領域廣泛應用。


公司全力推進 IGBT、SCR、Trench MOS、超結 MOS 和 Trench SBD 等產品系列平臺建設,產品性能水平持續提升。目前,650V~1200V 的 Trench-FS IGBT 平臺的芯片電流已經達到 200A,並且通過客戶驗證。未來隨著產品放量,有望充分受益於新能源汽車、變頻家電、光伏等新興領域 IGBT 應用的快速發展。


7、中車時代電氣(03898.HK)


業務覆蓋大功率半導體器件的研發與製造,全面掌握了晶閘管、整流管、IGCT、IGBT、SiC 器件及功率組件等功率半導體產品技術,相關產品廣泛應用於高鐵、電網、電動汽車、風電等領域。


IGBT 領域,中車時代電氣目前已實現 650V-6500V IGBT 全電壓範圍覆蓋,並且自主設計、建造了全球首條 8 英寸高壓 IGBT 芯片專業生產線,攻克了高壓 IGBT 製造關鍵技術和成套工藝,是國內唯一自主掌握高鐵動力 IGBT 芯片及模塊技術的企業,相關產品批量應用於軌道交通、輸配電、新能源汽車等多個高端裝備領域,市場優勢地位明顯。


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