功率半导体IGBT典型应用与发展趋势分析课件.pptx

1、正文目录正文目录1 1 皇皇冠明冠明珠珠：I IG GB BT T 是新是新一一代功率代功率半半导体导体的的典型典型应用应用 51.功率半导体行业整体成长稳健，周期性相对小 52.功率半导体产品梯次多，IGBT 是新一代中的典型产品 63.IGBT 产业链与三种业务模式 84.IGBT 产品更新慢，价格稳定 85.IGBT 技术和壁垒极高，产品重经验，品牌重积累 96.IGBT 行业驱动因素清晰，天花板上移驱动力强 107.IGBT 竞争格局：欧美日基本垄断，国产份额极低 132 2 确确定高定高增增：未：未来来五五年年 I IGBTGBT 高高景景气驱气驱动动因因素素 141.IGBT 占新

2、能源车成本近 8%，且是纯增量产品 142.IGBT 持续受益于光伏和风电在能源结构中占比提升 163.白色家电的变频驱动 IGBT 持续成长 174.工控领域是 IGBT 应用的基本盘 183 3 市市场高场高关关注：注：如如何看何看待第待第三代半三代半导导体材体材料对料对 I IG GB BT T 的的挑挑战战 191.宽禁带半导体介绍 192.受制于成本问题，未来 3-5 年 IGBT 仍是最重要的应用 203.长期视角：国内 IGBT 国产替代的同时，也有对 SIC 进行前瞻布局 214 4 投投资建资建议：议：221.斯达半导 232.闻泰科技 253.三安光电 264.华润微 27

3、5.捷捷微电 286.扬杰科技 2912图表目录图表目录图图表表 1 1 功率半功率半导导体体产产品范品范围围示示意意图图 5图图表表 2 2 全球功全球功率率半半导导体市体市场场规模规模 6图图表表 3 3 功率半功率半导导体体的的产品产品演演进进 7图图表表 4 4 全球功全球功率率分分立立器件器件细细分分产产品品销销售占比售占比 7 图图表表 5 5 I IG GB BT T 三三种种商商业业模模式式和和代代表表厂厂商商 8 图图表表 6 6 I IG GB BT T 芯芯片片历历史史上的上的 6 6 代代产产品升级品升级 9 图图表表 7 7 I IG GB BT T 和和 MMOSO

4、SF FE ET T 主主要要的的应应用用领域领域 11 图图表表 8 8 I IG GB BT T 下下游游应应用用领领域域布局布局 11 图图表表 9 9 全球全球 I IG GBTBT 市市场场规规模模和和增速增速 12 图图表表 1010 我国我国 I IGBTGBT 产产销量销量变变化化 12 图图表表 1111 我国我国 I IGBTGBT 市市场规场规模模和和增增速速 13图图表表 1212图图表表 1313图图表表 1414I IG GBTBT 竞竞争格争格局局：基基本本被被欧欧美美日垄断日垄断 13I IG GBTBT 三三大产大产品品形形式式的的竞竞争争格格局局 14I I

5、G GBTBT 在在新能新能源源车车中中的的应应用用 15图图表表 1515 电动电动车车的成的成本本结构结构 15图图表表 1616 国内车载国内车载 I IG GBTBT 市市场场规规模模测算测算 16 图图表表 1717 全球全球光光伏新伏新增增装机装机 16图图表表 1818 国内国内光光伏发伏发电电占总占总发发电电量量比比例例 17图图表表 1919 全球全球工工控市控市场场极度极度分分散散，需需求求保持保持稳稳定定 18 图图表表 2020 化合化合物物半导半导体体和和 S SI I 基基性性能能对比对比 19图图表表 2121 化合化合物物半导半导体体的主的主要要应应用用领域领域

6、 20 图图表表 2222 S SI IC C MOSMOS 相比于相比于 S SI IC C 的的优势优势 20 图图表表 2323 中车中车时时代电代电气气的的 SICSIC 肖肖特特基产品基产品 22 图图表表 2424 重点重点公公司估值司估值 23图图表表 2525 斯达斯达半半导主导主营营业务业务营营收收占占比比 23图图表表 2626 斯达斯达半半导营导营收收和利和利润润持持续续增增长长（亿（亿元元）24图图表表 2727 斯达斯达半半导费导费用用率持率持续续下下降降，规规模效模效应应初显初显 24图图表表 2828 闻泰闻泰科科技收技收入入和利和利润润情情况况（亿亿元）元）25

7、图图表表 2929 闻泰闻泰科科技营技营收收构成构成 25图图表表 3030 三安三安光光电营电营收收和利和利润润增增长长情情况况（亿（亿元元）26图图表表 3131 华华润润微微营营收和收和利利润润持持续续增增长长（亿元）亿元）27图图表表 3232 捷捷捷捷微微电电主营主营业业务务营营收收占占比比 28图图表表 3333 捷捷捷捷微微电电营收营收和和利利润润持持续续增增长长（亿（亿元元）28图图表表 3434 扬扬杰杰科科技技主营主营业业务务营营收收占占比比 29图图表表 3535 扬扬杰杰科科技技营收营收和和利利润润持持续续增增长长（亿（亿元元）301 1 皇冠明珠：皇冠明珠：IGBTI

8、GBT 是是新新一代功率一代功率半半导体的典型导体的典型 应用应用1 1.1 1功率半导体功率半导体行行业整体成长稳业整体成长稳健，健，周期周期性性相对小相对小功功率率半半导导体体是电是电子子装装置置中电中电能能转转换换与与电电路控路控制制的的核核心心，主主要要用用于于改改变电变电子子装装置置中中 电电压压和和频频率率、直直流流交交流流转转换换等等。功率半导体细分为功率器件（分立器件的一支）和功 率 IC（集成电路的一支）。理想情况下，完美的转化器在打开的时候没有任何电压损 失，在开闭转换的时候没有任何的功率损耗，因此功率半功率半导导体体这这个个领领域域的的产产品品和和技术技术 创创新新，其其

9、目目标都标都是是为为了了提高提高能能量量转转化化效效率。率。下图带阴影部分均是功率半导体：根据 IHS 统计，20192019 年年全球全球功功率率半半导导体体市场市场规规模模约约为为 400400 亿亿美美元元，预计 2019-2025 年全球功率半导体 CAGR 4.5%；根据华润微招股说明书，中国中国是全是全球球最最大大的的功功率半导率半导 体体消消费费国国，2018 年市场需求规模达到 138 亿美元，增速为 9.5%，占全占全球球需需求比求比例例达达3 35 5.3 3%。半导体图表图表 1 1 功功率率半半导导体体产品产品范范围示围示意意图图光电子IGBT传感器二极管分立器件MOS

10、FET功率器件晶体管双极型晶体管小信号晶闸管AD/DC DC/DC功率IC电源管理IC模拟IC放大器比较器驱动IC集成电路IC数据转换IC数字IC转接口IC资料来源：华润微招股说明书，华安证券研究所31.21.2功率半导体功率半导体产产品梯次多品梯次多，IGBTIGBT 是是新一代中的典新一代中的典型产型产品品功功率率分分立立器器件的件的演演进进路路径基径基本本为为二二极极管管晶晶闸闸管管MOSMOSF FE ET TI IGBGBT T，其其中中，I IGBT GBT 是是功功率率半半导导体体新新一一代代中中的典的典型型产产品品。IGBT(Insulated Gate Bipolar Tra

11、nsistor)，绝缘栅双 极型晶体管，是由 BJT(双极型三极管)和 MOSFET(绝缘栅型场效应管)组成的全控-电 压驱动的功率半导体，IGBT 既有 MOSFET 的开关速度快、输入阻抗高、控制功率 小、驱动电路简单、开关损耗小的优点，又有 BJT 导通电压低、通态电流大、损耗小 的优点，在高压、在高压、大电大电流流、高高速速等等方方面面是是其其他功他功率率器件器件不不能能比比拟拟的的，因因而是而是电电力电子力电子 领领域域较较为为理理想的想的开开关关器器件件，也也被被誉誉为为“电力电力电电子子器器件里的件里的 CPU”CPU”。图表图表 2 2 全全球球功功率率半半导导体体市市场规模场

12、规模50012.0%45010.5%42244110.0%3914044003698.0%345 7.3%3503283346.0%6.0%3004.5%4.5%4.0%2503.3%2001.8%2.0%1500.0%100-2.0%50-4.0%-4.9%0-6.0%201420152016201720182019E2020E2021E资料来源：IHS Market，华安证券研究所全球功率半导体（亿美元）增长率（%）4图表图表 3 3 功功率率半半导导体体的产的产品品演进演进类类型型 二极二极管管 晶闸晶闸管管 -MOSFETMOSFET -IGBTIGBT 发展时发展时间间 20 世纪

13、50 年代发明 60-70 年代快速发展80 年代-90年代 21 世纪开始逐渐成熟 电电压压 低于 1V 几千伏 10-1000V600V 以上 应用领应用领域域 电子设备、工业、汽车 工业、UPS、变频器 电机、逆变器、汽车、工控 电动汽车、高铁、光伏、风 电、家电工控 市场现市场现状状 门槛相对较低，国内厂商首先替代的领域 中低压市场可以替代，高端在追赶 自给率低，国内龙头斯达半 导 2.2%市占率 代表厂代表厂商商 英飞凌、意法半导体、东芝、安世半导体（闻泰）、捷捷微 电、扬杰科技、苏州固锝、英飞凌、意法半导体、TI、NXP、安世半导体（闻 泰）、士 兰 微、比 亚迪微电子、华 润 微

14、 等 英飞凌、意法半导体、东 芝、三菱电 机、富士电 机、斯达半 导、华润微、比亚迪微电 子、中车时代 电气、山东科 达 数据来源：itt bank，华安证券研究所根据 Yole 等相关统计，目前全球功率半导体中约 50%是功率 IC，其余的一半是 功率分立器件；在功率分立器件销售 2017 年占比中，MOSFET 占比最高，约占 31%，其次是二极管/整流桥占比约 29%，晶闸管和 BJT 等占分立器件约 21%，IGBTIGBT 占比占比1 19 9%，但但是是其其复复合增合增速速是所是所有有产产品品中中最最快快的的。图表图表 4 4 全全球球功功率率分分立器立器件件细分细分产产品销品销售

15、售占比占比IGBT二极管二极管/整流整流桥桥19%29%小功率晶体管、小功率晶体管、BJT、晶闸管、晶闸管 21%MOSFET 31%资料来源：WSTS，华安证券研究所561.31.3IGBTIGBT 产业产业链链与三种业务模式与三种业务模式IGBTIGBT 的的产业产业链链包包括括了了上上游的游的 ICIC 设设计计，中中游的游的制制造和造和封封装装，下下游游则包则包括括了了工工控、控、新新能能源源、家家电、电、电电气气高高铁等铁等领领域；域；IGBT 企业有三种业务模式：图表图表 5 5IGBTIGBT 三三种种商商业业模模式和式和代代表厂商表厂商商业模商业模式式 代表厂代表厂商商 IDM

16、IDM 厂商厂商 英飞凌、意法半导体、比亚迪微电子、中车时代、士兰微等 设计厂设计厂商商 英飞凌、意法半导体、斯达半导、中科君芯等 模模组组 赛米控、斯达半导、江苏宏微、中车西安永电等 数据来源：公开资料整理，华安证券研究所IDMIDM：IDM 模式即垂直整合制造商，是指包含电路设计、晶圆制造、封装测试以 及投向消费市场全环节业务的企业模式，IGBT 芯片、快恢复二极管芯片设计只是其 中的一个部门，同时企业拥有自己的晶圆厂、封装厂和测试厂。该模式对企业技术、资金和市场份额要求极高，目前仅有英飞凌、三菱等少数国际巨头采用此模式；模组模组：如丹佛斯、赛米控等；FablessFabless 模式模式

17、：Fabless 是 Fabrication（制造）和 less（没有）的组合。Fabless 模式 是集成电路行业的一种经营模式，即企业自身专注于芯片设计，而将芯片制造外协给 代工厂商生产制造的模式，而芯片代工厂商负责采购硅片和加工生产。Fabless 模式 的企业无需投资建立晶圆制造生产线，减小了投资风险，能够快速开发出终端需要的芯片。国国外外巨巨头头大大多数多数均均采用采用 IDM IDM 模式模式，而而国国内内典典型公型公司司如如斯斯达达半半导导采采用的用的 Fabless+Fabless+模模 组组的的模模式式：Fabless 的模式在中国比较流行的主要原因在于，功率半导体并不是需要

18、特 别高精尖的晶圆厂代工，而单独建产线资本回收期非常长，另外大陆有较多的成熟工 艺代工厂产能足够支配，因此对于对于国内国内厂厂商商大大多多是是后进后进者者来来说说，在在快速快速追追赶期赶期 Fabless Fabless 也也不不失失为为一一种比种比较较好好的的模模式式。1.41.4IGBTIGBT 产品产品更更新慢，价格稳定新慢，价格稳定从 20 世纪 80 年代至今，IGBT IGBT 芯芯片片经经历历了了 6 6 代代升升级级，从平面穿通型（PT）到沟槽型电场截止型（FS-Trench），芯片面积、工艺线宽、通态饱和压降、关断时间、功率损耗等各项指标经历了不断的优化，断态电压也从 600

19、V 提高到 6500V 以上。7图表图表 6 6IGBTIGBT 芯芯片片历历史史上上的的 6 6 代代产产品品升升级级序序号号 以技术以技术特特点命点命名名 芯片面积芯片面积（相对（相对 值值）工艺线工艺线宽（微宽（微 米米）通态饱通态饱和压降和压降（伏（伏）关断时间关断时间（微秒（微秒）功率损功率损耗（相耗（相 对值对值）断态电压断态电压（伏（伏）出现时出现时间间 1 1 平面穿透型（PT）100 5 3 0.5 100 600 1988 2 2 改进的平面穿通型（PT）56 5 2.8 0.3 74 600 1990 3 3 沟槽型（Trench）40 3 2 0.25 51 1200

20、1992 4 4 非穿通型（NPT）31 1 1.5 0.25 39 3300 1997 5 5 电场截止型（FS)27 0.5 1.3 0.19 33 4500 2001 6 6 沟槽型电场-截止型（FS-Trench)24 0.5 1 0.15 29 6500 2003 数据来源：斯达半导招股说明书，ET 创芯网论坛，华安证券研究所IGBTIGBT 产品产品更更新新换换代代慢慢：目前英飞凌定义的 IGBT4 代是市场主流，已应用了十年 以上，英飞凌于 18 年底推出 IGBT7，较 4 代面积减少 25%，成本降低，功耗降低，预 计大面积推广仍需要 2-3 年。IGBT 更新换代相对比较慢

21、，芯片对于产品性能起决定性 作用，模块只能保证芯片性能发挥。IGBTIGBT 芯芯片片新新一一代代和和老老一一代代各各有优势有优势，老老一一代代损损耗耗 和和面面积积等等指指标不标不一一定定好好，但，但是是稳稳定定性性是是经过经过长长时时间间验证验证的的，相相当当一一部分部分客客户户在在新一代新一代 出出来来时时候候还还选择选择使使用用老老一代一代芯片芯片。国内和国际其他公司都有布局 IGBT7 代技术，但是 产品的验证周期较长，一般客户需要 510 年验证可靠性和应用端的问题，因此因此迭迭代代速速 度度较较慢慢。目前最新代的 IGBT 斯达在和华虹共同研发，预计年底试生产。IGBTIGBT

22、的的价价格格相相对稳对稳定定：就算在行业下行的 2019 年大厂商的出厂价格都没有下降，显示出很健康的价格浮动。总总结结来来看看，IGBTIGBT 芯片芯片的的更更新新换换代代相相对对比较慢比较慢，且且是是渐渐进进式式 的的创创新新，不不断断优优化化升级升级，具具体体到到某某款款 IGBT IGBT 产产品品，可以可以用用到到 1010 年年之久之久；同同时时供给供给端端来来 看看，IGBT 行业巨头主要是德系和日系厂商，风格相对比较保守，不会激进扩张产能和 打价格战。需求稳定需求稳定且价格且价格波波动动相相对小对小，即即使使在半在半导导体体整整体体需需求求不不好的好的 20192019 年年

23、，英飞英飞凌凌的的收收入入仍仍创下创下新新高高达达到到 80.3 80.3 亿亿欧欧元（元（20182018 年年 75.9975.99 亿亿欧元欧元）。1.51.5IGBTIGBT 技术技术和和壁垒极高，产壁垒极高，产品重品重经验，品牌重经验，品牌重积积累累高高端端功功率率器器件如件如 IGBTIGBT 看重看重工工程程师师经经验验，公，公司司品品牌牌和口和口碑碑需需要要持持续续的积的积累累：数字8电路的设计核心在于逻辑设计，可通过 EDA 等软件，而功率半导体和模拟 IC 类似，需要根据实际产品参数进行不断调整与妥协，因此，对工程师的经验要求也更高，优 秀的设计师需要 10 年甚至更长时间

24、的经验。大学里功率半导体和模拟 IC 部分教材也 基本相当于是过去几十年从业者的“经验笔记”，并没有像数并没有像数字字集集成成电路电路那那样样相相对对有有“标标准准范范式式”，而而研研发也是发也是通通过过研研发发工工程师程师团团队队不不断修断修改改参参数数权权衡衡性能性能和和成成本本的过的过程程。具具体体来来说，说，IGBTIGBT 技技术术和壁和壁垒垒极极高高，主主要体要体现现在在以以下几下几个个方方面面：1 1）、IGBTIGBT 芯芯片设计片设计IGBTIGBT 芯芯片片是是 IGBTIGBT 模模块块的的核核心心：其设计工艺极为复杂，不仅要保持模块在大电 流、高电压、高频率的环境下稳定

25、工作，还需保持开闭和损耗、抗短路能力和导通压 降维持平衡。快恢复二极管芯片在 IGBT 模块中与 IGBT 芯片配合使用，需要承受高 电压、大电流的同时，要求具有极短的反向恢复时间和反向恢复损耗。企业只有具备深厚的技术底蕴和强大的创新能力，积累丰富的经验和知识储备，才能在行业中立足。因此，行业内的后来者往往需要经历一段较长的技术摸索和积累，才能和业内已经占 据技术优势的企业相抗衡。2 2）、模模块块设计设计及及制制造造工艺工艺IGBT 模块对产品的可靠性和质量稳定性要求较高，生产工艺复杂，生产中一个 看似简单的环节往往需要长时间摸索才能熟练掌握，如铝线键合，表面看只需把电路 用铝线连接起来，但

26、键合点的选择、键合的力度、时间及键合机的参数设置、键合过 程中应用的夹具设计、员工操作方式等等都会影响到产品的质量和成品率。IGBT 模 块作为工业产品的核心器件，需要适应不同应用领域中各种恶劣的工作环境，因此对 产品质量的要求较高。如电焊机行业，考虑到逆变电焊机工作环境较为恶劣，使用负荷较重，在采购核心部件 IGBT 模块时会优先考虑模 块的耐久性，因此芯片参数和模块制造工艺的可靠性是生产 IGBT 模块的核心。而且IGBT 和下游应用结合紧密，往往需要研发人员对下游应用行业较为了解才能生产出 符合客户要求的产品。目前国内具有相关实践、经验丰富的研发技术人才仍然比较缺 乏，新进入的企业要想熟

27、练掌握 IGBT 芯片或模块的设计、制造工艺，实现大规模生 产，需要花费较长的时间培养人才、学习探索及技术积累。IGBTIGBT 厂厂商商的的产产品稳品稳定定性需性需要要长长时时间间验验证，证，品品牌牌效效应和应和口口碑碑的的建建设设需要需要积积累：累：IGBT 模块是下游产品中的关键部件，其性能表现、稳定性和可靠性对下游客户 来说至关重要，因此认证周期较长，替换成本高。对于新增的 IGBT 供应商，客户往 往会保持谨慎态度，不仅会综合评定供应商的实力，而且通常要经过产品单体测试、整机测试、多次小批量试用等多个环节之后，才会做出大批量采购决策，采购决策周期较长。因此因此，新进新进入入本行本行业

28、业者者即即使使研研发生发生产产出出 IGBTIGBT 产产品品，也也需需要耗要耗费费较较长长时时间间才才 能能赢赢得得客客户户的认的认可可。1.6 1.6 IGBTIGBT 行业行业驱驱动因素清晰，动因素清晰，天花天花板上移驱动力强板上移驱动力强IGBT 在工业控制及自动化、新能源汽车、电机节能、太阳能发电、风能发电等诸多领域都有广泛的应用；用于在各种电路中提高功率转换、传送和控制的效率，其中其中 在在新新能能源源车车中的中的驱驱动动系系统是统是最最典典型型的的应应用。用。全全球球的的 IGBTIGBT 应应用来用来看看，工工控控占占比比 37%37%，为为最大最大的的应用应用领领域域，电动汽

29、车 28%，新能源发电 9%，消费领域 8%；而在国内，由于我国高铁发达，下游应用领域工 业控制 29%，轨道交通 28%，新能源汽车 12%，新能源发电 8%，不过随着我国新 能源领域的不断发展，新能车和光伏、风电这两块需求占比未来将持续上升。2017 年全球 IGBT 市场规模为 52.55 亿美元，同比 2016 年增长 16.5%，2018 年 全球 IGBT 市场规模在 58.36 亿美元左右，同比增长 11%，在功率半导体各个细分 中属于景气度最高的。图表图表 8 8IGBTIGBT 下下游游应应用用领领域布局域布局全球全球IGBT下游市场占比下游市场占比其他其他UPS 11%轨道

30、交轨道交通通2%5%工业控制工业控制消消费费37%8%新能源发新能源发 电电 9%电动汽车电动汽车28%国内国内IGBT下游市场占比下游市场占比智能电网智能电网新能源发新能源发电电5%8%工业控制工业控制29%新能源汽新能源汽 车车 12%消费类和消费类和 其他其他18%轨道交通轨道交通28%数据来源：Yole Development，华安证券研究所图表图表 7 7IGBTIGBT 和和 MOSFETMOSFET 主要主要的的应应用用领域领域电气/高铁100M大10M大容量化新能源车 输容出 1M量功化BJT/GT率 100KO晶IGBTV10K闸管1K10010 10资料来源：华安证券研究所

31、整理9数据来源：Infineon，智研咨询，华安证券研究所我国 IGBT 行业发展至今，已取得较大进展，虽然虽然仍需仍需大大量量进进口口，但已但已有有一一部部分分 企企业业具具备备规规模化模化生生产产能能力力。2010 年我国 IGBT 功率电器模块产量为 190 万只，2018 年 增长至 1115 万只。数据来源：智研咨询，华安证券研究所国国内的内的 IGBT IGBT 需需求求增增长长远超远超全全球球增增长长：根据智研咨询的数据，2018 年中国 IGBT 市场规模为 161.9 亿元，同比增长 22.19%，增速显著高于全球平均水平；受益于新能 源车、风电和光伏等我国强势领域的持续发展

32、，预计未来国内 IGBT 的复合增速继续 保持 20%以上。图表图表 9 9 全全球球 IGBTIGBT 市市场规场规模和模和增增速速7046.5%58.3650.0%6052.5540.0%34.2%5044.7342.2945.130.0%40.3420.0%4030.0631.5530.5316.5%11.1%10.0%306.6%-3.2%-5.5%0.0%20-10.0%10-21.8%-20.0%0-30.0%201020112012201320142015201620172018全球IGBT市场规模（亿美元）增速（%）图表图表 1010 我我国国 IGBTIGBT 产产销销量变化

33、量变化90007898800070006680600052354918500043274000364630943000225226492000820111510001902242603183824985650201020112012201320142015201620172018国内IGBT产量：万只国内IGBT需求：万只10数据来源：智研咨询，华安证券研究所1.71.7IGBTIGBT 竞争竞争格格局：欧美日基局：欧美日基本垄本垄断，国断，国产产份额份额极极低低IGBT 市场竞争格局较为集中，主要竞争者包括英飞凌、三菱、富士电机、安森 美、瑞士 ABB 等，20172017 年年全全球球前前

34、五大五大 IGBTIGBT 厂商的厂商的份份额额超超过过 70%70%，国国内内企企业目业目前前的的 市市场场份份额额普普遍偏遍偏小小。IGBT 多以 IGBT 模块形式出现，国国内内 IGBTIGBT 龙龙头头斯斯达达半半导导 20182018 年年在在模模块块领领域市域市 占占率为率为 2.2%2.2%，根据斯达半导 2018 年营收 6.75 亿元，推出 2018 年 IGBT 模块市场空间 接近 300 亿元（其中 2018 年 IGBT 整体市场空间 58.36 亿美元）图表图表 1212IGBTIGBT 竞竞争格争格局局：基：基本本被欧被欧美美日日垄垄断断全球全球IGBT厂厂商商竞

35、竞争格局争格局其他其他26%英飞凌英飞凌29%瑞士瑞士 ABB 5%安森美安森美9%富士富士电电三菱三菱机机19%12%国内国内IGBT市市场场竞竞争格局争格局英飞凌英飞凌16%其其他他三菱三菱47%13%富士电富士电 机机飞飞兆兆IRABB10%4%4%6%数据来源：IHS Markit，中国产业信息网，华安证券研究所图表图表 1111 我我国国 IGBTIGBT 市市场场规模规模和和增速增速180161.930.0%16025.7%25.0%140132.522.2%120105.420.0%10017.1%94.818.2%15.5%80.215.0%8068.56050.554.559

36、.311.2%10.0%7.9%8.8%405.0%2000.0%201020112012201320142015201620172018我国IGBT市场规模（亿元）增速（%）11国国产产替替代代空空间广间广阔阔。目前国内 IGBT 模块打入全球前 10 的只有斯达半导，但也仅 仅是占全球 IGBT 模块市场份额 2.2%，由于 IGBT 的下游应用新能源车、光伏、风电 等这些新兴领域，我国在世界上的话语权高于过去的传统燃油车领域和工控领域，因 此在 IGBT 的增量空间中有一半以上需求都在中国，未来未来几几年年我我国国的的 IGBTIGBT 市市场需求场需求 占占比将从比将从 2019201

37、9 年不年不 35%35%提提升升到到 20252025 年的年的 50%50%或或以以上上，为为我我国的国的 IGBTIGBT 厂厂商商提提升升份额份额 和和竞竞争争力力创创造了造了良良好好的的条件条件，国产国产 IGBTIGBT 厂厂商商市市场场份额份额和和业业务务量量的的提提升升潜潜力力非非常大。常大。2 2 确定高增：未来五年确定高增：未来五年 IGBT IGBT 高景高景气气驱动因素驱动因素2.1 1IGBTIGBT 占新能占新能源源车成本近车成本近 8%8%，且，且是是纯增量产品纯增量产品IGBTIGBT 在在电电动动车车领域领域主主要应要应用用分分三三类类：1 1）电电控控系系统

38、统：IGBT 模块将直流变交流后驱动汽车电机（电控模块）；2 2）车车载空载空调调控控制制系系统统：小功率直流/交流逆变，这个模块工作电压不高，单价相 对也低一些；3 3）充充电桩电桩中中 IGBTIGBT 模模块块被被用用作作开开关关使使用用：充电桩中 IGBT 模块的成本占比接近20%；图表图表 1313IGBTIGBT 三三大产大产品品形式形式的的竞争竞争格格局局IGBT分立器件微芯科技1.60%东芝3.10%美格纳3.80%瑞萨电子4.80%三菱5.00%意法半导体5.40%力特5.90%富士电机9.50%安森美9.60%英飞凌37.40%0.00%20.00%40.00%IGBT模块

39、安森美1.80%东芝2.10%斯达半导2.20%丹佛斯2.40%日立3.50%威科电子4.90%赛米控8.00%富士电机9.70%三菱10.40%英飞凌34.50%0.00%20.00%40.00%IPM吉林华微电子0.50%美国微芯科技0.60%罗姆半导体1.40%意法半导体2.10%三星2.90%赛米控5.80%富士电机10.00%英飞凌12%安森美18.90%三菱32.30%0.00%20.00%40.00%数据来源：IHS Markit，英飞凌，华安证券研究所12图表图表 1414IGBTIGBT 在在新能新能源源车中车中的的应用应用资料来源：比亚迪，华安证券研究所根据 Digitim

40、es Research 的数据，目前新能车的成本结构中：1）电池电池成成本本占比占比最最大大，一一般般来来说说可可以以占占到到约电动车总成本 40%以上；2）成本占比第成本占比第二二大大的的是是电机驱电机驱动动系系统统,可可以以达达到到电电动车总动车总成本成本的的 15%20%,15%20%,而IGBT 则占到电机驱动系统成本 40%-50%，也就是说，IGBTIGBT 占占新新能能源车源车总总成成本本接近接近 8%8%的的比比例例。并并且且，对于对于 IGBTIGBT 来来说说，新，新能能源源汽汽车对车对 IGBTIGBT 需需求求是纯是纯增增量量，因因为为传统传统燃燃油油车车功功 率率半半

41、导导体体器器件电件电压压低低，只只需要需要 Si Si 基的基的 MOSFETMOSFET，而而新新能能源源汽汽车在车在 600V 600V 以以上上 MOSFET MOSFET 无无法法达达到到要要求求，必必须须要要换成换成 IGBTIGBT；因此；因此 IGBTIGBT 是仅是仅次次于于电电池池以以外第外第二二大大受受益的益的零零部部 件。件。每每辆辆新新能能源源车预车预计计需要需要 450450 美美元的元的 IGBTIGBT：根据 Yole Development 的测算，2016年平均每辆车消耗大约 450 美元 IGBT，其中普通混合动力和插电式混合每辆车需要 大约 300 美元的

42、 IGBT，纯电动车平均每辆车使用 540 美元的 IGBT。按按照照 20192019 年年单单车车 IGBTIGBT 平平均均用用量量为为 460460 美元美元，受益于 BEV 占比持续提升，预计图表图表 1515 电电动动车车的成的成本结本结构构其其他他 7%配配件件 13%-15%电电池池 40%-50%车身车身&底盘底盘16%-18%驱动系统驱动系统15%-20%资料来源：Digitimes Research，华安证券研究所132019-2022 年单车用量逐年增长至 2022 年的 490 美元/车，2023 年开始，SIC-MOS 的成 熟后单车平均 IGBT 用量逐渐下滑至

43、2025 年的 430 美元/车，2025 年预测新能源车销 量 504 万辆（根据国家新能源汽车产业发展规划2025 年电动乘用车渗透率约 25%推算得出。）按按照照以以上上假假设思设思路路，简简单测单测算算中国中国 20252025 年车载年车载 IGBTIGBT 市市场场规规模达模达 2222 亿亿美美金金，同同 时时算算个个大大数数，届，届时时全全球球新能新能源源车车数数量量预预计为计为国国内的内的 3 3 倍倍（即即海海外外销销量为量为国国内的内的 2 2 倍倍），），全全球球车车载载 IGBTIGBT 市市场场规规模达模达 6666 亿美亿美金金，相相当当于再于再造造一个一个 IG

44、BTIGBT 市市场场（20192019 年年全球全球总总的的IGBTIGBT 在在 6060 亿亿美美金金量量级级）。2.22.2IGBTIGBT 持续持续受受益于光伏和风益于光伏和风电在电在能源结构中占能源结构中占比提比提升升风电和光伏中的整流器和逆变器都需要用到 IGBT 模块。根据能源局数据，2019年国内光伏装机 30.11GW，全球光伏装机 115GW。图表图表 1616 国国内内车车载载 IGBTIGBT 市场市场规规模测算模测算160.0151.770.0%140.063.4%132.360.0%51.6%120.0115.250.0%42.4%100.085.840.0%34

45、.3%80.030.0%60.260.020.0%40.038.839.714.9%15.0%40.024.510.0%2.3%20.0-2.9%0.0%0.0-10.0%2017201820192020E2021E2022E2023E2024E2025E资料来源：中汽协，华安证券研究所国内车载IGBT市场空间（亿元）增速图表图表 1717 全全球球光光伏新伏新增装增装机机140.080.00%120.0115.070.00%102.0 106.0100.060.00%50.00%80.073.040.00%60.053.038.443.030.00%40.030.232.020.00%17.

46、520.010.00%0.00.00%2010201120122013201420152016201720182019资料来源：中国光伏行业协会 CPIA，华安证券研究所全球光伏新增装机（GW）同比14国国内内 20192019 年年光光伏发伏发电电量占量占总总发发电电量量 3%3%，未，未来来持持续续提提升升潜潜力力大大。根据联合国马德 里气候变化大会的 中国 2050 年光伏发展展望，从 2020 年至 2025 年这一阶段开始，中国光伏将启动加速部署；2025 年至 2035 年，中国光伏将进入规模化加速部署时期，到 2050 年，光伏将成为中国第一大电源，约占当年全国用电量的 40%左

47、右，未来光伏 发展的空间和潜力仍然较大。风风电电和和光伏光伏 20252025 年年对对应应 IGBTIGBT 的的全全球球需求需求量量级在级在 1515 亿亿美美金金：由前述智研咨询和 英飞凌预计的 IGBT 总体空间和新能源发电占比可以推算出（IGBT 2018 年全球市场 空间 58 亿美金，其中光伏风光伏风电等电等 IGBTIGBT 应应用用占比占比 9%9%），），20182018 年年光光伏伏风电风电 IGBTIGBT 市市场场空空 间间约约 5.225.22 亿亿美美金金。目前的能源结构里，太阳能和风能合计占比不足 10%。在全球节能 减排大背景下，降低对化石能源的依赖，增加太阳

48、能、风能的使用已经成为世界各国 的共识。据据 BloombergNEFBloombergNEF 预预测测，预计预计 20252025 年年全全球球光光伏伏新新增增装装机机接近接近 300GW300GW，风电风电 也也比比照照光伏光伏 5 5 年年 2.52.5 倍倍左左右右的的增增长长，则则测测算算风风电电和和光伏光伏 20252025 年对年对应应 IGBTIGBT 的的全全球需求球需求量量级在级在 12-1512-15 亿亿美美金金。2.32.3白色家电的白色家电的变变频驱动频驱动 IGBTIGBT 持续成长持续成长IGBTIGBT 是是“变变频频器器”的核心的核心部部件件之之一一，变频变

49、频白白色色家家电的电的推推广广可可以为以为 IGBTIGBT 的的 IPM IPM 带带来来稳稳定定的的市市场场。目前白色家电的变频渗透率还有提升空间：根据产业在线网，近年 来国内白电变频渗透率在持续提升：1）空调：2012 年到 2018 年，国内变频空调销量 从 3016 万台提升到 6434 万台，渗透率从 28.94%提升到 42.70%；2）冰箱：2012 年到2018 年，国内变频冰箱销量从363 万台提升到1665 万台，渗透率从4.80%提升到22.15%；3 3）洗洗衣衣机机：2012 年到 2018 年，国内变频洗衣机销量从 577 万台提升到 2163 万台，渗 透率从

50、10.36%提升到 32.97%。YoleYole 预预计计 2022 2022 年白色年白色家家电电变变频驱动频驱动 IGBT IGBT 市市场规场规模模达达9.99.9 亿亿美美金，较金，较 1717 年年增长增长 22%22%。变变频频白白电电这这块的块的 IGBTIGBT 国产国产化化低低：国内仅有士兰微和华微电子有一些白电 IPM 模 块出货，家电 IPM 模块虽然单价较低，替换供应商的动力不强，并且下游集中，目前图表图表 1818 国国内内光光伏发伏发电占电占总发总发电电量比例量比例25003.50%22383.00%200017752.50%15002.00%118210001.