要点 

需求：节能环保。传统的功率半导体损耗非常大，需要多个器件才能达到电能转换的效果。 IGBT通过调节电机的转速来达到节能的作用。

行业增长：最主要来自新能源汽车带动的增长;工业领域属于稳健的需求，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发展;轨道交通是中国的优势领域。

行业趋势：从对材料的利用效率上目前已经走到第七代IGBT，硅极限后往模块以及系统整合方向发展。

行业壁垒：相对于传统功率半导体，IGBT工艺流程长达 2.5-3 个月，只要有一个参数发生偏差，就需要工艺流程重新返工，1年时间内没有几次试错的机会。

国产替代：国内企业认证周期从5年缩短到1年，大量的晶圆代工厂给予fabless模式的功率半导体公司迅速做大提供强大的工艺制造支持。

IGBT 分类 

IGBT产品是功率开关器件，让直流电和交流电之间相互转换。IGBT应用范围在电压范围在 600V到 6500V的市场，主要应用领域 600V 到 1200V之间，600V 以下使用 MOSFET ，新推出的产品往往在这个主要市场应用成熟后，再往其他电压的细分市场去推进。

全球IGBT市场逐年上升，2010年全球规模 30.4亿美元，2018年为 58亿，复合增长率 9.8%。2018年全球IGBT分立器件市场规模 13.1亿美元，IPM模块 16.8亿美元，IGBT模块 32.5亿美元。

2016年中国IGBT市场规模为 15.4 亿美元，2018年为19 亿美元，对应复合年均增长率为 11.7%。国内IGBT供需缺口巨大，预计2020年国内IGBT需求在1.1亿只以上，而国内的供给只有0.2亿只左右。

2019年全球IGBT各应用领域的市场规模，其中工业领域占比28%，汽车领域27%，其次是通信领域15%，消费电子 14%。

从2010年起，全球IGBT市场逐步增长，中国市场受下游需求刺激增速更快。但整体上主要的份额被外资厂商占据，全球市场集中度高，国内产量不足。

IGBT模块 是由IGBT(绝缘栅双极型晶体管芯片)与FWD(续流二极管芯片)通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品，封装后的IGBT模块直接应用于变频器、UPS不间断电源等设备上。

IPM = IGBT模块+驱动芯片。IPM主要应用在家电领域，上限电流在50A左右。

2013年，士兰微参与电子信息产业发展基金项目，与国内变频空调厂家一起，开发了用于变频空调驱动的国产智能功率模块(IPM)；2017年，其全自主高性能变频控制MCU-SC32F58128芯片成功量产，一举追平了国内与国际竞争对手的差距，在芯片设计以及系统设计方案商取得了全新的研发成果。

IGBT行业需求增长：IGBT广泛应用于工业、汽车、通信及消费电子领域，其主要电压应用范围在600V到1200V之间。由于经济的飞速发展，我国能源需求量大幅上升，在节能减排背景下，工业控制、变频白色家电等节能效果明显的产品近年来市场规模不断扩大。

行业应用 

1、低压领域：IGBT主要应用于变频白色家电，例如冰箱、空调等家庭消费电子必需品与重要耗能品。在汽车领域，IGBT低导通状态压降低的特性有利于传统燃油汽车电子点火系统对燃料效率的提升。同时随着新能源汽车替代率逐步上升，将持续拉动IGBT模块市场的需求。在工业领域，随着新基建步伐的加快，我国建成5G基站、人工智能产业、新能源充电基础设施快速发展。

低压(600V) - 变频白色家电(空调) ：空调作为家庭消费电子耗能的重要产品，其销量近年来逐步上升。空调作为家庭消费电子耗能的重要产品，其销量近年来逐步上升。产业在线数据显示，中国2018年家用空调销量达1.5亿台，同比增长6.24%，2019年销量虽稍有回落，但近年来家用空调销量呈上升趋势。

空调变频白色家电为 IGBT模块 和 IPM模块 的主要应用领域。士兰微提供变频空调外机整体解决方案：MCU+IPM+AC/DC+IGBT 模块。同时控制空调压缩机和直流风机，降低电控成本兼具启动速度快等优点。

低压(600V) - 变频白色家电(冰箱)：冰箱是现代家庭的必需品，近年来冰箱的销量呈现较缓的上升，2019年冰箱的销量约为 7754万台，销量同比增加3.13%。美的集团、青岛海尔及 TCL集团 作为冰箱行业上市公司的三大龙头企业，近年来营业收入上升，利润增加。

冰箱需要24小时不停运转，为降低功耗，压缩机的驱动器由 IGBT组成，共需 6个 IGBT。

低压(600V) - 电动汽车：新能源汽车动力系统=电池+电驱(电机+电控)。电控接收整车控制器的指令，进而控制动电机的转速和转矩，以控制整车的运动，相当于传统汽车发动机。功率器件价值占电控系统的20%-30%。

燃油车，半导体价值 450 美元，功率半导体大约 50 美元，占比 10%，2/3的成本源于MCUs和Analog。 混合动力 功率部件 占比 40%，纯电动 占比 55%。  

目前，平均每辆 纯电 汽车的半导体价值量约为 750 美元，功率器件 为 450 美元。

升压器(DC-DC) 逆变器：设计取决于汽车额定功率，额定功率和直流总线电压成正比，还需要辅助升压器来提 DC/AC升DC总线电压，在相同电机尺寸下提升总可用功率。升压器需要2个IGBT将直流母线电压从 转换器200V升到500V。 

逆变器(DC-AC) 逆变器：电控中主要是逆变器，担负驱电控系统中将动力电池直流电能转换成驱动电机所需交流变频电能的功能，逆变器主要是 Si IGBT模块，所以IGBT模块相当于汽车动力系统的“CPU”。逆变器中需要使用6个IGBT和6个二极管。

2、中压领域：随着信息产业与高端制造业的快速发展，新能源并网和电网工程建设工程逐步加强，我国工业逆变焊机、逆变频器市场持续升温，USB电源与新能源发电市场稳步增长。

中压(1200V) - 工业(逆变焊机) ：这种电源一般是将三相工频(50赫兹)交流网路电压，先经输入整流器整流和滤波，变成直流，再通过大功率开关电子元件(IGBT)的交替开关作用，逆变成几千赫兹至几万赫兹的中频交流电压，同时经变压器降至适合于焊接的几十伏电压，后再次整流并经电抗滤波输出相当平稳的直流焊接电流。

根据国家统计局数据，2018年我国电焊机产量为853.3万台，同比2017年增加了58.46万台。电焊机市场的持续升温亦将保证IGBT需求量逐步增大。

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。

中压(1200V) - UPS电源 ：UPS是含有储能装置的不间断电源，主要为电力设备提供稳定且不间断的电力供应。根据前瞻产业研究院发布的数据显示，UPS市场规模逐年增加，工业动力用UPS市场销售额在2017年已经超过了65亿元，随着信息产业与高端制造业的快速发展，UPS市场还会持续增长。

中压(1700V) - 新能源发电(光伏) ：根据国家能源局数据显示，2017年，我国光伏发电装机容量继续保持快速增长，新增装机 53GW，连续五年位居世界第一，同比增长53.6%。太阳能产生直流输出电压和电流进入电网，为了使用必须进行输出转换为60Hz的交流功率。光伏技术成功不但取决于光伏板的效率和成本，还取决于基于IGBT构造的逆变器效率、成本和尺寸，一共需要6个IGBT。

中压(1700V) - 新能源发电(风电) ：风能是继太阳能之后可用于发电的最大可再生能源。根据中国能源局官网，截至2019年6月，中国风电装机193GW，占总装机容量的10.5%，光伏装机136GW，占总装机容量的7.4%。随着风速的变化，发电频率变化很大，需要先整流，再用IGBT的逆变器产生恒定的频率和电压交流输出到特定电压频率的电网。

3、高压领域：我国轨道交通发展规模与电网传输投资规模持续增长

高压(3300V) - 轨道交通(高铁)：高铁分布式牵引系统电源侧使用8个IGBT模块，较小的损耗减少来自底盘牵引设备的谐波噪声。

高压(6500V) - 电网传输：因为越高的电压功率损耗越小，电力传输一般使用100kV。

直流传输：避免了大的充放电电流，适用于长距离传输。同时需要很多子系统组件来支持高压直流网络，比如电压源转换器(VSC)，静态补偿器(STATCOM)等。

交流传输：优点是变压器廉价，缺点是电缆中存在无功功率，来自发电机的交流电压通过升压器增压到交流传输的电压，然后通过降压器输送给最终用户。

电网 IGBT产品单价较高，虽然用量相对较小。

行业壁垒 

芯片设计：应用场景决定

1、芯片设计是根据应用场景的设计，为应用场景服务，并且改进提升也有明确的方向，需要定制化器件的半导体设计，比如汽车的频繁启动停止，上下坡等驾驶情况，对IGBT芯片设计都提出定制化的要求。

2、设计思路决定工艺流程，实际应用并不一定是最新代的技术，需要的是最适合的技术

3、专注于一个应用领域的IGBT公司的产品很难在短时间跨越到其他应用领域。

芯片制造：特殊工艺

相对于传统功率半导体工艺流程只有1周时间，IGBT工艺流程长达2.5-3个月，只要有一个参数发生偏差，就需要工艺流程重新返工，1年时间内没有几次试错的机会。

资本密集型：8寸线每月1万片的产能，目前设备的投入需要30亿元，折旧10年每年3亿元成本。同时每一代工艺的更新也需要不停的投钱研发，对于刚刚拓展客户还没有批量订单的后进入的企业会造成很大的财务压力。

芯片封装：可靠性是功率器件产品最重要的衡量指标

下游应用对可靠性的排序：汽车>工业>手机>家电。特斯拉的IGBT仅限于英飞凌和意法半导体两家供应。封装的目的是提高产品的功率密度

竞争格局

2018年，IPM全球市场规模为16.8亿美元。全球80%的IPM市场被5家厂商所占有，其中三菱就占据三分之一的市场份额，安森美紧随其后占据18.9%市场份额，英凌飞占据12.0%。 

市场占比 前十 的厂商中，有4家为日系企业，2家为德系业，2家为美系企业，1家为瑞士企业，仅1家为国产企业。国内仅华微电子占有0.5%的市场份额。国内高品质高可靠的IPM一直为日系、德系、美系企业占据。国内的IPM主要集中在白色家电市场。变频控制器被国外企业垄断导致国内家电企业受到供货延期、断货的影响，进口替代迫在眉睫。

三菱 32.3%

安森美 18.9%

infineon 英飞凌 12.0% 

富士电机 10.0% 

SEMIKRON 赛米控 5.8% 

Sanken 三垦电气 2.9% 

意法半导体 2.1% 

ROHM 罗姆 1.4% 

微芯 0.6% 

华微电子 0.5%

英飞凌产品包括IGBT，PMIC，IGC和DSS。晶圆厂分布在德国，匈牙利，马来西亚封测厂分布在新加坡和中国。全球来看，汽车IGBT产品占近一半的市场份额，工业产品占20%不到。汽车产品主分立IGBT 要应用在逆变器，充电器，电池管理，并配合其PMIC和MCU产品组合成功率模块

产品方面，2019年公司推出第七代IGBT把这个行业技术推向了终点，后续发展主要在化合物的MOSFET。

车规，19年的数据英飞凌市占率是58%，比亚迪（自供）18%，斯达的市占率非常低，所以能够看到很大的市场，目前被国外的厂商占据大的市场份额。

车规 &  光伏市场 

车规单台车的价值量：根据调研的数字，每类的车型不太一样。斯达从A00开始进入到物流车。仅电驱部分，大巴是 3000块钱左右；A00车1000 元以内（ 斯达的报告里A00车可能是 700-800元 ）；A0以上，如十几万的车，可能是 1000块钱左右，再贵一点的 2000 - 4000 元。车载/空调/电子助力等其他加起来大概是500 元 左右。

测算单台车平均价值量应该在 1500-2000-3000 不等。如果按2000块钱算，一年300万 的销量对应的市场是60亿；按 40% 年增速，未来五年对应100亿的市场。

光伏，国内 2020年以后 每年新增的装机量 在 60-90GW 区间，行业增速20%+。市场空间大概是 50亿左右。如果按照未来20%的增速，再过 3-4 年国内光伏的 IGBT市场也能达到100亿。

光伏和车规对IGBT的要求到底有什么区别？

光伏追求转换的效率，器件非常追求 低损耗/高频率。光伏如果是用到模块的话，用最高级的产品，像英飞凌等公司会开发最新的产品，专门针对光伏领域。

车规，不需太高端的最新产品，主要追求稳定性、安全性。比亚迪自己做的IGBT模块，其他造车的主机厂都会考虑从比亚迪买，因为模块应用的时间比较久，有数据积累。车要用最新的产品，英飞凌第四代/第五代的技术就可以。

投资机会

1、从长远看，太阳能光伏 / 新能源汽车 / 储能 等以碳中和为主线，新能源的占比提升带来的需求上升。

2、国产替代比例的提升，斯达 和 时代电气 为代表的国商，技术上追赶非常快，量产上有一定距离，但是从技术上都达到了英飞凌第七代的产品水平。二线/三线的供应商也在追赶，车规级相对难，壁垒高。光伏是这两年才开始进行替代，工业级/消费级的壁垒低。

3、产能上进入了释放周期，包括中车时代电气二期/士兰微/华宏无锡新厂的产能释放等，从全产业链做好了准备。长期看，行业的发展刚开始，未来发展空间很大，IGBT需求量目前还没有看到边际上的下降，需求量有保证，瓶颈在供给上面。

车规级是壁垒最高的，光伏级的产品大家都在纷纷验证/逐步放量的阶段。目前来看二三线的标的对于光伏级的产品，敏感度相对来讲是比较高的，光伏的需求量比较大，所以增长比较快。二三线的公司，边际变比较多。目前围绕着汽车和光伏 两个景气度高，壁垒高的下游来展开的。三四梯队的公司是存在翻身的可能性的。

车规的国产替代进展，走的比较靠前的，斯达半导 A00 车切入的比较早。中车在 A00的领域相对慢一点，有自己的产线，公司实力比较强，重点突破的的进展也还可以。比亚迪，芯片的质量也在逐步的迭代，优势在于他有自己的车，有自己的应用场景，在国内的销量是非常好的。

国内厂家介绍

功率晶圆代工：华虹半导体(1347.HK)，中芯国际(688981)

虚拟IDM：斯达半导(603290)，扬杰科技(300373)，捷捷微电(300623)，新洁能(605111)，台基股份(300046)

IDM：中车时代半导体，比亚迪半导体，华润微(688396)，闻泰科技(600745)，士兰微(600460)，华微电子(600360)

1、比亚迪：200X 年开始做，芯片100%都是用自研的，进展比较早，芯片做出来就直接有应用场景。

2、斯达半导体：专业从事MOSFET 功率半导体芯片和模块(尤其是IPM IGBT芯片)研发、生产销售服务的FRD 国家级高新技术企业。斯达半导体SiC等 在下游需求扩张和客户的国产替代双重影响下，迎来良好的发展机遇。

产品主要应用于新能源汽车、变频器、逆变焊机、 UPS、光伏\风力发电、SVG、白色家电 。公司作为国内IGBT行业领先者，前两大客户是工控行业的 英威腾 和 汇川技术，公司主要产品应用在工业领域。公司第五大客户是上海电驱动，公司产品在新能源汽车领域也同样有一定的市场份额。

新能源车 A00去年一年20万台，今年上半年 A00车 20万台，下半年比上半年还多；

在A级车这块，目前在跟国内的一些主机厂在接触，进展比较好。

3、中车时代：在2011年开始收购国外公司开始做，有自己的产线（原来是做高压，因为他是国内轨交的龙头）目前在新能车领域，在A级车的市场进展的速度比较快一点，优势在于轨交等其他的业务有足够的利润，可以给他足够的空间去IGBT这块发展。具有中车央企背景+自己的IDM的产线等优势。

4、士兰微：领先的IDM的公司，以前 IGBT 做白电的，2018年以后开始做车载。有自己的产线，产品迭代的速度非常快。MOS的技术积累，对切入IGBT市场有优势的。目前他在车和光伏领域，都有比较好的进展。车这块在和新势力和主机厂也在接触。光伏和国内头部的逆变器的厂商都有接触。

5、宏微：2017年推出的产品可以对标英飞凌第四代，对标最新第七代的产品还在开发中；新能源车和新能源发电两个领域有营收：招股书里披露新能车一年100-200万，新能源发电可能400-500万。

应对 SiC 的挑战 

和 SoC 相比，IGBT 最大的优势 是成熟，便宜 。

SoC 的价格是 IGBT 的四倍，产能目前也没有跟上，小范围试点。