igbt 新能源核心器件（功率半导体核心元器件）

IGBT是国际上公认的电力电子技术第三次革命具代表性的产品作为工业控制及自动化领域的核心元器件，被称为能量转换的CPU，属于我国“02专项”重点扶持项目，下面我们就来说一说关于igbt 新能源核心器件?我们一起去了解并探讨一下这个问题吧!

igbt 新能源核心器件

IGBT是国际上公认的电力电子技术第三次革命具代表性的产品。作为工业控制及自动化领域的核心元器件，被称为能量转换的CPU，属于我国“02专项”重点扶持项目。

IGBT即Insulated Gate Bipolar（绝缘栅双极晶体管），属于电压控制器件，是由BJT和MOSFET组成的复合功率半导体器件，是半导体领域里分立器件中特别重要的一个分支。能够根据工业装置中的信号指令来调节电路中的电压、电流、频率、相位等，以实现精准调控的目的，广泛应用于电机节能、轨道交通、智能电网、航空航天、家用电器、汽车电子、新能源发电、新能源汽车等领域。

中国是最大的功率半导体消费国，2018年市场需求规模达到138亿美元（iHS数据），增速为9.5%，占全球需求比例高达35%。iHS预计未来中国功率半导体将继续保持较高速度增长，2021年市场规模有望达到159亿美元，年化增速达4.8%。

根据中国产业信息网的数据，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。根据Trendforce预测，国内IGBT行业规模在2025年将增至522亿元，期间CAGR高达19.1%。

发展国产化IGBT芯片，打破国际技术封锁，是保障国家基础战略产业发展的需要。在新能源、节能环保“十二五”规划等一系列国家政策措施的支持下，国内IGBT 的发展亦获得巨大的推动力，市场持续快速增长。

根据iHS的统计，中国功率半导体市场中前三大产品是电源管理IC、MOSFET、IGBT，三者市场规模占2018年中国功率半导体市场规模比例分别为60.98%，20.21%与13.92%。

IGBT结合了BJT和MOSFET的优点，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、大电流、高速等方面是其他功率器件不能比拟的，因而是电力电子领域较为理想的开关器件，是未来应用发展的主要方向。

从20 世纪80 年代至今，IGBT 芯片经历了5-6 代产品升级，从平面穿通型（PT）到沟槽型电场—截止型（FS-Trench），各方面指标都得到了不断的优化。芯片面积缩小为最初的四分之一，工艺线宽从5微米降到0.5微米，通态饱和压降从3伏降到1伏，关断时间也更快，从0.5微秒降到0.15微秒，功率损耗也更低，断态电压也从600V 提高到了6500V 以上。

根据中国产业信息网的数据，全球前五大IGBT厂商的市场份额合计达74%，同时，从400V及以下的常规IGBT市场到4500V以上的高端IGBT市场，海外厂商的IGBT产品的市场优势地位均十分明显。

从低、中、高压IGBT市场来看，大部分的厂商都提供600-1300V中压范围内的IGBT分立和模块解决方案，只有少数厂商专门从事低压分立IGBT市场，目前，全球IGBT市场主要由英飞凌、三菱电机、富士电机、安森美和ABB等海外厂商占据，他们的产品覆盖整个低中高压市场，是市场的主流玩家。

各个厂商拥有在不同产品线拥有自身的优势。尽管英飞凌等厂商研发和生产的IGBT产品范围非常齐全，但是并非他们在所有市场都有主导地位。例如在600V-1700V的市场英飞凌是市场第一大供应商，但是在2500-300V以及4500V以上的市场上三菱则处于优势地位。

目前国内功率半导体企业仅在二极管、晶闸管领域开始广泛替代，而在MOSFET、IGBT与国外企业存在较大差距。

在国内IGBT市场，海外厂商同样占据50%以上的市场份额，国产替代的空间十分广阔。根据IHS 数据，国内MOSFET器件仅英飞凌、安森美两家企业就占据45.3%的市场份额，前五厂商中仅有华润微一家中国公司（若不计入安世半导体份额）；IGBT方面，全球前十大IGBT模块供应商占据77.7%的份额，当中仅有斯达半导一家国内企业进入排名，占据2%的市场份额。根据ASMC披露，我国90%以上IGBT产品需要进口。

从我国IGBT企业目前的竞争局面来看，制造和封测模组环节竞争力较强，以上海先进半导体（积塔半导体）、华虹半导体、华润微电子为主导的晶圆代工制造企业已经具备了8-12寸IGBT芯片生产的技术，并积极推进国产制造端的升级。但是在芯片设计端相对薄弱，只有中车时代电气、比亚迪、斯达半导、士兰微等少数几家公司具备竞争力。

IGBT产业链可以分为四部分，芯片设计、芯片制造、模块设计及制造封测，其中芯片设计和模块设计以及工艺设计都有非常高的技术壁垒，需要非常专业化的研发团队和长时间的技术积累。

近几年中国IGBT产业在国家政策推动和市场牵引下得到迅速发展，产业链逐步完善。与集成电路，功率半导体也同样存在IDM和fabless两种经营模式，目前，我国采取两种经营模式的厂商都有。IDM的企业有中车时代电气、比亚迪微电子、士兰微、华微电子、华润微、台基股份、扬杰科技、斯达半导等。设计公司有中科君芯、达新半导体、紫光微电子、无锡新洁能、芯派科技，制造公司有华虹宏力、上海先进、中芯国际、方正微电子、华润上华，模组公司有芯能半导体、西安永电、宏微科技、威海新佳、银茂微电子等。

IGBT在新能源汽车领域中发挥着至关重要的作用，是新能源汽车电机控制器、车载空调、充电桩等设备的核心元器件。

新能源汽车工作时电流范围在-100A到 150A之间，如此巨大的电流需要被电控单元精准控制，以实现汽车的制动，而当中最核心的零部件就是IGBT。在电动汽车中，电机驱动系统占整车成本的15-20%，而IGBT又在电机驱动系统中占比50%左右，即IGBT占整车成本的7-10%，是除电池外最贵的零部件之一。

新能源汽车中的功率半导体价值量提升十分显著，根据英飞凌的数据，新能源中汽车功率半导体器件的价值量约为传统燃油车的5倍以上。其中，IGBT约占新能源汽车电控系统成本的37%，是电控系统中最核心的电子器件之一，因此，未来新能源汽车市场的快速增长，有望带动以IGBT为代表的功率半导体器件的价值量显著提升，从而有力推动IGBT市场的发展。

根据中汽协数据，2019年我国新能源汽车渗透率为4.7%，仍处于非常低的状态,如果2025年达到渗透率25%的目标，未来几年年复合增长率达到30%，成长空间广阔。

从国产替代的进程来看，中车时代电气在高铁IGBT等重点领域具备了扎实的实力，其他公司的产品主要是从工控、光伏和风电等领域先行替代，在新能源汽车等高端领域的替代进程相对较慢。

在传统工业控制及电源行业支撑下，随着变频器进入新能源领域的拉动，电焊机市场的持续升温，IGBT 下游的新能源汽车、变频家电、新能源发电等领域发展迅速，未来IGBT 市场将继续保持稳定增长势头。在产业政策和市场需求的驱动下，IGBT国产化进程加速启动。