近兩年來新能源汽車和新能源發電等領域快速發展，催生IGBT行業持續高景氣，行業產能緊張，國內IGBT廠商借此機會加速國產替代，產生一批本土龍頭大企業。本文將從GBT基本定義、新能源將是IGBTzui大增量、行業競爭格局、國內核心公司分析、第三代半導體功率器件等方面闡述該行業投資機會。

　　一、IGBT基本定義

　　IGBT被稱為電力電子行業的“CPU”，是功率半導體重要發展方向。IGBT全稱為絕緣柵雙極型晶體管，它由絕緣柵型場效應管和雙極型三極管兩個部分組成，性能上高于MOSFET。兼具MOSFET輸入阻抗高、控制功率小、驅動電路簡單、開關速度快和BJT通態電流大、導通壓降低、損耗小等優點。目前行業技術迭代已經從平面穿通型IGBT到微溝槽場截止IGBT，英飛凌的IGBT芯片技術引進迭代到了第七代。

　　IGBT下游應用空間包括工業控制、新能源汽車、新能源發電（光伏逆變器、風電變流器）、軌道交通、智能電網等。

　　二、新能源將是IGBT大增量

　　全球IGBT市場規模持續增長，目前已經超過66億美元，中國規模在150億左右 。數據顯示2019年中國的IGBT市場規模已經占到全球IGBT市場規模的38％左右。現在工控和新能源汽車占比大，風光發電領域也增長很快，達到9％。

　　目前行業需求工控為基本盤，中國年化規模增速在8％，全球在增速在3-5％，集邦咨詢的預測，預計到2025年全球工業控制IGBT市場規模將達到170億元。

　　新能源汽車是大增量，IGBT是新能源汽車中的核心元器件，應用包括電機控制器、車載充電器（OBC）、車載空調、以及為新能源汽車充電的直流充電樁中。

　　新能源汽車銷量的快速增長為IGBT帶來了新增需求，2021年在新能源乘用車已經有著較大的銷售規模的基礎上實現了181％的銷量增長。

　　同時值得注意，單車價值量相對傳統燃油車高于近6倍。根據Strategy Analytics的統計數據，2019年傳統燃油車中功率半導體的價值量僅為71美元，價值量較低；而混合動力汽車中功率半導體的價值量提升至425美元，是傳統燃油車的6倍；純電動汽車中的功率半導體價值量提升至387美元是傳統燃油車的5.5倍。

　　東吳證券以全球和中國的汽車市場保持低速穩定增長，增速分別為2％和3％；全球和中國的新能源汽車滲透率在2025年分別達到40％和59％的兩個假設背景下，至2025年全球新能源汽車IGBT市場規模將達到116億美元，中國新能源汽車IGBT市場規模將達到387億元。

　　在風光領域的增量也是值得關注，IGBT是光伏、風電逆變器的核心部件。

　　機構測算光伏光伏逆變器用IGBT的市場規模將從2020年的35億元持續增長至2025年的85億元，風電變流器用IGBT的市場規模將從2021年的14億元持續增長至2025年的22億元。

　　對于，家電、軌道交通這兩個領域大概率繼續保持現有5-6億市場規模。行業整體增量還得看新能源領域。

　　三、行業競爭格局分析

　　IGBT行業進入門檻非常高，整個技術環節包括IGBT芯片的設計和制造以及模組的設計和制造。跟中國高端芯片一樣，投入研發到客戶導入周期較長，資金需要大，技術壁壘高等特點。

　　同時，由于國外廠家進入早，當前IGBT市場被德日美等國企業壟斷的局面。全球IGBT前五大廠商分別為英飛凌、三菱、富士電機、安森美和賽米控。市場集中度較高，2019年CR3為54.7％，CR5為66.6％。英飛凌為行業龍頭，占據27％左右的份額。國內行業發展相對滯后。

　　觀點總結：國內近幾年，加快發展，提供客戶更好服務，價格優勢等優勢快速占據了部分市場。同時也是因為新能源汽車的快速發展，國外擴產較慢。全球車規級的芯片供應短缺也讓汽車、家電和工業等行業充分意識到芯片國產自主可控的重要性，國內IGBT下游客戶為保證供應鏈的安全以及自主可控，對國產IGBT產品的接受意愿逐步提高，進而進一步加快了國內行業的發展。

　　四、國內核心公司分析

　　國內車規級IGBT產業鏈主要包括：芯片設計-晶圓制造—模塊封裝—下游應用（電控系統）。國內企業中生產模式不一樣，有IDM模式和Fabless模式。

　　時代電氣和比亞迪業務垂直整合，從IGBT芯片設計到下游的電控系統均有布局。

　　士蘭微作為IDM大廠，業務完整覆蓋芯片設計、晶圓制造和模塊封裝。

　　斯達半導和宏微科技采用Fabless的模式，專注芯片設計和模組封裝環節，晶圓制造則外包給晶圓代工廠完成。

　　智新半導體和青藍半導體則專注于模組封裝環節。華虹、積塔和中芯紹興則專業從事IGBT晶圓代工。

　　目前在A股上市的核心公司主要包括，斯達半導、士蘭微、時代電氣。還有未上市的比亞迪半導體。斯達半導，目前是IGBT國產替代領軍企業，從下游的模塊封裝向上延伸至芯片設計。主要產品為IGBT模塊，約占主營收入的95％。覆蓋了下游細分市場，包括工控、新能源汽車、新能源發電、變頻白電等。2021年研發出微溝槽+場截止（英飛凌第七代）的車規級芯片，并將于2022年量產。經營業績方面，營收穩定增長，新能源占比持續提高。

　　時代電氣，掌握高低壓IGBT芯片核心技術，公司2021年IGBT收入約9億元，其中汽車IGBT產品收入約2億元。

　　士蘭微，2001年，引入晶圓產線轉型IDM廠商。目前，公司所有量產的IGBT模塊所配套的IGBT芯片均采用場截止技術，與英飛凌第四代芯片對標，性能指標上均與英飛凌第四代持平。

　　觀點總結：目前國內車規級IGBT廠家來說，2021年配套超過60萬輛新能源汽車，預計收入在4.5億-5億元。比亞迪半導體主要比亞迪汽車內部配套。時代電氣目前2021年汽車IGBT產品收入約2億元，看后期產能釋放。士蘭微電機驅動模塊通過多家客戶測試，PIM模塊的營業收入將成為新的快速發展。

　　五、碳化硅——第三代半導體功率器件 必爭之地

　　目前常見的半導體材料包括硅、鍺等元素半導體，兩年推上的風口的十三代半導體是以以碳化硅和氮化鎵材料為代表。碳化硅具有禁帶寬度大、擊穿電場強度高、熱導率高、電子飽和速率高以及抗輻射能力強等特點，適用于高壓、高頻和高溫的場景，特別適合于電力電子領域的高功率半導體器件的制造。優于硅基器件性能，更耐高溫、高壓、損耗低。碳化硅功率器件的極限工作溫度能達到600℃以上，而目前硅基的IGBT工作溫度一般在175℃。

　　碳化硅產業鏈

　　上游襯底是碳化硅產業鏈關鍵的環節，高品質碳化硅襯底的生產成本較高，目前6寸碳化硅襯底的價格在6500元-7000元人民幣左右，導致第三代半導體推進速度很慢。

　　但是目前國內廠商開始多種降本途徑，例如，市場規模的增加，技術提升帶來良率的提高，向大尺寸襯底方向發展等途徑，后續碳化硅襯底的價格按每年10％的幅度降低，碳化硅器件的成本預計也將在2025-2026年期間降至硅基器件的2倍左右。

　　800V高壓平臺為碳化硅帶來全新發展機遇，未來提高目前電動車充電速度慢的問題，目前眾多主機廠均在規劃將電壓平臺從400V提高到800V，這樣對于功率半導體耐壓性能要求要更高，在800V高壓平臺下，考慮過載等因素，功率器件的耐壓要提升至1200V。這時主驅逆變器SiC MOS就可以體現優勢。

　　在車規級功率器件領域中，硅基器件是目前為主流的選擇。國內功率半導體廠商正加緊布局碳化硅器件業務，碳化硅器件在OBC和DC-DC中的應用逐漸成熟，并且在主驅逆變器中也開始逐漸得到應用。國內主要的車規級IGBT模塊供應商，如斯達半導、時代電氣、比亞迪半導體和士蘭微均在加速布局碳化硅功率器件，成為必爭之地，未來將有望充分受益于碳化硅行業的快速發展。

　　投資觀點總結：下游新能源汽車和新能源發電等領域持續快速發展，將推動IGBT行業持續維持高景氣度。目前國內IGBT廠商加速國產替代。對于板塊投資來看，短期關注相關企業的產能釋放，因為行業短期處于供應緊張狀態。同時還需密切關注碳化硅的成本的降低程度，這也是影響企業利潤的重要因素之一。現階段斯達半導公司主營是IGBT，發展更快，估值也是高的，今年還有90pE，或也說明市場較為看好。誰將在行業成為千億龍頭呢？一起拭目以待。

參考研報：《新能源驅動需求快速增長，國產替代迎來換擋加速——IGBT行業深度報告》

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