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一文看懂IGBT功率半导体(一)
市场小学生
自学成才的老韭菜
2021-11-22 23:24:19


一、IGBT产业介绍

    1.2 IGBT分类

电力电子器件即功率半导体器件典型的功率处理功能包括变频、变压、变流、功率放大、功率管理等对整机的总价值、尺寸、总量、动态性能、过载能力、耐用性和可靠性起着十分重要的作用

功率期间的演变路径为二极管----晶闸管----MOSFET----IGBT

 

    IGBT是电力电子领域理想的开关器件,可以看做由BJT(双极型晶体管,即三极管)和 MOSFET(金属氧化物半导体场效应管)组成的复合功率半导体器件。

按电压可以分为:低压、中压、高压。

分类

电压

应用领域

市场份额

成熟度

门槛

低压

1200V以下

消费电子(家用电器)

25%

较成熟

光伏逆变器

20%

中压

1200-2800V

新能源汽车

30%

增量市场为主

较高

风力发电

11%

高压

2800V以上

轨道交通、智能电网

14%

增量市场为主

较高

其中,以新能源车为例,新能源汽车中,电池驱动占据20%的成本,IGBT约占到电驱动中的50%,所以IGBT占汽车总成本的10%

同时,新能源车配套的直流快充充电桩,占到其成本的15%,其重要性吸引厂家入局,同时因汽车领域严格的车规要求,判断IGBT厂家实力,可以观察其在汽车领域的投入与产品适用性。

按封装形式与集成程度不同,可以分为:

分类

构成

市场应用

IGBT 芯片

MOS+BJT(俗称三极管)

-

IGBT 单管

IGBT芯片+封装

适用于电流、功率相对较低的消费电子领域

IGBT 模块

IBGT单管+FRD(快恢复二极管)

适用于高压大电流的新能源车、工业、轨交领域

IPM 模块

IGBT模块+驱动IC

多用于变频家电领域

 

 

1.2 IGBT发展代际

    目前IGBT已发展了七代,总体趋势为芯片面积(相对值)、工艺线宽、关断时间、功率损耗等越来越小,断态电压等越来越高。


    目前市场上主流的产品是第四代NPT IGBT芯片(已应用十余年),行业技术迭代较慢,对工艺制程要求不高,更加看中稳定性和可靠性,比如车规级IGBT通常要求15年不返修,所以虽然新一代芯片较老一代芯片在损耗、面积方面更具优势,但仍需要5-10年时间验证其可靠性与稳定性,需渐进式升级,相当一部分客户仍然会选已成熟的芯片。

 

二、市场情况

2.1市场格局

IGBT市场长期被英飞凌、富士电机、三菱等把控,长期看,国产替代将是主旋律。

2019年,IGBT模块英飞凌占据35%CR3市占率达58%(依次为英飞凌35%、三菱12%、富士电机11%)。

斯达半岛市占率2.5%,进入前102020年位列第7

IGBT单管,英飞凌市场达32%CR3市占率达52%(依次为英飞凌32%、富士电机12%、安森美8%)。

士兰微市占率达2.2%,进入前10名。

上述市场格局决定了国内IGBT自给率与市场需求差异较大,估计,2021年我国IGBT行业自给率仅为18.4%

 

国内厂家多集中在某一细分领域,具体如下:

细分市场

国产化率

竞争情况

厂家

消费家电

技术难度低、市场竞争激烈

斯达半岛、士兰微、时代电气、比亚迪

新能源汽车

斯达与时代的车规级IGBT经下游车企验证,比亚迪自供为主

斯达半岛、比亚迪、时代电气

工业控制

技术相对成熟

宏微科技、时代电气、斯达半岛、士兰微

风电光伏

时代是全球唯二能供海上风电的企业

宏微科技、时代电气、斯达半岛、新洁能

智能电网

时代是唯一一家掌握高铁及电网IGBT模块的企业

时代电气

轨道交通

 

2.3主流厂家介绍

1)斯达半岛

已经成功开发了600余种IGBT的模块产品,电压等级涵盖100-3300V,从收入结构来看,2020年斯达半营收9.63亿元,导营收占比最大的为工控领域,占比达到73%,其次为新能源应用领域,占22%,即2.1亿元。
    2020年疫情爆发后,英飞凌的产能不足难以稳定供货,使得斯达半导在客户开拓方面进展提速,公司当年的车规级IGBT模块成功配套超过20万辆新能源汽车,在国内仅次于英飞凌和比亚迪,但其芯片大多采购自英飞凌

 

2)比亚迪半导体

2020年比亚迪半导体实现营收14.41亿元,其中功率半导体业务营收为4.61亿元,占比达到32.41%,增长率达到55%。主要受益于新能源汽车销量的爆发,汽车智能化配置提升显著以及第三代半导体进入商用期。随着未来比亚迪汽车的销量环比攀升,公司的功率半导体业务也会迎来快速增长。

 

(3)时代电气

公司为中车集团的下属子公司,主要为我国轨道交通装备提供牵引变流系统,在该领域连续九年市场占有率第一。2008年,公司战略并购英国的丹尼克斯公司(当时为全球排名第六的功率半导体企业)75%的股权。

从时代电气的收入结构来看,轨道交通装备的占比达到了86%,功率半导体次之,但仅占5%

 

4)士兰微

2020年士兰微的营业收入达到42.81亿元,同比增长37%,但从士兰微的收入结构来看,2020年公司IGBT产品收入为2.6亿元,占比仅为6%,但同比增长达到160%,主要是因为公司加快了对白电和工控市场的拓展,预计公司IGBT分立器件产品未来仍将保持快速增长。

声明:文章观点来自网友,仅为作者个人研究意见,不代表韭研公社观点及立场,站内所有文章均不构成投资建议,请投资者注意风险,独立审慎决策。
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扬杰科技
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时代电气
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斯达半导
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振华科技
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士兰微
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  • 北京韭菜根
    春风吹又生的老韭菜
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    于2021-11-23 08:42:17更新
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  • 韭菜园丁丁
    明天一定赚的萌新
    只看TA
    2021-11-22 23:39
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  • 只看TA
    2021-11-23 22:10
    感谢科普
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    于2021-11-24 07:08:50更新
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  • 只看TA
    2021-11-23 12:05
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  • 啓航5210
    绝不追高的老韭菜
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    2021-11-23 11:53
    感谢分享!
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    于2021-11-23 13:47:51更新
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  • 韭菜根☞认知
    中线波段的半棵韭菜
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    2021-11-23 09:03
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  • 慢就是快123456
    超短追板
    只看TA
    2021-11-23 08:46
    igbt梳理
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    于2021-11-23 13:48:14更新
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  • 只看TA
    2021-11-23 08:44
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  • 幸福的三国荷叶
    关灯吃面的韭菜种子
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    2021-11-23 08:42
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  • 瑞克斯
    不要怂的半棵韭菜
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    2021-11-23 08:29
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