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IGBT:新能源车核心功率器件,国产替代迎巨大机遇
快乐韭菜
2021-11-09 21:57:30


IGBT被称为电力电子行业里的CPU是工业控制及自动化领域的核心元器件

作为一种新型电力电子器件IGBT是国际上公认的电力电子技术第三次革命最具代表性的产品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

IGBT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

在新能源汽车领域中IGBT发挥着核心作用占据了电机控制器成本的37%是汽车动力系统的心脏其兼有MOSFET的高输入阻抗和BJT的低导通压降两方面优点是电力电子领域较为理想的开关器件也是未来应用发展的主要方向

据行行查数据显示2020年全球IGBT市场空间已达60亿美元左右预计未来五年我国新能源汽车和充电桩市场将带动200亿元IGBT模块的国内市场需求汽车半导体功率器件有望迎来黄金发展期

IGBT在新能源汽车中的应用

资料来源比亚迪

与传统燃油车相比新能源汽车没有发动机和启停系统新增了三电系统即电池电机电控系统以及车载DC/DC电空调驱动车载充电器OBC等电力电子装置相应地实现能量转换及传输的核心器件—功率半导体含量大大增加

根据英飞凌数据传统燃油车中功率半导体含量为71美元全插混/纯电池电动车中功率半导体价值量为330美元是传统燃油车的4.6倍

新能源汽车三电系统图示

资料来源电车资源网

IGBT产业链

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

IGBT产业链公司运作模式可分为Fabless无工厂芯片供应商Foundry代工厂IDM集成器件制造三类

Fabless模式主要负责设计芯片电路以及最终的销售将具体生产环节外包在中国市场主要厂商有斯达半导东微半导体中科君芯无锡新洁能等

Foundry模式主要负责主制造封装或测试的其中环节制造部分有华虹半导体中芯国际华润微电子上海先进其中华虹半导体已经为IGBT代工封装部分有赛晶电力电子中车永电威海新佳美林电子其中赛晶电力电子是国内IGBT封装较为成熟的公司其也是外资ABB在国内最大的大功率半导体器件分销商

IDM模式集芯片设计制造封测多个环节于一身若某家公司三个环节均同时掌握则是IDM模式全球龙头企业多为此模式比如英飞凌三菱等在中国市场IDM模式代表企业包括比亚迪中车时代电气斯达半导体及士兰微前三家公司主要从事IGBT器件的IDM生产

IGBT产业链代表公司运作模式

资料来源YoleDevelopment 2020

新能源车IGBT产业链又主要分为上游元器件中游电控和下游整车厂环节

新能源汽车整车产业链

电控作为新能源整车中重要环节接受整车控制器的指令进而控制驱动电机的转速和转矩以控制整车的运动相当于传统汽车的发动机占到整车成本的15~20%是除了电池之外成本第二高的器件

为保证电控系统长时间稳定运行上游IGBT模块的重要性不可忽视

新能源汽车对IGBT寿命要求高且新能源汽车工况较为复杂对IGBT模块的散热性可靠性等提出了较高要求

IGBT模块供应商为进入市场需首先通过下游电控厂及整车厂长达1-2年左右的验证周期确保安全性可靠性等必备要素基础上方有望大批量放量

新能源车IGBT竞争格局

全球范围来看IGBT市场呈现寡头垄断格局前五企业均为海外厂商占据了全球近70%的市场份额

英飞凌作为全球IGBT龙头在IGBT分立器件模块和IPM领域领先地位突出加上富士电机安森美东芝三菱瑞士ABB等国外厂商共同形成了高集中度的市场结构

截至2020年底在最大的IGBT模块市场中英飞凌装机量市占率达到近40%在IGBT分立器件与IPM市场中占比同样超过30%

国内厂商仅有比亚迪微电子斯达半导及中车时代电气三家企业入围市场份额TOP10国产化率较低

资料来源佐思汽研

在新能源汽车领域随着市场对于整车性能要求的迅速提高车规级IGBT呈现出高电压高效率高功率密度和高可靠性的四高特性

未来IGBT行业会在精细化技术超结技术高结温终端技术先进封装技术功能集成技术等方向进一步探索实现尺寸厚度功率密度驱动效率结温可靠性等方面的优化不断降低生产成本

中国新能源汽车产业发展规划2021—2035年提出新能源汽车发展愿景计划到2025年国内新能源汽车渗透率达到20%

基于国家相关政策中提出核心元器件国产化的要求随着供应链自主安全意识的加强IGBT作为半导体器件突出代表成为重点发展对象有望迎来高速发展国产替代也将成为未来IGBT行业发展的主旋律之一



作者:郭伟松_鑫鑫投资
链接:https://xueqiu.com/2524803655/202544422
来源:雪球
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    躺平的老韭菜
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