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2021-05-25T08:18:27+00:00
[img]https://ss2.baidu.com/6ON1bjeh1BF3odCf/it/u=3820525604,3191990801&fm=15&gp=0.jpg[/img]
一、IGBT是什么?
IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor),绝缘栅双极型晶体管,是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低,载流密度大,但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小,开关速度快,但导通压降大,载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点,驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。
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。
从成本来看,IGBT占整机总成本5%以上,是除电池之外成本第二高的元器件。
电机和电机控制器是新能源汽车的核心零部件,直接决定汽车的行驶性能。
在电机驱动中,IGBT主要存在于逆变器模块。逆变器的功能主要是将直流转变为交流从而提供给驱动电动机。
根据北斗航天汽车数据,电机和电机控制器分别占整车成本的4%和9%左右。而在电机控制器内部,IGBT模块约占其成本的37%。因此,IGBT模块在整车成本中占5%左右。若加上车载空调控制系统中IGBT,则成本占比更高。
此外,高功率电动汽车对于IGBT的要求也会越来越高,这将间接提升整个新能源汽车中 IGBT的成本。
作为工业控制及自动化领域的核心器件,IGBT模块在电机节能、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、新能源汽车等诸多领域都有广泛的应用。
[img]https://graph.baidu.com/thumb/v4/1990419151,2223456730.jpg[/img]
在电驱动“三合一”总成中的减速器(尤其是变速器),一直以来外资就占据着明显的优势,而在功率半导体方面,一直主要依赖采购国外产品,以绝缘栅双极型晶体管IGBT为例,直到2017年底车规级IGBT几乎100%依赖进口,目前国内只有比亚迪、斯达半导等公司可以生产,绝大部分市场份额由外资占据。
以德国英飞凌生产的某一款IGBT通用模块为例,单价1300-1500元,因为市场缺货的原因,单价直接上涨到1800-2300元,而许多具备自产芯片和自行封装的外资控制器企业,同类模块成本只有700-800元,增加了国产控制器和电驱动产品的市场竞争难度。
根据YOLE的预测,全球IGBT市场将在2022年超过50亿美元,主要增长来自IGBT功率模块。
增长的首要原因是由于汽车市场的大容量,特别是电动汽车和混合动力汽车(EV/HEV)中动力系统的电气化。电动汽车/混合动力汽车行业具有巨大的增长前景,因为它仍然是一个具有巨大容量潜力的新兴市场。
到2022年,预计电动汽车/混合动力汽车中IGBT的总收入将占整个IGBT市场40%左右。
近年来,中国IGBT企业产量持续上升,未来几年我国IGBT行业将保持快速发展。根据 “智研咨询”预测,到2024年我国IGBT行业产量将达到7820万只,需求量将达到1.96亿只。未来我国IGBT需求仍将远超产量,很大程度上依旧要依赖进口。
同时,充电桩保有量持续增加带动充电桩用IGBT需求提升。除了应用于新能源汽车本身之外,IGBT也在智能充电桩中充当开关元件使用,并直接影响充电桩的传输效率。平均来看,IGBT模块占充电桩成本的20%左右。据充电联盟数据显示,截至2020年9月,我国公共充电桩保有量达到60.6万台,目前仍在持续快速增加。
随着新能源汽车保有量的增长、使用频率的增加和使用范围的延伸,充电需求将持续提升,这也将带动包括充电桩在内的充电基础设施的快速推广,同时带动充电桩用 IGBT需求持续提升。
如同光刻机一样,IGBT也是国家和企业需要攻克的难关之一。
二、IGBT行业情况
[img]https://img.nga.178.com/attachments/mon_202105/26/-7da9Q2o-f06dK14T3cSj7-71.jpg.medium.jpg[/img]
目前国内外IGBT市场仍主要由外国企业占据,虽然中国IGBT市场需求增长迅速,但由于国内相关人才缺乏,工艺基础薄弱,国内企业产业化起步较晚,
IGBT模块至今仍几乎全部依赖进口,市场主要由欧洲、日本及美国企业占领。
根据IHS最新报告,全球前五大IGBT供应商占据市场份额超过65%,排名第一的英飞凌市占率达到 34.5%。全球前十大IGBT供应商,国内仅有斯达半导体(603290.SH)上榜,市占率为 2.2%,与龙头企业相差甚远。
其中英飞凌科技公司的前身是西门子集团的半导体部门,于1999年独立。公司总部位于德国慕尼黑,是全球领先的半导体公司之一。英飞凌科技公司作为行业龙头,是IGBT技术领导者,对于低电压中电压和高电压IGBT领域,英飞凌均占据领先地位。
排名第二的三菱电机株式会社是三菱集团的核心企业之一,成立于1921年。三菱电机半导体产品包括功率模块(IGBT、IPM、MOSFET等)、微波/射频和高频光器件、光模块和标准工业用的 TFTLCD 等。三菱电机在中等电压、高电压IGBT领域处于领先地位。
第三名的富士电机株式会社成立于1923年,主要生产IGBT模块和IPM模块,产品在工业控制和变频家电中广泛使用。
第四的赛米控成立于1951年,总部位于德国纽伦堡。生产产品包括芯片、分立器件、二极管、晶闸管、IGBT功率模块和系统功率组件。赛米控在低电压消费级IGBT领域具备一定优势。
由此看出,在IGBT行业,德国日本是行业领头羊之一,而在中国企业中也有不断攻克此项高精尖行业的先锋。
比如科创板也有一家做IGBT的企业——斯达半导体,由于国产IGBT赛道的稀缺性,所以斯达半导体上市之后,备受追捧。在其上市的第一个月就暴涨870%,目前市值300亿。
其主要产品为功率半导体元器件,包括IGBT、MOSFET、IPM、FRD、SiC等等。其研发出了全系列IGBT芯片、FRD芯片和IGBT模块,实现了进口替代。其中IGBT模块产品超过600种,电压等级涵盖100V-3300V,电流等级涵盖10A-3600A。产品已被应用于新能源汽车、变频器、逆变焊机、UPS、光伏/风力发电、SVG、白色家电等领域。
下游主要客户有英威腾、汇川技术、巨一动力,上海电驱动股份、合康新能等公司。
目前斯达半导IGBT模块营收占比均保持在98%以上,其中1200V IGBT模块的销售收入占主营业务收入的比例在70%以上。
另一家汽车半导体赛道的重量级玩家——闻泰科技(600745.SH),有接近40%~50%的产值来自汽车产业。与上述对手不同,在并购安世半导体后,闻泰科技从手机业务扩展至汽车产业。
其收购的安世半导体在汽车领域重点开发小信号晶体管和二极管;小信号MOS管; 功率MOS管; 接 口保护器件(ESD 保护等)、通用逻辑器件等,布局主动安全、电源管理、电动助力转向以及LED照明四大块业务,终端厂商包括奥迪、宝马、玛莎拉蒂等一线品牌。
过去一年,闻泰科技的盈利能力步步攀升,2020年净利润达24亿,增长92.68%,市值达到1076亿。
一、IGBT是什么?
IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor),绝缘栅双极型晶体管,是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低,载流密度大,但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小,开关速度快,但导通压降大,载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点,驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。
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。
从成本来看,IGBT占整机总成本5%以上,是除电池之外成本第二高的元器件。
电机和电机控制器是新能源汽车的核心零部件,直接决定汽车的行驶性能。
在电机驱动中,IGBT主要存在于逆变器模块。逆变器的功能主要是将直流转变为交流从而提供给驱动电动机。
根据北斗航天汽车数据,电机和电机控制器分别占整车成本的4%和9%左右。而在电机控制器内部,IGBT模块约占其成本的37%。因此,IGBT模块在整车成本中占5%左右。若加上车载空调控制系统中IGBT,则成本占比更高。
此外,高功率电动汽车对于IGBT的要求也会越来越高,这将间接提升整个新能源汽车中 IGBT的成本。
作为工业控制及自动化领域的核心器件,IGBT模块在电机节能、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、新能源汽车等诸多领域都有广泛的应用。
[img]https://graph.baidu.com/thumb/v4/1990419151,2223456730.jpg[/img]
在电驱动“三合一”总成中的减速器(尤其是变速器),一直以来外资就占据着明显的优势,而在功率半导体方面,一直主要依赖采购国外产品,以绝缘栅双极型晶体管IGBT为例,直到2017年底车规级IGBT几乎100%依赖进口,目前国内只有比亚迪、斯达半导等公司可以生产,绝大部分市场份额由外资占据。
以德国英飞凌生产的某一款IGBT通用模块为例,单价1300-1500元,因为市场缺货的原因,单价直接上涨到1800-2300元,而许多具备自产芯片和自行封装的外资控制器企业,同类模块成本只有700-800元,增加了国产控制器和电驱动产品的市场竞争难度。
根据YOLE的预测,全球IGBT市场将在2022年超过50亿美元,主要增长来自IGBT功率模块。
增长的首要原因是由于汽车市场的大容量,特别是电动汽车和混合动力汽车(EV/HEV)中动力系统的电气化。电动汽车/混合动力汽车行业具有巨大的增长前景,因为它仍然是一个具有巨大容量潜力的新兴市场。
到2022年,预计电动汽车/混合动力汽车中IGBT的总收入将占整个IGBT市场40%左右。
近年来,中国IGBT企业产量持续上升,未来几年我国IGBT行业将保持快速发展。根据 “智研咨询”预测,到2024年我国IGBT行业产量将达到7820万只,需求量将达到1.96亿只。未来我国IGBT需求仍将远超产量,很大程度上依旧要依赖进口。
同时,充电桩保有量持续增加带动充电桩用IGBT需求提升。除了应用于新能源汽车本身之外,IGBT也在智能充电桩中充当开关元件使用,并直接影响充电桩的传输效率。平均来看,IGBT模块占充电桩成本的20%左右。据充电联盟数据显示,截至2020年9月,我国公共充电桩保有量达到60.6万台,目前仍在持续快速增加。
随着新能源汽车保有量的增长、使用频率的增加和使用范围的延伸,充电需求将持续提升,这也将带动包括充电桩在内的充电基础设施的快速推广,同时带动充电桩用 IGBT需求持续提升。
如同光刻机一样,IGBT也是国家和企业需要攻克的难关之一。
二、IGBT行业情况
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目前国内外IGBT市场仍主要由外国企业占据,虽然中国IGBT市场需求增长迅速,但由于国内相关人才缺乏,工艺基础薄弱,国内企业产业化起步较晚,
IGBT模块至今仍几乎全部依赖进口,市场主要由欧洲、日本及美国企业占领。
根据IHS最新报告,全球前五大IGBT供应商占据市场份额超过65%,排名第一的英飞凌市占率达到 34.5%。全球前十大IGBT供应商,国内仅有斯达半导体(603290.SH)上榜,市占率为 2.2%,与龙头企业相差甚远。
其中英飞凌科技公司的前身是西门子集团的半导体部门,于1999年独立。公司总部位于德国慕尼黑,是全球领先的半导体公司之一。英飞凌科技公司作为行业龙头,是IGBT技术领导者,对于低电压中电压和高电压IGBT领域,英飞凌均占据领先地位。
排名第二的三菱电机株式会社是三菱集团的核心企业之一,成立于1921年。三菱电机半导体产品包括功率模块(IGBT、IPM、MOSFET等)、微波/射频和高频光器件、光模块和标准工业用的 TFTLCD 等。三菱电机在中等电压、高电压IGBT领域处于领先地位。
第三名的富士电机株式会社成立于1923年,主要生产IGBT模块和IPM模块,产品在工业控制和变频家电中广泛使用。
第四的赛米控成立于1951年,总部位于德国纽伦堡。生产产品包括芯片、分立器件、二极管、晶闸管、IGBT功率模块和系统功率组件。赛米控在低电压消费级IGBT领域具备一定优势。
由此看出,在IGBT行业,德国日本是行业领头羊之一,而在中国企业中也有不断攻克此项高精尖行业的先锋。
比如科创板也有一家做IGBT的企业——斯达半导体,由于国产IGBT赛道的稀缺性,所以斯达半导体上市之后,备受追捧。在其上市的第一个月就暴涨870%,目前市值300亿。
其主要产品为功率半导体元器件,包括IGBT、MOSFET、IPM、FRD、SiC等等。其研发出了全系列IGBT芯片、FRD芯片和IGBT模块,实现了进口替代。其中IGBT模块产品超过600种,电压等级涵盖100V-3300V,电流等级涵盖10A-3600A。产品已被应用于新能源汽车、变频器、逆变焊机、UPS、光伏/风力发电、SVG、白色家电等领域。
下游主要客户有英威腾、汇川技术、巨一动力,上海电驱动股份、合康新能等公司。
目前斯达半导IGBT模块营收占比均保持在98%以上,其中1200V IGBT模块的销售收入占主营业务收入的比例在70%以上。
另一家汽车半导体赛道的重量级玩家——闻泰科技(600745.SH),有接近40%~50%的产值来自汽车产业。与上述对手不同,在并购安世半导体后,闻泰科技从手机业务扩展至汽车产业。
其收购的安世半导体在汽车领域重点开发小信号晶体管和二极管;小信号MOS管; 功率MOS管; 接 口保护器件(ESD 保护等)、通用逻辑器件等,布局主动安全、电源管理、电动助力转向以及LED照明四大块业务,终端厂商包括奥迪、宝马、玛莎拉蒂等一线品牌。
过去一年,闻泰科技的盈利能力步步攀升,2020年净利润达24亿,增长92.68%,市值达到1076亿。