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    • 全球 IGBT 市場(chǎng)終由歐美日韓把持
    • 國(guó)產(chǎn)替代空間廣闊
    • 技術(shù)差距縮小+成本優(yōu)勢(shì)凸顯成趨勢(shì)
    • IGBT 技術(shù)與壁壘成攻堅(jiān)難點(diǎn)
    • 國(guó)內(nèi)產(chǎn)能無法實(shí)現(xiàn)供求平衡
    • 進(jìn)口依賴短期難動(dòng)搖
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深度丨IGBT的國(guó)產(chǎn)可替代的機(jī)遇與風(fēng)險(xiǎn)

2020/10/16
399
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隨著全球制造業(yè)向中國(guó)的轉(zhuǎn)移,我國(guó)功率半導(dǎo)體市場(chǎng)占世界市場(chǎng)的 50%以上,是全球最大的 IGBT 市場(chǎng)。

但 IGBT 產(chǎn)品嚴(yán)重依賴進(jìn)口,在中高端領(lǐng)域更是 90%以上的 IGBT 器件依賴進(jìn)口,IGBT 國(guó)產(chǎn)化需求已是刻不容緩。

全球 IGBT 市場(chǎng)終由歐美日韓把持

英飛凌、三菱、富士電機(jī)安森美以及 ABB 等企業(yè),前五大企業(yè)的市場(chǎng)份額就已經(jīng)超過了 70%。

從整個(gè)牌面上來看,我們國(guó)內(nèi)的 IGBT 企業(yè)只能吃“邊角料”了。

美國(guó)功率器件處于世界領(lǐng)先地位,擁有一批具有全球影響力的廠商,例如 TI、Fairchild、NS、Linear、IR、Maxim、ADI、ONSemiconductor、AOS 和 Vishay 等廠商。

歐洲擁有 Infineon、ST 和 NXP 三家全球半導(dǎo)體大廠,產(chǎn)品線齊全,無論是功率 IC 還是功率分離器件都具有領(lǐng)先實(shí)力。

日本功率器件廠商主要有 Toshiba、Renesas、NEC、Ricoh、Sanke、Seiko、Sanyo、Sharp、Fujitsu、Toshiba、Rohm、Matsushita、FujiElectric 等等。

近年來,中國(guó)臺(tái)灣的功率芯片市場(chǎng)發(fā)展較快,擁有立锜、富鼎先進(jìn)、茂達(dá)、安茂、致新和沛亨等一批廠商。

十多年前,IGBT 和如今的光刻機(jī)一樣,高端產(chǎn)品對(duì)中國(guó)都有銷售禁止。

國(guó)際 IGBT 巨頭規(guī)定,中國(guó)企業(yè)購買 IGBT,只能用于變頻器行業(yè),要買高端 IGBT 用來造新能源汽車,是絕對(duì)禁止的,國(guó)內(nèi)企業(yè)只得走上一條自主研發(fā)的道路。

國(guó)產(chǎn)替代空間廣闊

在 IGBT 的增量空間中有一半以上需求都在中國(guó),未來幾年我國(guó)的 IGBT 市場(chǎng)需求占比將從 2019 年不 35%提升到 2025 年的 50%或以上。

簡(jiǎn)單測(cè)算中國(guó) 2025 年車載 IGBT 市場(chǎng)規(guī)模達(dá) 22 億美金,同時(shí)算個(gè)大數(shù),屆時(shí)全球新能源車數(shù)量預(yù)計(jì)為國(guó)內(nèi)的 3 倍,全球車載 IGBT 市場(chǎng)規(guī)模達(dá) 66 億美金,相當(dāng)于再造一個(gè) IGBT 市場(chǎng)。

到 2020 年全球 IGBT 單管市場(chǎng)空間達(dá)到 60 億美元左右,市場(chǎng)空間巨大。預(yù)計(jì)未來五年我國(guó)新能源汽車和充電樁市場(chǎng)將帶動(dòng) 200 億元 IGBT 模塊的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求。

據(jù) BloombergNEF 預(yù)測(cè),預(yù)計(jì) 2025 年全球光伏新增裝機(jī)接近 300GW,風(fēng)電也比照光伏 5 年 2.5 倍左右的增長(zhǎng),則測(cè)算風(fēng)電和光伏 2025 年對(duì)應(yīng) IGBT 的全球需求量級(jí)在 12-15 億美金。

同時(shí)國(guó)內(nèi)的半導(dǎo)體功率企業(yè)相較于國(guó)外廠商往往具備成本與定制化的相對(duì)優(yōu)勢(shì),國(guó)內(nèi)功率半導(dǎo)體行業(yè)具備較高的實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代的可能性。

在供給端,自主可控是發(fā)展趨勢(shì),同時(shí)國(guó)內(nèi)的 IGBT 企業(yè)相較于國(guó)外廠商往往具備成本與定制化的相對(duì)優(yōu)勢(shì)。

再加上國(guó)家政策及社會(huì)資本的加持,未來,實(shí)現(xiàn) IGBT 國(guó)產(chǎn)替代仍具有較高可能性。

短期內(nèi)軍用功率半導(dǎo)體領(lǐng)域的國(guó)產(chǎn)替代,長(zhǎng)期民用新能源汽車 IGBT 想象空間巨大。在自身經(jīng)營(yíng)阻感容、分立器件等軍用元器件的基礎(chǔ)上,橫向收購后進(jìn)入 IGBT 領(lǐng)域,與其自身的經(jīng)營(yíng)范圍高度重合。

長(zhǎng)期看我國(guó)電動(dòng)車發(fā)展長(zhǎng)期向上趨勢(shì)不變,隨著新能源汽車廠競(jìng)爭(zhēng)格局的確定,我國(guó)民用 IGBT 公司龍頭效應(yīng)將凸顯。

技術(shù)差距縮小+成本優(yōu)勢(shì)凸顯成趨勢(shì)

從全產(chǎn)業(yè)鏈看,IGBT 的前期資本開支大,中期制造良品率重要,后面市場(chǎng)開拓需要培育,壁壘極高。

量產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)與裝車量方面,英飛凌等海外巨頭量產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)豐富,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)比亞迪憑借自身品牌電動(dòng)車穩(wěn)定應(yīng)用場(chǎng)景具備獨(dú)有優(yōu)勢(shì)。

自第六代技術(shù)以后,各大廠商開始將精力轉(zhuǎn)移到 IGBT 封裝上。在 IGBT 封裝材料方面,日本在全球遙遙領(lǐng)先,德國(guó)和美國(guó)處于跟隨態(tài)勢(shì),我國(guó)的材料科學(xué)則相對(duì)落后。

伴隨國(guó)內(nèi)企業(yè) 8 寸晶圓產(chǎn)線先后投產(chǎn),良率逐步提升,國(guó)產(chǎn) IGBT 有望較此前采購英飛凌等巨頭晶圓價(jià)格大幅下降。

國(guó)內(nèi)企業(yè)在 IGBT 布局進(jìn)入加速模式

國(guó)內(nèi)廠商發(fā)展具有自身優(yōu)勢(shì),從需求端講,中國(guó)功率半導(dǎo)體需求量世界第一;從供給端講,自主可控是發(fā)展趨勢(shì)。

今年 4 月底,比亞迪 IGBT 項(xiàng)目已在長(zhǎng)沙開工建設(shè),該項(xiàng)目建成后可年產(chǎn) 25 萬片 8 英寸新能源汽車電子芯,可滿足年裝車 50 萬輛的產(chǎn)能需求。

此外,其他廠商也在加快 IGBT 的產(chǎn)能建設(shè),斯達(dá)半導(dǎo)新能源汽車用 IGBT 模塊擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目投產(chǎn)后可年產(chǎn) 120 萬個(gè)新能源汽車用 IGBT 模塊。

中車時(shí)代電氣已完成第一條投資 10 億元的 IGBT 生產(chǎn)線產(chǎn)能釋放,第二條投資 35 億元的生產(chǎn)線預(yù)計(jì) 2020 年底開始試生產(chǎn),產(chǎn)值可達(dá) 40-50 億元。

華虹半導(dǎo)體 7 月 31 日宣布,其 8+12 英寸大功率半導(dǎo)體產(chǎn)線將全面發(fā)力,積極承接 IGBT 代工業(yè)務(wù)。

賽晶電力電子一期產(chǎn)能將于 2021 年初建成投產(chǎn),計(jì)劃不晚于 2024 年形成 200 萬件 IGBT 模塊產(chǎn)能。

華潤(rùn)微發(fā)布的 2020 年半年度報(bào)告顯示,公司目前在研項(xiàng)目共 13 項(xiàng),其中包括 IGBT 產(chǎn)品設(shè)計(jì)及工藝技術(shù)研發(fā)。

IGBT 技術(shù)與壁壘成攻堅(jiān)難點(diǎn)

IGBT 制造難度大,具有極高的技術(shù)壁壘,中國(guó)功率半導(dǎo)體市場(chǎng)約占世界市場(chǎng)份額 50%,但是中高端的 MOSFET、IGBT 主流器件市場(chǎng)基本被歐美、日本企業(yè)壟斷。

國(guó)內(nèi) IGBT 技術(shù)(芯片設(shè)計(jì)晶圓制造、模塊封裝)目前均處于起步階段。國(guó)內(nèi) IGBT 企業(yè)在研發(fā)與制造工藝上與世界先進(jìn)水平差距較大。

因此,行業(yè)內(nèi)的后來者往往需要經(jīng)歷一段較長(zhǎng)的技術(shù)摸索和積累,才能和業(yè)內(nèi)已經(jīng)占據(jù)技術(shù)優(yōu)勢(shì)的企業(yè)相抗衡。

高鐵、智能電網(wǎng)、新能源與高壓變頻器等領(lǐng)域所采用的 IGBT 模塊規(guī)格在 6500V 以上,技術(shù)壁壘較強(qiáng);

而 IGBT 技術(shù)集成度高的特點(diǎn)又導(dǎo)致了較高的市場(chǎng)集中度,因此英飛凌、三菱和富士電機(jī)等國(guó)際廠商占有天然的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì),這讓國(guó)內(nèi)廠商的發(fā)展再失一個(gè)機(jī)會(huì)。

加上 IGBT 行業(yè)存在技術(shù)門檻較高、人才匱乏、市場(chǎng)開拓難度大、資金投入較大等困難,國(guó)內(nèi)企業(yè)在產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程中始終進(jìn)展緩慢。

IGBT 模塊是下游產(chǎn)品中的關(guān)鍵部件,其性能表現(xiàn)、穩(wěn)定性和可靠性對(duì)下游客戶來說至關(guān)重要,因此認(rèn)證周期較長(zhǎng),替換成本高。

因此,新進(jìn)入本行業(yè)者即使研發(fā)生產(chǎn)出 IGBT 產(chǎn)品,也需要耗費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間才能贏得客戶的認(rèn)可。

國(guó)內(nèi)產(chǎn)能無法實(shí)現(xiàn)供求平衡

但是相比于國(guó)內(nèi)暴增的 IGBT 市場(chǎng)需求,國(guó)內(nèi) IGBT 市場(chǎng)的產(chǎn)量卻無法與之實(shí)現(xiàn)供求平衡。

除了供需無法平衡,現(xiàn)有產(chǎn)量無法滿足火熱的市場(chǎng)需求以外,技術(shù)也是國(guó)產(chǎn) IGBT 的另一大硬傷。

隨著軌道交通、智能電網(wǎng)、航空航天、電動(dòng)汽車與新能源裝備等領(lǐng)域的加速發(fā)展,國(guó)內(nèi) IGBT 需求迎來爆發(fā),近幾年國(guó)內(nèi) IGBT 市場(chǎng)規(guī)模呈加速增長(zhǎng)趨勢(shì)。

電動(dòng)乘用車依據(jù)配置不同,IGBT 單車價(jià)值量高達(dá) 1000-5000 元,2020 年全球空間接近百億元,伴隨全球電動(dòng)車產(chǎn)銷快速增長(zhǎng),預(yù)計(jì)行業(yè) 2025 年空間有望達(dá) 370 億,CAGR 約+30%。

新能源汽車補(bǔ)貼退坡,電驅(qū)企業(yè)與主機(jī)廠面臨降本壓力,國(guó)產(chǎn) IGBT 價(jià)格優(yōu)勢(shì)明顯。

面對(duì) IGBT 需求大增,行業(yè)內(nèi)公司產(chǎn)能擴(kuò)大及時(shí):比亞迪開放車規(guī)級(jí) IGBT 產(chǎn)品閉環(huán)供應(yīng)鏈,建設(shè)長(zhǎng)沙比亞迪 IGBT4.0 工廠,以滿足公司外供 IGBT 的需求。

進(jìn)口依賴短期難動(dòng)搖

逆變器變流器以及其它光伏、風(fēng)電技術(shù)裝置均離不開 IGBT 器件,近年來,雖然光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電邁向國(guó)際前沿,產(chǎn)業(yè)鏈整體國(guó)產(chǎn)化,但其核心功率器件 IGBT 仍是依賴進(jìn)口,依存度達(dá) 90%。

盡管后來變流器開始國(guó)產(chǎn)化,但核心器件 IGBT 仍是以進(jìn)口為主,以德國(guó)、日本居多。

對(duì)于風(fēng)電行業(yè)來講,國(guó)產(chǎn) IGBT 發(fā)展需要一個(gè)培養(yǎng)期。不能等到國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品成熟了,我們才開始使用它,否則不利于國(guó)產(chǎn) IGBT 的成長(zhǎng)。

結(jié)尾:

IGBT 作為電動(dòng)化核心部件,進(jìn)入壁壘高,目前國(guó)產(chǎn)化率低,供應(yīng)長(zhǎng)期被歐美日企業(yè)壟斷。

隨著 IGBT 技術(shù)趨勢(shì)成熟,國(guó)內(nèi)企業(yè)快速發(fā)展,已經(jīng)逐步批量應(yīng)用于電動(dòng)車,長(zhǎng)期有望逐步實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代。

因?yàn)?,?dú)立自主才是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的生存之道。

英飛凌

英飛凌

英飛凌科技股份公司是全球功率系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的半導(dǎo)體領(lǐng)導(dǎo)者。英飛凌以其產(chǎn)品和解決方案推動(dòng)低碳化和數(shù)字化進(jìn)程。該公司在全球擁有約58,600名員工,在2023財(cái)年(截至9月30日)的營(yíng)收約為163億歐元。英飛凌在法蘭克福證券交易所上市(股票代碼:IFX),在美國(guó)的OTCQX國(guó)際場(chǎng)外交易市場(chǎng)上市(股票代碼:IFNNY)。 更多信息,請(qǐng)?jiān)L問www.infineon.com

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