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IGBT分為低壓、中壓和高壓,應用場景廣泛。IGBT模塊作為新能源汽車電機電控系統和直流充電樁的核心器件,成本占到新能源整車成本的8-10%,占到充電樁成本的20%。2020年1-11月,新能源汽車產量完成111.9萬輛,IGBT作為新能源汽車核心零部件,需求量也將得到提升。2019年新能源汽車IGBT市場規模達到155億元。從競爭格局來看,IGBT市場長期被大型國外跨國企業壟斷,近年來國內廠商逐漸發力,2019年英飛凌和比亞迪微電子占比分別為58.2%和18%。
IGBT分為低壓、中壓和高壓,應用場景廣泛
IGBT,Insulated Gate Bipolar Transistor,即絕緣棚雙極型晶體管。IGBT是一種由雙極性晶體管(BJT)和絕緣柵場效應管(MOS)組成的復合全控型電壓驅動式功率半導體器件,兼并了BJT的導通電壓低、通態電流大等優點和MOS的開關速度高、控制功率小等優點。IGBT作為能源轉換和傳輸的核心器件,具有高效節能、高電壓、大電流、高頻率和易于開關等性能,適用于各類需要交流電和直流電轉換及高低電壓轉換的應用場景,可提高用電效率和質量,被廣泛應用在消費電子(汽車電子、家用電器、變頻白色家電)和工業(軌道交通、智能電網、交通運輸)領域。
新能源汽車產量增長迅速,IGBT為核心部件之一
在國際節能環保的大趨勢下,IGBT下游的新能源汽車、變頻家電、新能源發電等領域發展迅速,對IGBT模塊需求逐步擴大,新興行業的加速發展將持續推動IGBT市場的高速增長。以新能源汽車為例,受益于政策的優惠,我國新能源汽車市場從2014年開始快速發展,新能源汽車產銷量大幅上升;隨后2016、2017年受到補貼倒退的影響,產銷量增速放緩。根據中國汽車工業協會統計據顯示,2019年國內新能源汽車產量為124.2萬輛,比2018年下降4%。目前,為了緩解疫情對新能源汽車行業的影響,我國推遲補貼政策至2021年,行業發展正逐漸恢復中。根據中汽協最新的數據顯示,2020年1-11月,新能源汽車產量完成111.9萬輛。從成本上看,新能源電動車成本結構中最大者為電池,占比約40-50%,其次為電機驅動系統,約占全車成本15-20%。其中,IGBT占驅動系統一半左右,即IGBT占電動車約8-10%成本。此外,IGBT占到充電樁成本的20%。在新能源汽車取代燃油汽車的趨勢下,IGBT作為其核心零部件,需求量也將得到提升。
高工產研電動車研究所數據(GGII)顯示,2019年我國新能源汽車IGBT市場規模達到155億元,同比增長6.40%,增速為近年的新低。GGII預計,隨著市場的逐步回調,到2020年,我國新能源汽車和充電樁市場將帶動近兩百億IGBT模塊的需求。由于IGBT對設計及工藝要求較高,而國內缺乏IGBT相關技術人才、工藝基礎薄弱且企業產業化起步較晚,因此IGBT市場長期被大型國外跨國企業壟斷。在國家利好政策的推動下,中國IGBT行業取得了一定的技術進步,推動了中國IGBT國產化進程。
從市場占有率情況來看,中國功率半導體市場規模占世界市場的50%以上,但在中高端MOSFET及IGBT主流器件市場上,90%主要依賴進口,基本被國外歐美、日本企業壟斷。在國內新能源汽車IGBT模塊市場中,英飛凌公司中是絕對的龍頭老大,市場占比58.2%,相比2016年33%的市場占比,其市場地位有了進一步的鞏固。比亞迪微電子則在多年的技術積累中,逐漸成長為中國IGBT市場份額第二大企業。中車時代電氣則以軌交IGBT為市場切入點,不斷拓展業務至電動汽車及智能電網市場,2019年市場份額逐漸攀升至0.8%。