《電子技術(shù)應(yīng)用》
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IGBT市場(chǎng)由歐美日韓把持,,國(guó)內(nèi)企業(yè)或進(jìn)入加速模式

2020-10-19
來(lái)源: Ai芯天下

前言:

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I(xiàn)GBT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,。

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全球IGBT市場(chǎng)終由歐美日韓把持

如英飛凌,、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(guò)了70%。

從整個(gè)牌面上來(lái)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(wú)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,。

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近年來(lái),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(gòu)買IGBT,,只能用于變頻器行業(yè),要買高端IGBT用來(lái)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。

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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(lái)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),。

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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(lái)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,。

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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(lái),實(shí)現(xiàn)IGBT國(guó)產(chǎn)替代仍具有較高可能性,。

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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(gòu)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,。

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技術(shù)差距縮?。杀緝?yōu)勢(shì)凸顯成趨勢(shì)

從全產(chǎn)業(yè)鏈看,IGBT的前期資本開(kāi)支大,,中期制造良品率重要,,后面市場(chǎng)開(kāi)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(kāi)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(gòu)英飛凌等巨頭晶圓價(jià)格大幅下降,。

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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(kāi)工建設(shè),,該項(xiàng)目建成后可年產(chǎn)25萬(wàn)片8英寸新能源汽車電子芯,,可滿足年裝車50萬(wàn)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(wàn)個(gè)新能源汽車用IGBT模塊。

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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(kāi)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(wàn)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),。

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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(lái)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),。

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加上IGBT行業(yè)存在技術(shù)門檻較高,、人才匱乏、市場(chǎng)開(kāi)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(lái)說(shuō)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。

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國(guó)內(nèi)產(chǎn)能無(wú)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(wú)法與之實(shí)現(xiàn)供求平衡,。

除了供需無(wú)法平衡,現(xiàn)有產(chǎn)量無(wú)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(lái)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(kāi)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。

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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(kāi)IGBT器件,,近年來(lái),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(lái)變流器開(kāi)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(lái)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(kāi)始使用它,,否則不利于國(guó)產(chǎn)IGBT的成長(zhǎng),。

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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。


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