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作者：丰宁
从缺芯潮缓解转向下游市场需求疲软，在半导体赛道的周期性寒冬之下，各家企业相继采取措施，减产、缩减投资等逐渐成为行业厂商度过危机的主要方式之一。
不过在半导体诸多赛道中，有这样一个细分领域，它未受市场景气度的影响，持续繁荣向上。这便是IGBT。
01、IGBT的市场格局
根据IGBT的产品分类来看，按照其封装形式的不同，可分为IGBT分立器件、IPM模块和IGBT模块。IGBT分立器件主要应用在小功率的家用电器、分布式光伏逆变器；IPM模块应用于变频空调、变频洗衣机等白色家电产品；而IGBT模块应用于大功率变频器、新能源车、集中式光伏等领域。
根据工作环境的电压不同，IGBT可以分为低压（600V以下）、中压（600V－1200V）、高压（1700V－6500V）。一般低压IGBT常用于变频白色家电、新能源汽车零部件等领域；中压IGBT常用于工业控制、新能源汽车等领域；高压IGBT常用于轨道交通、电网等领域。
如今随着新能源汽车的发展，对功率器件IGBT的需求量日益增加，被誉为“功率器件心脏”的IGBT也自此进入前所未有的紧缺局面。
根据头部IGBT厂商市场份额分析，欧洲地区约占IGBT芯片市场的35%，主要参与者有英飞凌、安森美、意法半导体等；亚太地区占比约为30%-35%，主要竞争者有三菱电机、富士电机、日立等；北美市场份额约为15%，主要竞争者有安森美、德州仪器等。
随着新能源的爆火，IGBT缺货成了近年来的“家常便饭”。根据富昌电子的数据，目前英飞凌、安森美、意法半导体等IGBT国际大厂的订单整体处于相对饱满的状态，价格整体而言也比较稳定，产品交期普遍在39周以上，尤其是风光储IGBT等部分紧缺料交期还在52周以上。
据悉，作为IGBT全球龙头，英飞凌目前积压的汽车订单为290亿欧元，是汽车行业预期收入的2倍。安森美在未来12个月内则仍有57亿美元的LTSA承诺订单，在报告期内，公司与一家OEM签订了750V和1200V电动汽车牵引逆变器的长期合作协议，使公司未来能够支持更高的产量。
如此紧张的供需格局，为国产IGBT厂商的发展打开了切口。
根据统计，2023年1-7月，共有17个IGBT项目启动或签约，累计投资超过150亿元，表明中国企业在IGBT领域的扩张迅速。下面具体看一下中国有哪些优秀的IGBT厂商，以及这些厂商目前取得的成绩。
02、十家国产IGBT厂商技术情况
具体来看，士兰微、华润微、新洁能、华微电子、比亚迪、宏微科技均已经拥有中低压IGBT产品的生产能力，而具备高压IGBT芯片生产能力的中国厂商则只有时代电气和斯达半导两家。
自问世以来，IGBT不断进行技术迭代，主要向着降低开关损耗和创建更薄的结构方向改善和发展。其在纵向结构、栅极结构以及硅片加工工艺方面不断升级改进，共经历了七次大型技术演变，各项指标在演变中不断优化。目前，IGBT芯片已经迭代至第七代精细沟槽栅场截止型IGBT，但考虑成本后，应用最广泛的仍是IGBT第四代产品。
斯达半导在中国IGBT市场的市占率排名第一，其优势在于IGBT模块，主要覆盖新能源汽车和工控领域。2013年斯达半导开始专注新能源汽车IGBT模块的研发，目前其IGBT电压等级涵盖范围为100V～3300V，率先实现第七代IGBT产品的研发。
时代电气的IGBT布局比较特殊，其IGBT器件在城市轨道交通、高速铁路以及电力机车方面具有广泛应用。时代电气的IGBT模块在市场中位居第二位，仅次于斯达半导。其IGBT产品已实现750V—6500V全电压覆盖，在国内IGBT供应商中电压覆盖范围最广，也是国内唯一实现3300V以上轨交、电网等高压领域覆盖的公司。目前，时代电气第七代IGBT技术已研发成功。
士兰微的产品以IGBT单管和IPM模块为主，在白电和工控领域具备显著市场地位。此外其车规IGBT产品通过部分汽车厂商测试，开始小批量供货；光伏IGBT单管已在国内部分光伏客户逐步上量。士兰微已经推出了英飞凌的第七代产品，目前还处在送审阶段，离量产还有距离。
华微电子布局第六代IGBT技术，电压覆盖范围为360-1350V，其IGBT产品主要应用在光伏逆变、智慧家居、工业控制、新能源汽车等领域。新洁能的IGBT产品作为光伏、储能行业的重点应用产品，目前已经迭代至第七代产品并实现量产销售。
扬杰科技主要布局第四代IGBT技术，产品主要应用于工控和消费电子等领域。比亚迪半导体和宏微科技等公司应用第五代IGBT技术，产品分别应用于汽车、工业、新能源、消费电子和工控、光伏、新能源汽车等。
华润微于2022年推出第五代高性能IGBT系列产品，适用于光伏逆变器及储能系统、充电桩、不间断电源系统（UPS）、车载充电机（OBC）等领域。
振华永光的IGBT订货情况显示，截至2023年5月31日，第六代IGBT功率模块的用户数量同比增长42.9%，IGBT订货金额同比增长100%以上，未来预期在伺服电机、风力发电等领域均会有良好表现。2023年6月，振华永光成功研制出第七代IGBT芯片的1200V/900A功率模块，该产品参数性能可完全对标世界一流企业第七代同类产品。
03、汽车和光伏两大应用领域
上车和应用情况
具体来看，斯达半导与国内大部分主流车企已取得合作关系，当前客户包括比亚迪、广汽、长安、奇瑞、北汽等。半年报显示，上半年斯达半导生产的应用于主电机控制器的车规级IGBT模块持续放量，合计配套超过60万辆新能源汽车，其中A级及以上车型超过40万辆，同时公司在车用空调，充电桩，电子助力转向等新能源汽车半导体器件份额进一步提高。与此同时，公司基于第七代微沟槽TrenchFieldStop技术的750V车规级IGBT模块大批量装车。
时代电气主供中车旗下商用车，目前已大批量供货广汽、东风、小鹏、理想等客户。今年10月30日，时代电气发布的投资者关系活动记录表显示，在问到车规IGBT模块的四季度和明年价格走势时，时代电气表示2022年车规IGBT模块大概供100万个模块，约70万台车，截至2023年三季度，已经完成了去年全年的量。全年希望可以做到100万台车。
士兰微当前主供客户包括零跑、汇川、上汽、吉利等厂商。宏微科技正在和一汽、北汽、长城等厂商进行定点项目认证工作；比亚迪半导体的IGBT以自用为主。
新洁能的汽车电子客户有比亚迪、理想、蔚来、小鹏等。扬杰科技的新能源汽车行业客户有宁德时代、赛力斯、比亚迪等。华润微的IGBT产品已经成功进入了比亚迪、长城、吉利等知名车企。
光伏IGBT是一大市场
从目前光伏IGBT行业的进展及弹性来看，斯达半导、新洁能、宏微科技以及扬杰科技这几家公司受到诸多关注。
在光伏储能行业，斯达半导可以提供基于自主650/1200V单管IGBT和模块为户用/工商业/地面电站的全部解决方案，已成为户用和工商业并网逆变器和储能逆变器的主要供应商。目前光伏电站、大储需求旺盛，公司的IGBT模块在光伏、储能里面均有大批量应用。斯达半导风光储营收占比预计在15%-20%。
宏微科技在光伏领域主要以单管为主，近年来则凭借和大客户的合作定制开发，在模块领域亦取得快速突破。目前公司光伏逆变器用80A模块开发进展顺利，2022年上半年已大批量交付；800A/1200V等级的光伏大功率模块已立项研发；公司的M5i微沟槽650V系列在光伏行业所使用的单管产品上获得验证和批量交付，针对UPS和光伏行业领域同期推出新的定制模块产品规格，进展顺利。
新洁能是近期在光伏领域增速最快的公司之一。在光伏储能领域，公司的IGBT产品已经大量供应国内80%以上的TOP10企业，客户包括德业、阳光、锦浪、固德威、上能等，已成为多家龙头客户单管IGBT第一大国产供应商。
扬杰科技凭借光伏二极管等产品积累的丰富客户资源(包括华为、阳光电源等客户) ，快速的切入到光伏和新能源汽车相关产业链之中，在光伏、新能源等领域的产品快速起量。去年第三季度新能源收入占比30%(光伏为主)，和工业占比相近新能源中大部分为光伏SBD，IGBT也在快速成长。
04、产能与扩产
据悉，目前国内的车规级IGBT年内的订单基本都被锁定。时代电气在与机构交流中直言，从市场的订单状况来看，目前IGBT的需求很旺盛，很多重要客户选择签了3年的长约(2024-2026年)。“公司急迫需要IGBT三期的新产能，来缓解行过于旺盛的市场需求。”
产能紧缺之下，各大IGBT企业相继扩产。
2021年，斯达半导定增获得发审委通过，将募资35亿元用于IGBT芯片、SiC芯片的研发及生产。预计将会达成6英寸IGBT产能30万片/年，6英寸SiC芯片产能6万片/年。具体投产时间未知。
根据时代电气在10月的投资者关系活动记录表，其IGBT一期加二期设计达产产能是36万片，到目前月度可以提升到将近4万片，全年可以到45万片，截至三季度末，半导体内销加外销一共约25亿。IGBT产品中约四分之三是中低压产品，中低压产品中车规又占约60%。
针对IGBT产能缺口，公司目前主要是通过提升自身产能利用率、良率来解决，预计今年产能比去年有约30%的增长。公司新产线建设也十分顺利，预计明年第三季度开始投产。
关于产线建设情况。2022年10月，时代电气启动了IGBT三期新产线建设准备工作，公司此前已投资建设了一期、二期产线。三期总投资额111亿元，其中宜兴项目投资58亿元、株洲项目53亿元。宜兴项目，一期规划产能是年产36万片8英寸IGBT，产品主要用于新能源车领域。株洲项目，建成后产能年产36万片8英寸IGBT，主要用于新能源发电、工控、家电。三期项目建设周期24个月，预计2024年6-7月才会投产。
士兰微三季报显示，公司当前5英寸、6英寸产线利用率回升至90%左右，8英寸生产线保持满负荷生产；LED生产线中，士兰明芯接近满产，士兰明镓的LED产线产能利用率也超过90%。在12英寸产线方面，由于市场客户开发和PIM封装产能正在爬坡的影响，当前12英寸IGBT实际产出为1.5万片/月，较设计产能2.5万片/月仍有一定空间。不过士兰微表示12英寸芯片计划2024年二季度（最晚至第三季度）就会基本满产，进入正常发展阶段。再看士兰微的整体扩产情况。
2022年6月，士兰微投资建设“年产720万块汽车级功率模块封装项目”，该项目总投资30亿元。随后在10月，又定增不超过65亿元，用于年产36万片12英寸芯片生产线项目（39亿元）、SiC功率器件生产线建设项目（15亿元）、汽车半导体封装项目（一期）（30亿元）等。此次的定增项目建设期为3年，也就是预计2025年投产。华润微的IGBT产能也会在今年有所新增。
华润微电子深圳12英寸集成电路生产线项目主体结构已完成封顶，项目总投资规模约220亿元，规划总产能4万片/月，预计至2024年12月底前可实现通线量产。重庆12英寸功率半导体晶圆生产线和先进封测基地产品线已实现上量爬坡。
值得注意的是，华润微电子近日在接受投资者调研时表示，公司已经制定了明确的营收目标，2023年公司IGBT产品营收的目标是10亿元，同时，公司的碳化硅和氮化镓产品也力争实现营收规模上亿。
比亚迪在长沙的IGBT项目已于2020年启动，该项目设计年产25万片8英寸晶圆的生产线，投产后可满足年装50万辆新能源汽车的产能需求。此外在山东济南等地的产能也在扩充之中。不仅如此，在自有产能严重供不应求的情况下，近年来比亚迪也逐渐向士兰微、斯达半导、时代电气、华润微等具备车规级IGBT生产能力的本土企业下单。
今年4月，宏微科技公开发行可转债获审核通过，本次募集资金总额不超过4.5亿元，扣除发行费用后的募集资金净额将全部用于车规级功率半导体分立器件生产研发项目（一期）。预计该项目建成后，将形成年产车规级功率半导体器件240万块的生产能力。宏微科技表示，该项目将专注于汽车电控系统功率半导体的研发，进一步扩大车规级IGBT模块产品的总体产能。扬杰科技的新能源业务也在不断增长，MOSFET、IGBT等产品加速上量。
05、营收增长可观
从业绩来看，今年Q3士兰微、时代电气、斯达半导、宏微科技、华润微等厂商营收依然保持着增长趋势。此外，从前三季度的业绩表现来看，整体表现依然可圈可点，时代电气、斯达半导、宏微科技三家厂商不管是营收还是净利润和去年同期相比增长幅度依然非常可观。
从IGBT芯片业务经营模式来看，时代电气、华润微、士兰微等营收规模较大的企业均采用IDM模式，而斯达半导、新洁能、宏微科技等营收规模较小的企业则多使用Fabless模式。
在如今市场需求旺盛，产品供应不足，而代工资源又紧缺的状态下，采用IDM模式的IGBT厂商就处于有利地位，既摆脱了对晶圆代工厂商的依赖，又能自行调整生产计划扩大产能，抓住市场机遇。
如今斯达半导已经跨上向IDM模式转移的步伐，其正在建设超3300V高压IGBT芯片和SiC芯片产线，并将拥有自己的芯片厂线。
再看毛利率情况。IGBT算是一条毛利表现还算不错的赛道，诸如时代电气、扬杰科技、斯达半导、华润微和新洁能的季度毛利率均超过了30%。再加上如今市场供应关系紧张的状况使得IGBT公司在市场上的议价能力增强，从而保证了其毛利率的稳定。
关于对未来市场的展望，随着技术的不断进步和市场需求的不断增长，IGBT 产业将会呈现出更加广阔和稳定的前景。 中国IGBT厂商将在这片广阔的市场中扮演更为重要的角色。
DIGITIMES指出，2021-2023年间的IGBT扩产将由中国企业主导，全球芯片短缺，导致英飞凌、三菱、富士电机等IGBT芯片供应商产品供不应求，中国IGBT企业则趁机透过低售价、及时客户服务与稳定的供应链，成功打进下游客户，并逐渐拉升产能以提高市占率。
另外中国的IGBT厂商多集中在中低压市场，高压IGBT仅中车时代和斯达半导有所布局。随着高压直流输电和电力机车等领域的不断发展，高压大功率IGBT器件作为其中重要的电力电子器件，未来向高压IGBT行进也将成为国产厂商的目标之一。
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