时代电气-国内轨交电气龙头企业车规级IGBT打开广阔空间-210908（22页）.pdf

1、目前新能源发电以光伏和风力发电为主，二者的整流器和逆变器对 IGBT 有较大需求。太阳能光伏发电的实质就是在太阳光的照射下，太阳能电池阵列(即 PV 组件方阵)将太阳能转换成电能，输出的直流电经由逆变器后转变成用户可以使用的交流电。逆变器是太阳能光伏发电系统中的关键部件，因为它是将直流电转化为用户可以使用的交流电的必要过程，是太阳能和用户之间相联系的必经之路。IGBT 是构成太阳能光伏发电关键电路的重要开关器件。之前国内外大多数光伏发电系统是采用功率场效应管 MOSFET 构成的逆变电路。然而随着电压的升高，MOSFET 的通态电阻也会随着增大，在一些高压大容量的系统中，MOSFET 会因其通

2、态电阻过大而导致增加开关损耗的缺点。相比之下，绝缘栅双极晶体管 IGBT 通态电流大，正反向组态电压比较高，通过电压来控制导通或关断，这些特点使 IGBT 在中、高压容量的系统中更具优势，因此采用 IGBT 构成太阳能光伏发电关键电路的开关器件，有助于减少整个系统不必要的损耗，使其达到最佳工作状态。根据前瞻产业研究院的数据，2020 年，全球风电装机容量有望达 711GW，同比增长 9.55%，中国风电装机容量 2020 年将达 506.1GW，同比增长 18.80%，增速显著高于全球平均水平。根据国际能源机构 IEA 数据显示，2019 年全球光伏新增装机 115GW，目前集中式光伏逆变器成

3、本在 0.16-0.17 元/W，组串式光伏逆变器成本在 0.2 元/W 左右，总体光伏逆变器成本在 0.2 元/W 左右。根据行业调研数据，IGBT 模块占光伏逆变器总成本比例约为 10%，即光伏 IGBT 模块价值量约为 0.02 元/W。由此可测算出，2019 年全球光伏 IGBT 价值量为23 亿元，据欧洲光伏产业协会预测,全球光伏装机量未来 5 年将保持 15%以上的复合增速，假设光伏逆变器出货量每年保持 15%增长，预计到 2025 年全球光伏 IGBT 市场规模将达到53 亿元。我们认为，广阔的新能源发电市场将为 IGBT 发展提供有力支持。国外企业已形成完善的 IGBT产品系列

4、，但优势各不相同。英飞凌、 三菱、 ABB 在 1700V以上电压等级的工业 IGBT 领域占绝对优势;在 3300V 以上电压等级的高压 IGBT 技术领域几乎处于垄断地位。 在大功率沟槽技术方面，英飞凌与三菱公司处于国际领先水平。西门康、仙童等在 1700V 及以下电压等级的消费 IGBT 领域处于优势地位。新能源汽车带动 IGBT需求增长，供货紧张周期延长。相对于传统燃油车功率半导体器件电压低且只需要硅基的 MOSFET 而言，新能源汽车在 600V 以上 MOSFET 无法达到要求，需要换成 IGBT，因此 IGBT 也是仅次于电池以外第二大受益的零部件。根据富昌电子的2021 年 Q

5、2 市场行情报告显示，目前英飞凌、意法半导体、Microsemi 等 IGBT 供应商的供货周期普遍维持在 30-50 周左右，且交期有延长趋势，而 IGBT 正常的供货周期是在 8-12周左右，可见 IGBT供应的紧张态势。受国际市场供货紧张影响，国内 IGBT行业近年开启加速增长。除华为开始布局之外，比亚迪微电子、中车时代电气、斯达半导、士兰微等部分企业已经实现量产。此外，近年来，原从事二极管、三级管、晶闸管等技术含量较低的功率半导体厂商，华微电子、扬杰科技、捷捷微电以及台基股份等纷纷向 MOSFET 与 IGBT 领域突围。国内的 IGBT 在芯片设计、晶圆制造、模块封装等整个产业链基本都已有布局。整体来看，中国 IGBT 产业链正逐步具备国产替代能力。