IGBT功能、应用领域及市场增量在哪？

工控与新能源应用驱动IGBT 加速发展。

1.IGBT 是电能转换的核心器件

IGBT 主要用于调节电路中的电压、电流、频率、相位等，是电能转换的核心器件。从 20 世纪 80 年代至今，IGBT 优化路径围绕着电场分布、结温、短路能力等展开。第三代背面多注入了一个掺杂浓度略高于 N-衬底的N 缓冲层，可迅速降低电场强度，使整体电场呈梯形且漂移区厚度减小，降低了关断时的拖尾电流及损耗即低导通压降。IGBT4 通过薄晶圆及优化背面结构，进一步降低了开关损耗，器件输出电流能力提升。IGBT7 里的沟槽有多种形式，综合各种沟槽形式的优点，性能显著提升。

预计在工控与新能源应用的驱动下，22-25 年全球 IGBT 市场有望由687.3亿元增至 1070.6 亿元，其中新能源汽车(占 31.1%)、工业(占23.7%)、光风储（占23.4%）为主要市场。结合 Omdia 的数据，我们测算 22-25 年全球IGBT 市场将由625亿元增至 1070 亿元，对应复合增速 14.2%；其中 25 年新能源汽车IGBT 市场对应333.2亿元，工业 IGBT 市场对应 253.3 亿元，新能源发电IGBT 市场对应250.3亿元。

2.工业控制是 IGBT 的重要应用市场

IGBT 模块是工业电机及其控制系统核心元器件之一，可实现整流及逆变等功能。根据英飞凌数据，预计到 2040 年工业电机系统中电机耗电量将占60%。全球工业驱动市场高压电机变频器（>1kV）占 9%；中低电压驱动（<1kV）占91%，其中约三分之二为通用型占 60%，包括风机、泵类和空气压缩机及升降、起重电机和船舶驱动等领域；约三分之一为伺服驱动，包括协作机器人、物流机器人等。以协作机器人为例，其单机半导体价值量达 350 欧元，其中功率器件约200 欧元。

2025 年全球工控 IGBT 市场规模将达到 253.3 亿元。在逆变焊机、变频器及伺服电机等需求拉动下，Omdia 预计全球工业 IGBT 市场将从2021 年170.8 亿元增至253.3 亿元，复合增速 7.9%。相应地，我国工业 IGBT 市场从2021 年62.9亿元增加至 92.2 亿元，复合增速 8.2%，整体需求稳步增加。

公司目前已经成为国内多家头部变频器企业 IGBT 模块的主要供应商，1H22工控营收同比增长 12.98%。公司 IPM 模块（智能功率模块）在国内工业变频器、伺服控制器等行业广泛应用，2016-2021 年工控领域整体营收由2.5 亿元增长至10.6亿元，五年来营收增长 4 倍。

3.新能源汽车加速渗透，IGBT 量价齐升

汽车电动化拉动功率器件用量倍增，IGBT 是主要的增量功率器件。汽车电动化后，传统燃油被电能取代作为主要能量源。作为电能转换的载体，IGBT 广泛应用于汽车的电动部分以完成电流形式（直流-交流）和电压的转换，是新能源汽车电机控制器、车载空调、充电桩等设备的核心元器件。以主驱电控为例，IGBT 与其他功率器件约占成本的近 41%。

汽车电动化加速，预计 2021-2025 年全球新能源汽车销量复合增速将达40%。结合中汽协与乘联会数据，我们预计 2021-2025 年全球新能源汽车销量将由650万辆增长至 2516 万辆，对应复合增速为 40%。2021-2025 年中国新能源汽车销量将由 313 万辆增长至 1333 万辆，对应复合增速为 44%，其中21-22 年为新能源汽车渗透高峰期，23-25 年随新能源汽车渗透了提升增速将逐步回落至30%左右。

在汽车电动化催化下，2025 年全球新能源汽车 IGBT 市场空间将增至333亿元以上。我们测算 21-25 年全球新能源汽车 IGBT 市场将从99.5 亿元增至333亿元，其中 IGBT 单管市场将从 19.1 亿元增至 71.7 亿元，模块市场将从80.4 亿元增至261.5 亿元；中国新能源汽车 IGBT 市场将从 48 亿元增至187 亿元，其中IGBT单管市场将从 9.2 亿元增至 38 亿元，模块市场将从 39 亿元增至149 亿元。

公司新能源汽车 IGBT 产品主要应用于主电机控制器、车用空调、充电桩及电子助力转向等部分。截止 1H22，公司主电机控制器 IGBT 模块合计配套超过50万辆新能源汽车，其中 A 级及以上车型超过 20 万辆。同时公司在用于车用空调、充电桩及电子助力转向等部分新能源汽车半导体器件份额进一步提高。

4.新能源发电引发能源结构变革，IGBT 打开增量市场

新能源发电带来电网架构变革，光伏、风电及电化学储能（光风储）打开功率器件应用增量。随着光伏、风电及储能等新型直流装备将接入配电网，配电网的整体架构随之发生变化。直流设备接入交流电网再以直流或交流的形式分配于储能设备中，每次电能变换均需用到功率器件。根据英飞凌数据，光伏、风电与储能的逆变器等配电装置单位 MW 的功率器件价值量分别在2000-3500、2000-5000、2500-3500 欧元左右，其中，IGBT 单管及模块用量大幅增加。

预计 2021-2025 年全球光风储新增装机量有望从约283GW 提升至967GW 以上。根据 CPIA、CNESA 及 Trendforce 数据，21-25 年全球光伏新增装机数量从155GW增长至 550GW，风电新增装机量 93.6GW 增长至 163GW，电化学储能新增装机量将从55GW 增加至 254GW 左右。21-25 年中国光风储装机量新增装机量从111GW增长至379GW；其中，光伏新增装机数量从 55GW 增长至 255GW，风电新增装机量47GW增长至 75GW，电化学储能新增装机量将从 9.5GW 增加至49GW 左右。

IGBT 作为新能源发电逆变器的核心器件，预计 25 年全球光风储用IGBT 市场有望达 250 亿元。结合 Omdia 及英飞凌数据，我们测算21-25 年全球光伏用IGBT市场规模将由 49 亿元增长至 169 亿元，风储用 IGBT 市场规模将由26 亿元增长至81亿元。21-25 年我国光风储用 IGBT 市场将由 29 亿元增长至103 亿元，其中光伏用 IGBT 市场规模将由 17.44 亿元增长至 78.6 亿元，风储用IGBT 市场规模将由11 亿元增长至 24 亿元。

公司光伏储能行业相关业务进展顺利。截止 1H22，公司自主芯片的650V/1200V单管 IGBT 和模块已为户用型、工商业、地面电站提供从单管到模块全部解决方案，并成为户用和工商业并网逆变器及储能变流器的主要供应商。此外，光伏1200VIGBT 模块在 1500V 系统地面电光伏电站和储能系统中已开始批量应用。