2022年IGBT产业发展前景分析 IGBT功率半导体下游需求强劲

1 电力电子核心器件，IGBT渐成行业主流 

电力电子装备核心器件，功率半导体应用广泛。功率半导体器件是半导体器件的重要组成部分，主要用于电力电子设备的整流、稳压、开关、变频等，具有应用范围广、用量大等特点。功率半导体器件主要包括二极管、晶闸管、晶体管等产品，其中晶体管是市场份额最大的种类，晶体管又可以分为IGBT、MOSFET和双极型晶体管等。功率半导体器件作为不可替代的基础性产品，广泛应用于工业控制、新能源发电和电能质量管理、汽车电子和汽车充电桩等领域，其在大功率、大电流、高频高速、低噪声等领域的作用无法替代。

图：功率半导体产品范围 

能源变换传输核心器件，IGBT渐成行业主流。IGBT（绝缘栅双极型晶体管）是由BJT（双极型三极管）和MOS（绝缘栅型场效应管）组成的复合式全控型电压驱动式功率半导体器件，是工业控制及自动化领域的核心元器件，其可根据工业装置中的信号指令来调节电路中的电压、电流、频率、相位等，从而实现精准调控。IGBT作为电机驱动的核心，非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。IGBT不仅在工业应用中提高了设备的自动化水平、控制精度等，也大幅提高了电能的应用效率，同时减小了产品体积和重量，节约了材料，其逐步替代GTO、GTR等产品成为中高端功率半导体器件的主流应用形态。 

IGBT市场预期加速增长，国内市场增速高于全球水平。根据IHS Markit的数据，2018年全球IGBT市场规模约为62亿美金（约403亿人民币），2012-2018年的CAGR达11.65%；根据智研咨询的数据，我国IGBT市场增速高于全球水平，2012-2019年CAGR达14.52%，我国IGBT市场大约占据了全球35%的份额。此外根据集邦咨询的预测，受益于新能源和工控的需求的大幅增加，到2025年我国IGBT市场规模预期将达522亿人民币，2019-2025年CAGR预期将达22.43%。

2 工控强支撑，新能源加速催化，IGBT下游需求强劲

下游需求持续扩张，促进IGBT市场高速增长。当前无论是在全球市场还是国内市场上，工业控制、新能源汽车、新能源发电都是IGBT的主要应用领域，占据了IGBT主要的市场份额。受益于全球节能环保趋势的推进以及国内碳中和的政策背景下，新能源汽车、新能源发电等领域发展迅速，对IGBT模块需求逐步扩大，新兴行业的加速发展将持续推动IGBT市场的高速增长。 

2.1 工控领域

制造业转型推动我国传统工业控制行业智能化发展。工业控制行业的发展是我国制造业从低端向中高端转型升级的核心驱动。一方面我国不断出台政策支持和鼓励先进制造业发展，为工业控制行业发展提供了有力的政策支持。另一方面随着我国人口红利递减，人力成本逐渐上升，制造企业加快推进自动化进程，作为智能制造装备业重要组成部分，工业控制行业的市场规模预计将持续增长。根据赛迪顾问的数据，我国2018年包含产品及服务市场的工控市场规模达到1797亿元，同增8.5%，预计到2021年市场规模将达2600亿元，期间CAGR达13.10%。

传统工控行业支撑IGBT稳健发展。工业控制系功率半导体下游主要应用行业之一，功率半导体对于工厂的进一步自动化至关重要，随着制造业的不断升级，工业的生产制造、物流等流程改造对具有较高效能的电机需求不断增大，而功率半导体器件系电机控制的核心器件，对其性能起着关键影响，预计其需求未来将保持较快增速。根据中国产业 研究院数据，2019 全球工业功率半导体市场规模为115亿美元，同比增长8.60%。IGBT在工业控制领域有广泛的应用，应用场景包括变频器、逆变焊机、电磁感应加热、工业电源等。根据集邦咨询数据，2019年全球工业控制IGBT市场规模约为140亿元，其中我国工业控制IGBT市场规模约为30亿元，预计到2025年全球工业控制IGBT市场规模将达到170亿元。

图：全球工业控制IGBT市场规模发展情况 

2.2 新能源领域

在国际节能环保的大趋势下，IGBT下游的新能源汽车、新能源发电等领域发展迅速，对IGBT模块需求逐步扩大，新兴行业的加速发展将持续推动IGBT市场的快速增长。

新能源汽车逻辑兑现，功率半导体价值量显著提升。IGBT模块在新能源汽车领域中发挥着至关重要的作用，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。新能源汽车中的功率半导体价值量提升十分显著，根据英飞凌年报，新能源汽车中功率半导体器件的价值量约为传统燃油车的5倍以上。其中IGBT约占新能源汽车电控系统成本的37%，是电控系统中最核心的电子器件之一，因此未来新能源汽车市场的快速增长，有望带动以IGBT为代表的功率半导体器件的价值量显著提升，有力推动IGBT市场的发展。

新能源发电比例提升，带动IGBT需求增长。IGBT是光伏逆变器和风力发电逆变器的核心器件，根据中国电力化工网的数据，2020年全球光伏发电装机容量将达736.62GW，同比增长20.48%，我国光伏发电装机容量继续保持快速增长，2020年累计装机有望达 516GW，同比增长50%，装机容量位居世界第一。国家统计局预测至2025年中国新能源发电通过柔性输电并网比例将会提升至71%，中国新能源发电IGBT市场规模将会增加到14.4亿元。 

国外企业仍占主要市场，国内企业自给率不断上升。从整体市场份额来看，目前国内功率半导体器件市场的主要竞争者仍主要为国外企业，2019年全球IGBT模块市场份额前五位的企业分别为英飞凌(Infineon Technologies)、三菱(Mitsubishi Electric Corporation)、富士(Fuji Electric)、赛米控(SEMIKRON)和威科电子(Vincotech)，前五大企业合计占据全球68.80%的市场份额。根据Yole的数据推算，我国IGBT行业2018-2020年的自给率分别为14.12%、16.32%、18.36%，整体来说国内功率半导体企业相对业务规模较小、市场份额较低，但自给程度呈现上升态势。 

功率半导体国产化政策推动，少数掌握核心技术企业将充分受益。我国IGBT、FRED等功率半导体产业市场需求增长迅速，但国内企业产业化起步较晚，相关专业技术人才缺乏、设计及工艺基础薄弱，市场长期被海外企业占据。在中美贸易摩擦与华为事件的影响下，我国政府日渐意识到在半导体领域实现自主可控的重要性。近年来，我国少数企业掌握了IGBT、FRED等功率半导体芯片产业化的设计制造技术并已实现批量生产，功率半导体芯片和模块产业化生产打破了国外厂商在我国市场上的垄断地位，迫使国外厂商相应产品不断降价，为国内功率半导体器件下游应用企业参与国内及国际市场竞争创造了有利条件。在政府支持国产化替代的大行业背景下，具备核心技术、掌握先进芯片及模块设计制造工艺、能实现对海外产品替代的功率半导体企业将充分受益，其市场占有率将进一步提升，从而减轻我国半导体器件行业对进口产品的依赖程度。

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