1、2021年年11月月23日日 IGBT行业深度报告行业深度报告 受益电动车、光伏等需求拉动受益电动车、光伏等需求拉动 当前当前处于处于国产替代机遇窗口期国产替代机遇窗口期 1 1 核心结论核心结论 IGBT属于功率器件核心赛道属于功率器件核心赛道。IGBT（绝缘栅双极型晶体管）是电子装置中电能转换与电路控制的核心器件， 主要应用于6506500V的中高压场景。由于IGBT的可靠性、节能性直接决定了终端设备的性能（如电动车、 光伏等），下游客户在选取供应商时较谨慎，导致应用环节客户导入门槛高，结合设计、制造、封装等环节的 技术难度， 综合来看IGBT属于Si基功率器件壁垒最高的细分赛道。 市场空

2、间市场空间：预计：预计2021年国内需求约年国内需求约200亿亿元；受益元；受益于新能源需求爆发于新能源需求爆发，未来未来4年有望年有望保持保持20+%的复合增速的复合增速。 IGBT广泛应用于电动车、光伏、工控等领域，其中1）电动车领域电动车领域：应用在电控、空调与热管理、充电系统三 大主要场景，根据车配置不同单车价值量在5005000元不等，我们预计2021年国内空间约67亿元，未来随着 电动车渗透率加速提升叠加中高端车型占比提升，预计未来4年CAGR超过40%；2）光伏光伏+风电领域风电领域：应用于 光伏逆变器和风电变流器中，我们预计2021年国内空间约30亿元，“双碳”政策下“十四五”

3、 期间新能源发 电需求旺盛，预计未来4年CAGR接近20%，若考虑储能需求则空间更加广阔；3）工控领域工控领域：应用于变频器、 工业电源、电焊机、伺服器等设备中，需求相对稳定，我们预计2021年国内空间约60亿元，未来4年CAGR约 10%；4）变频家电领域：变频家电领域：变频白电多使用IPM（特殊的IGBT模块）来实现变频功能，我们预计2021年国内空 间约55亿元，未来4年CAGR为1520%；5）轨交轨交+电网：电网：需求相对稳定，我们测算国内每年空间接近20亿元。 竞争格局：国产化率约竞争格局：国产化率约20%，本土厂商迎来国产替代机遇窗口期本土厂商迎来国产替代机遇窗口期。由于国内工艺

4、基础薄弱且企业产业化起步较 晚，我国IGBT市场长期被英飞凌等欧日厂商主导，2020年时自给率不足20%。同时对IGBT需求大的电动车、 光伏、变频家电等产业在国内正加速成长，本土配套需求旺盛。在此背景下，国内近年来出台大量相关政策支 持产业发展，叠加海外优秀人才归国助力，我国IGBT产业迎来巨大发展机遇。2020年下半年以来，由于海外 IGBT厂商存在涨价且交期拉长的现象，下游客户为保障供应链稳定，积极导入本土供应链厂商。中国本土 IGBT厂商正迎来切入中高端客户供应链+加速实现份额提升的机遇窗口期。截至目前，根据产业调研，本土厂 商IGBT厂商中具备已通过车厂认证并实现大规模出货包括比亚迪

5、半导体、斯达半导、时代电气、士兰微等；在 光伏领域实现大规模出货的有斯达半导、士兰微、宏微科技等；此外新洁能、扬杰科技、闻泰科技等厂商也正 积极布局。 风险因素风险因素：电动车等下游需求不及预期；行业竞争加剧等。 投资建议：投资建议：新能源需求拉动下国内IGBT市场规模未来4年有望保持20+%的复合增速，同时进口厂商供给短缺 背景下本土IGBT玩家迎来加速成长机遇，建议关注已成功切入中高端客户供应链的士兰微、斯达半导、时代电 气、比亚迪半导体等，以及正积极推进布局的闻泰科技、华润微、新洁能、扬杰科技等。 hZjWbWiYfUfUvNyQuMyQ7NbP6MpNoOoMmNjMmNnMeRtRm

6、Q9PrRvNNZtPtOuOsQwP 目录目录 CONTENTS 2 1.行业概览行业概览 2.技术路径技术路径 3.市场空间市场空间 4.竞争格局竞争格局 5.SiC的影响的影响几何几何 6.风险因素风险因素 3 3 3 3 1.1 什么是什么是功率半导体功率半导体? ? 功率器件是电子装置电能转换与电路控制的核心功率器件是电子装置电能转换与电路控制的核心，主要用于改变电压和频率主要用于改变电压和频率。主要用途包括变频、 整流、变压、功率放大、功率控制等，同时具有节能功效。功率半导体器件广泛应用于移动通讯、 消费电子、新能源交通、轨道交通、工业控制、发电与配电等电力、电子领域，涵盖低、中、

7、高 各个功率层级。 设备设备直流变换器直流变换器逆变器逆变器整流器整流器变频器变频器稳压器稳压器 英文名DC-DC ConverterInverterRectifierCycloconverterRegulator 功能改变直流电压直流转交流交流转直流改变交流电频率改变交流电电压 功率半导体的主要应用功率半导体的主要应用 资料来源：产业调研，中信证券研究部 资料来源：Yole 资料来源：应用电力电子学会议和产品展示会（ APEC） 功率器件技术演化史功率器件技术演化史三代半导体突破三代半导体突破Si基的性能极限基的性能极限 4 4 4 4 1.2 功率半导体分类功率半导体分类 功率半导体 器件

8、 类别器件优势劣势应用领域 功率分立器 件 不可控器 件 功率二极管结构和原理简单，工作可靠 应用中必须考虑关断方式问题，电路 结构上必须设置关断（换流）电路， 大大复杂了电路结构、增加了成本、 限制了在频率较高的电力电子电路中 的应用。此外晶闸管的开关频率也不 高，难于实现变流装置的高频化。 工业和电力系统 半控型器 件 晶闸管承受电压和电流容量在所有器件中最高 全控型器 件 IGBT 开关速度高，开关损耗小，具有耐脉冲电流冲 击的能力，通态压降较低，输入阻抗高，为电 压驱动，驱动功率小 开关速度低于电力MOSFET,电压、 电流容量不及GTO 计算机、通信、消 费电子、汽车电子 为代表的4

9、C行业 (computer、 communication、 consumer electronics、 cartronics) GTR 耐压高，电流大，开关特性好，通流能力强， 饱和压降低 开关速度低，为电流驱动，所需驱动 功率大，驱动电路复杂，存在二次击 穿问题 GTO 电压、电流容量大，适用于大功率场合，具有 电导调制效应，其通流能力很强 电流关断增益很小，关断时门极负脉 冲电流大，开关速度低，驱动功率大， 驱动电路复杂，开关频率低 MOSFET 开关速度快，输入阻抗高，热稳定性好，所需 驱动功率小且驱动电路简单，工作频率高，不 存在二次击穿问题 电流容量小，耐压低，一般只适用于 功率不超

10、过10kW的电力电子装置 功率IC 体积小、重量轻、引出线和焊接点少、寿命长、 可靠性高、性能好、成本低、便于大规模成产 电子产品 功率模组 功率半导体模块可根据封装的元器件的不同实 现不同功能 电子产品 资料来源：2019功率半导体分立器件产业及标准化白皮书工信部，中信证券研究部 5 5 5 5 1.3 什么是什么是IGBT? ? IGBT属于双极型属于双极型、硅基功率半导体硅基功率半导体，具具 有耐高压特性有耐高压特性。融合了BJT（Bipolar junction transistor，双极型三极管）和 MOSFET 的 性 能 优 势 ， 结 构 为 MOSFET+一个一个BJT，兼具

11、BJT大电流增 益和MOS压控易于驱动的优势，自落地 以来在工业领域逐步替代MOSFET和 BJT，目前广泛应用于650-6500V的中高 压领域，属于功率器件领域最具发展前属于功率器件领域最具发展前 景的赛道景的赛道。 资料来源：Yole（含预测），中信证券研究部 功率器件市场按品类拆分功率器件市场按品类拆分三种功率器件对比三种功率器件对比 BJTMOSFETIGBT 驱动方式电流电压电压电压 驱动电路复杂简单简单简单 输入阻抗低高高高 驱动功率高低低低 开关速度慢快居中居中 工作频率低高居中居中 饱和压降低低高高 朱宏任，中信证券研究部 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60%

12、 70% 80% 90% 100% 20162017 2018F 2019F 2020F 2021F 2022F 模块IGBTMOSFETBJT晶闸管二极管 资料来源：Yole，中信证券研究部 功率模块市场按品类拆分，功率模块市场按品类拆分，2017年年 IGBT, 81% MOSFET, 13% 双极性晶体 管, 1% SiC, 1% IGBT融合了融合了BJT和和MOSFET的结构的结构 资料来源： 电力电子技术与新能源 6 6 6 6 资料来源：IHS，中信证券研究部 IGBT模块典型结构模块典型结构20182018年年IGBTIGBT封装形式分布封装形式分布 （按销售金额）（按销售金额

13、） 1.4 70%的的IGBT具体应用形式为模块具体应用形式为模块 IGBT最常见的应用形式是模块最常见的应用形式是模块。大电流和大电压环境多使用IGBT模块，IHS数据显示模块和 单管比例为3:1。而IPM是特殊的IGBT模块，主要应用于中小功率变频系统。 IGBT模块主要有五种结构模块主要有五种结构。以2 in 1模块为例，模块中封装了两组芯片，根据电流或功率要求 不同每组可并联多颗IGBT芯片（ IGBT芯片与FRD一一对应） IGBT模块的优势：模块的优势：与单管相比，IGBT模块：1）集成度更高，更节约体积，2）多IGBT芯片 并联，电流规格更大，3）减少外部电路连接的复杂性，4）散

14、热性更好，可靠性提升 资料来源：我国新能源车用IGBT模块封装技术发展邵丽青 分类分类别名别名备注备注 1 in 1 模块 2 in 1 模块半桥（桥臂） 4 in 1 模块全桥 6 in 1 模块三相桥多应用于变频器和三相UPS、三相逆变器 7 in 1 模块CBI/PIM模块在三相桥电路（逆变）中加入刹车和整流电路 五种结构的五种结构的IGBT模块模块 单管 21% IGBT模块 52% IPM 27% 目录目录 CONTENTS 7 1.行业概览行业概览 2.技术路径技术路径 3.市场空间市场空间 4.竞争格局竞争格局 5.SiC的影响的影响几何几何 6.风险因素风险因素 8 8 8 8

15、 2.1 产业环节拆分产业环节拆分 IGBT产业大致可分为芯片设计产业大致可分为芯片设计、晶圆制造晶圆制造、模块封装模块封装、下游应用四个环节下游应用四个环节，其中设计环节技术突 破难度略高于其他功率器件，制造环节资本开支相对大同时更看重工艺开发，封装环节对产品可靠 性要求高，应用环节客户验证周期长，综合看IGBT属于壁垒较高的细分赛道。 资料来源：华润微12寸晶圆项目环评报告 IGBT的加工流程的加工流程 稳定性 &散热 功率密度 &损耗 制造成 本 模块 封装 量产经 验积累 晶圆 减薄 沟槽技 术 晶圆 尺寸 生产良 率 IGBT技术主要升级方向技术主要升级方向 资料来源：产业调研，中信

16、证券研究部 9 9 2.1 产业环节拆分：以车规产业环节拆分：以车规IGBT模块为例模块为例 Step 3 性能：电能耗功率低 静态（待机）损耗 动态（开关）损耗背面结构：PT/NPT/FS 晶圆减薄 130/120/110m 正面结构：平面/沟槽 精细化网格栅 高能氢离子 注入设备 设备瓶颈 不大 封装 单面水冷、单面直冷、 双面水冷、双面直冷 安全性：稳定可靠 成本：低制造成本 材料选择材料选择 量产经验装车量装车量 晶圆尺寸（产线） 6/8/12寸 良率良率 取决于 取决于 取决于 取决于 取决于 取决于 管理、一线生产人员团队 高功率应用场景看重高功率应用场景看重 电动车、工控等电动车

17、、工控等 高开关频率应用场景看重高开关频率应用场景看重 光伏、电焊机等光伏、电焊机等 资料来源：产业调研，中信证券研究部 10101010 2.2 芯片设计：已迭代芯片设计：已迭代7代，核心是高功率密度和高稳定性代，核心是高功率密度和高稳定性 IGBT芯片结构芯片结构升级升级 由于IGBT 芯片工作在大电流、高电压的环境下，对可靠性要求较高，同时芯片设计需保证开通 关断、抗短路能力和导通压降（控制热量）三者处于均衡状态，芯片设计与参数调整优化十分特 殊和复杂，因而对于新进入者而言研发门槛较高（看重研发团队的设计经验） 技术名称及特点技术名称及特点 正面正面 Planar Gate平面栅 短路能

18、力强、抗冲击、 高鲁棒性 Trench Gate沟槽栅 高电流密度 （目前升级为微沟槽） CSL,载流子扩展层， 提高电流密度，降低导通压降 背面背面 PT；穿通型； 最早期技术， 已淘汰 NPT；非穿通型； 降低开关损耗， 高鲁棒性 FS；场截止型； 芯片厚度变薄，开 关损耗降低 典型车用典型车用IGBT芯片结构，看重稳定性（鲁棒性）芯片结构，看重稳定性（鲁棒性） ），中信证券研究部 代别 技术特点 芯片面积工艺线宽 通态饱和压降 （伏） 关断时间功率损耗断态电压 最早出现时间 （相对值）（微米）（微秒）（相对值）（伏） 1平面穿通型（PT）100530.51006001988 2改进的平面

19、穿通型（PT）5652.80.3746001990 3沟槽型（Trench）40320.255112001992 4非穿通型（NPT）3111.50.253933001997 5电场截止型（FS）270.51.30.1 6沟槽型电场截止型（FS-Trench）240.310.3 7微沟槽-场截止型200.30.80.8 IGBT历代发展参数历代发展参数 11111111 2.2 芯片设计：应用端迭代慢于研发端芯片设计：应用端迭代慢于研发端 英飞凌历代英飞凌历代IGBTIGBT芯片情况梳理芯片情况梳理 IGBT应用端迭代节奏慢于研

20、发端，目前市场主流水平相当于英飞凌第4代。由于IGBT属于电 力电子领域的核心元器件，客户在导入新一代IGBT产品时同样需经过较长的的验证周期，且 并非所有应用场景都追求极致性能，因此每一代IGBT芯片都拥有较长的生命周期。 12121212 2.3 晶圆制造：晶圆制造：背板减薄、激光退火、离子注入是难点背板减薄、激光退火、离子注入是难点 IGBT制造的三大难点：背板减薄、激光退火、离子 注入 IGBT的正面工艺和标准BCD的LDMOS区别不大， 但背面工艺要求严苛（为了实现大功率化）。具体 来说，背面工艺是在基于已完成正面Device和金属 Al层的基础上，将硅片通过机械减薄或特殊减薄工 艺

21、（如Taiko、Temporary Bonding 技术）进行减薄 处理，然后对减薄硅片进行背面离子注入，如N型掺 杂P离子、P型掺杂B离子，在此过程中还引入了激 光退火技术来精确控制硅片面的能量密度。 特定耐压指标的特定耐压指标的IGBT器件器件，芯片厚度需要减薄到芯片厚度需要减薄到 100-200m，对于要求较高的器件对于要求较高的器件，甚至需要减薄甚至需要减薄 到到6080m。当硅片厚度减到100-200m的量级， 后续的加工处理非常困难，硅片极易破碎和翘曲。 从从8寸到寸到12寸有两个关键门槛：寸有两个关键门槛： 减薄要求从120um转成80um，翘曲更严重，国内 能解决 背面高能离子

22、注入（氢离子注入），设备单价高 资料来源：一种IGBT芯片的剖析薛华虎 IGBT芯片制造流程芯片制造流程 13131313 2.4 模块封装：散热和可靠性是关键模块封装：散热和可靠性是关键 IGBT模块重视散热及可靠性模块重视散热及可靠性，封装环节附加值高封装环节附加值高。IGBT模块在实际应用中高度重视散热性能及 产品可靠性，对模块封装提出了更高要求。此外，不同下游应用对封装技术要求存在差异，其中 车规级由于工作温度高同时还需考虑强振动条件，其封装要求高于工业级和消费级。 各应用场景各应用场景IGBT参数对比参数对比 资料来源：AEC-Q100标准，中信证券研究部 参数要求参数要求消费类消费

23、类工业级工业级汽车级汽车级 温度-20-70-40-85-40-125 温度低根据使用环境确定0-100 验证JESD27(chips) ISO16750(modules) JESD47(chips) ISO16750(modules) AEC-Q100(chips) ISO16750(modules) 出错率3%1%0 使用时间1-3年5-10年15年 供货时间高至2年高至5年高至30年 工艺处理防水处理防水、防潮、防腐、防霉变处理增强封装设计和散热处理 电路设计 防雷设计、短路保护、热 保护等 多级防雷设计、双变压器设计、抗干扰设 计、短路保护、热保护、超高压保护等 多级防雷设计、双变压器

24、设计、抗干扰 设计、多重短路保护、多重热保护、超 高压保护等 系统成本 线路板一体化设计。价格 低廉但维护费用较高 积木式结构，每个电路均带有自检功能， 造价稍高但维护费用低 积木式结构，每个电路均带有自检功能 并增强了散热处理，造价较高但维护费 用也高 14141414 2.4 模块封装：散热和可靠性是关键模块封装：散热和可靠性是关键 设计优化设计优化、材料升级是封装技术进化的两个维度材料升级是封装技术进化的两个维度。 设计升级方面主要是：1）采用聚对二甲苯进行封装。聚对二甲苯具有极其优良的导电性能、 耐热性、耐候性和化学稳定性。2）采用低温银烧结和瞬态液相扩散焊接。在焊接工艺方面， 低温银

25、烧结技术、瞬态液相扩散焊接与传统的锡铅合金焊接相比，导热性、耐热性更好，可靠 性更高。 材料升级方面主要是：1）通过使用新的焊材，例如薄膜烧结、金烧结、胶水或甚至草酸银， 来提升散热性能；2）通过使用陶瓷散热片来增加散热性能；3）通过使用球形键合来提升散热 性能。 IGBT模块技术路线图模块技术路线图 Yole 目录目录 CONTENTS 15 1.行业概览行业概览 2.技术路径技术路径 3.市场空间市场空间 4.竞争格局竞争格局 5.SiC的影响的影响几何几何 6.风险因素风险因素 16161616 资料来源：Yole，中信证券研究部资料来源：集邦咨询，中信证券研究部 IGBT的下游需求分布

26、的下游需求分布 3.1 IGBT下游应用广泛，全球市场空间超下游应用广泛，全球市场空间超400亿元亿元 轨道交通 4% 消费电子 （家电） 27% 工业控制 20% 智能电网 5% 新能源发电 11% 新能源汽车 相关 31% 其他 2% 资料来源：Yole，中信证券研究部 资料来源：集邦咨询，中信证券研究部 不同应用领域的不同应用领域的IGBT工作电压也不同工作电压也不同 全球全球IGBT市场空间市场空间国内国内IGBT市场空间市场空间 ，中信证券研究部注：包括单管和模块 0% 5% 10% 15% 20% 25% 0 20 40 60 80 100 120 140 160 20152016

27、201720182019 市场空间（亿元）YoY 资料来源：高工研究院，中信证券研究部 0% 5% 10% 15% 20% 0 10 20 30 40 50 60 70 20018 市场空间（亿美元）YoY 1717 资料来源：产业调研，中信证券研究部估算 资料来源：北斗航天汽车，中信证券研究部 3.2 下游之电动车：下游之电动车：IGBT是电控核心部件是电控核心部件 电控成本结构电控成本结构某插电混动车（双电机）物料成本结构某插电混动车（双电机）物料成本结构 IGBT模组, 37% 驱动电路板, 12% 控制电路板, 16% 电控壳体, 12% 电流传感器, 5% 接插

28、件, 4% 门驱动电路, 4% 人工成本, 4% 电容, 2% 其他部件, 4% 电池 12% 电控 7% 电机 6% 三电其它 6% 车身 10% 外饰 6% 内饰 10% 电子电器 16% 底盘 13% 燃油动力 总成 14% 举例举例电机功率电机功率（1）电控用）电控用 （2）空调）空调 （100200 元）元） （3）充电系统）充电系统 （200300元）元） （4）助力转向）助力转向 （200元）元） 整体估算整体估算 IGBT价值价值 PHEV比亚迪唐双电机 前110kw 后180kw 前电控 、后电控 BSG伺服电机 有有4500-5000元元 A00/A0级级某代步车45kw

29、一颗80KW模块：进口（800900 元）、国产（500600元） 600-900元元 A级以上级以上 比亚迪宋pro纯电120kw 进口品牌12001500元； 国产9501000元 有有1500-2000元元 特斯拉Model 3后211kw48颗 SiC MOS，40005000元有有5500-6500元元 特斯拉Model S 前193kw 后193kw IGBT有有3500-4000元元 特斯拉Model XIGBT有有4000-5000元元 商用车商用车 物流车75kw预计三颗半桥模块，每颗300元10001500元元 大巴车前100KW，后100KW 前后电控各3颗半桥模块，每颗

30、 450500元 有有30004000元元 典型电动车典型电动车IGBT价值量价值量 18181818 3.2 电动车电动车电控电控IGBT模块模块IGBT晶圆的价值量分布晶圆的价值量分布 IGBT芯片700 元（成本占比 55%) 资料来源：斯达半导招股说明书，英飞凌财报，IHS，中信证券研究部测算 1个8寸晶圆可以产出259颗相应规格芯片，对应10个80KW的车规模块（PS：包含了 FRD芯片） 结论：结论：一颗8寸晶圆可以满足10辆A00级车的电控需求（80KW以下），5辆160KW的 A级车的电控需求 1919 Marklines，中信证券研究部预测注：IGBT单车价值量为估计值 全球

31、电动车全球电动车IGBT市场空间测算市场空间测算 3.2 下游之电动车：国内下游之电动车：国内IGBT需求增速超需求增速超40%40% 200202021E2022E2023E2024E2025E 电动车销量 (万辆) 中国 EV乘用车45768406911007 A00/A0占比76%65%42%40%45%35%30%25%20% PHEV乘用车2112173252 中国乘用中国乘用560 458 562 863 1259 中国商用车中国商用车2621151218 22 28 37 41 海外 EV乘用

32、车3463365483608 PHEV乘用车333943756405 海外乘用海外乘用6754225807791013 合计合计76439023 单车价值量 (万元/辆) A级以上EV0.25 A00/A0级EV0.07 PHEV0.30 商用车0.18 200202021E2022E2023E2024E2025E 电动车IGBT 市场规模 (亿元) 中国 EV乘用车58142216 PHEV乘用车38581828345276 中国小计中国小

33、计822193291 中国商用车中国商用车543234577 海外 EV乘用车91121152 PHEV乘用车86489122 海外小计海外小计 合计合计3 YoY54%14%37%94%45%32%45%40% SIC模块占比10.0%15.0%17.0%20.0%24.0% SIC MOS与IGBT价格之比4.03.53.02.52.0 电动车SIC市场规模（亿元）595 电动车IGBT+SIC市场规模（亿元）192

34、293379532709 2020 3.3 下游之光伏风电：下游之光伏风电：IGBT需求增速需求增速约约1520 % 全球当年新增光伏装机规模（全球当年新增光伏装机规模（MW） 及及IGBT采购需求（亿元）采购需求（亿元） 光伏：光伏：光伏逆变器中IGBT单位成本约0.02元/W。我们测算2019/20年全球光伏行业IGBT需求约 23/27亿元，我们预计2025年将伴随光伏装机增长至70亿元亿元（国内占比约国内占比约60%，对应对应42亿元亿元），5 年年CAGR超过超过20%。 风电：风电：预计“十四五”期间国内风电年均装机超50GW，年复合增速10%-15%。以1.5MW双馈型 风机为例

35、，其中变流器中IGBT用量约21个（1700V/2400A）；目前风电变流器中IGBT单位成本约 为0.025元/W。根据我们测算，2020年国内风电行业IGBT需求约9亿元亿元，预计2025年增长至17.5 亿元亿元，5年CAGR接近15%。 光伏+风电整体需求增速约1520%；若考虑储能需求，实际增速更高。 资料来源：IEA，中信证券研究部预测 国内风电新增装机规模（国内风电新增装机规模（GW）与）与IGBT采购需求采购需求 （亿元）（亿元） 资料来源：CWEA，中信证券研究部预测 0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 0 50 100 1

36、50 200 250 300 350 400 20020 2021E2022E2023E2024E2025E 全球光伏装机规模（GW）光伏IGBT需求（亿元） 0 5 10 15 20 0 10 20 30 40 50 60 70 80 中国风电装机规模（GW） 国内风电IGBT需求（亿元） 2121 3.4 下游之工业控制：行业增速下游之工业控制：行业增速1015% 国内工控国内工控及电源及电源IGBT市场规模及增速市场规模及增速 资料来源：MIR，中国产业信息网，中信证券研究部预测 IGBT模块是变频器模块是变频器、逆变焊机等传统工业控制及电源行业的核心元器件逆变焊机

37、等传统工业控制及电源行业的核心元器件,下游增速约下游增速约1015% 细分市场包括变频器、工业电源、电焊机 、伺服器等。 工控领域IGBT需求相对分散，国内市场空间约7080亿元，预计未来维持1015%增速。 0.0% 5.0% 10.0% 15.0% 20.0% 25.0% 0 20 40 60 80 100 120 140 2001920202021E2022E2023E2024E2025E 行业需求（亿元）YoY 2222 3.5 下游之变频家电：行业增速约下游之变频家电：行业增速约1520% 全球家电出货量中变频家电占比提升全球家电出货量中变频家电占比提升 202

38、0年初国家推出新能效标准加速家电的变频化年初国家推出新能效标准加速家电的变频化，行业增速约行业增速约20%。以空调为例，国内2022年 完全淘汰定频空调，定速空调和变频3级能效产品以下均不符合新国标，将淘汰目前在售的90% 以上的定速空调型号和50%的变频空调型号。IHS预计全球201722年变频家电出货量CAGR达达 到到19%。 变频家电多使用变频家电多使用IPM，全球空间有望达百亿级别全球空间有望达百亿级别。IPM（智能功率模块）是一种特殊的IGBT模块， 集成了驱动、保护电路等。空调使用2颗IPM（内外机），其他家电使用1颗IPM，单颗ASP在 1030元。基于IHS预测的变频家电出货

39、量测算，2017年到2022年全球家电用IPM总需求将由49 亿元增长至117亿元。 0 200 400 600 800 1000 20022E 定频家电（百万台）变频家电（百万台） CAGR：19% ，中信证券研究部 中国三大白电中国三大白电IPM出货量及预测（万只）出货量及预测（万只） 资料来源：产业在线（含预测），中信证券研究部 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 20020E2021E2022E 家用空调冰箱洗衣机 2323 3.6 下游之电网轨交：国内需求接近下游之电网轨交：国内

40、需求接近20亿，市场相对封闭亿，市场相对封闭 资料来源：国家铁路局统计公报，城市轨道交通协会，中信证券研究部测算 2018年我国轨道交通年我国轨道交通IGBT需求测算需求测算 电网：电网：近年落地的柔性直流（张北500kV柔性直流工程）或直流混合项目（乌东德工程），开 始较大批量的采购高压IGBT产品，单条线路平均用量约50006000万元。预计“十四五”期间， 柔性直流项目有望逐渐稳定落地并扩大商用规模。 轨交：轨交：轨道交通市场对于IGBT的需求可根据应用场景，大致分为铁路市场与地铁市场。具体IGBT 单位用量，主要根据车型设计使用的电压等级及变流器数量决定，电力机车平均用量在6090个

41、左右，电压等级在2400V6500V之间；动车组平均用量为80150个，电压等级在3300V6500V之间； 地铁受型号影响，平均用量在3080个不等，电压等级在1700V3300V之间。以2018年中国轨道交 通招标采购量为例，经测算预计全年轨交IGBT采购需求约为15亿元。 目录目录 CONTENTS 24 1.行业概览行业概览 2.技术路径技术路径 3.市场空间市场空间 4.竞争格局竞争格局 5.SiC的影响的影响几何几何 6.风险因素风险因素 2525 4.1 英飞凌及日厂领先，国内斯达位居第一英飞凌及日厂领先，国内斯达位居第一 全球全球IGBT主要制造商主要制造商 全球全球IGBT份

42、额分布份额分布IGBT制造商排名制造商排名根据电压，根据电压，2017年年 资料来源： Yole 资料来源： Yole 2626 国内国内IGBT厂商的产业链布局情况厂商的产业链布局情况 4.2 自主可控需求驱动，国内自主可控需求驱动，国内IGBT产业加速追赶产业加速追赶 国内国内IGBT自给率不足自给率不足15% 0 2000 4000 6000 8000 10000 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 产量（万只）需求（万只） 芯片设计芯片制造模块封装下游应用 中车株洲 比亚迪 宏微科技 华微电子 士兰微 扬杰科技 斯达半导 华虹半导体

43、 上海先进 汇川技术 英威腾 2017年工信部推出“工业强基年工信部推出“工业强基IGBT器件一条龙应用计划”器件一条龙应用计划” 产业链环节新能源汽车用IGBT智能电网用IGBT轨道交通用IBGT 上游材料/江阴市赛英电子合肥圣达电子科技 IGBT设计、芯片制造、模 块生产及IDM 上海道之科技（斯达半导）上海道之科技（斯达半导）南京南瑞集团株洲中车时代 生产设备制造上海微电子装备（集团）上海微电子装备（集团）上海凯世通半导体 下游应用的配套器件江铃汽车/ 资料来源：工信部，中信证券研究部 资料来源： 工信部，中信证券研究部 资料来源： 产业调研，中信证券研究部 27 IGBT核心公司交期表

44、核心公司交期表 资料来源：富昌电子 ，中信证券研究部 注：橙色表示交期延长、蓝色表示交期缩短 16Q417Q117Q217Q317Q418Q218Q318Q419Q119Q219Q319Q420Q120Q220Q320Q421Q1 21Q221Q3 On Smei 8-108-10 16- 18&40 16-18&40 20-24&40 20-24&52 20-24&5233-5233-5222-4022-408-2613-2613-2013-26-52 Infineon 10-1210-1218-2218-2218-2426-3926-3939-5239-522

45、0-3020-268-2622-3022-3018-2018--50 Microsemi 14-1614-1618-2018-2018-2020-2620-2636-4436-4436-4420-2620-2625-3025-3018-2018-2022-3226-4040-52 IXYS 14-1614-1618-2018-2018-2020-2620-2636-4436-4436-4436-4417-2722-3026-3026-3026-3026-3026-3030-40 ST 10-1210-1224-2634--5044-503

46、0-324419117-2516-2016-2014-1818-2424-3036-42 16Q417Q117Q217Q317Q418Q218Q318Q419Q119Q219Q319Q420Q120Q220Q320Q421Q1 21Q221Q3 DIODES 10-1210-1210-1214-1616-1826-4026-4026-4032-4032-4032-4016-2021-2521-2517-2217-2217-2222-3042-52 Fairchild(On Semi) 10-1210-1214-1616-2616-2624-4224-4226-4026-4024-4020-26

47、10-2415-2415-2412-1612-1616-3426-5242-52 Infineon 12-1412-1415-2015-2016-2426-3826-3839-5239-5236-5024-2810-3015-3015-3015-3015-3016-3926-5239-52 Nexperia 20-2620-2620-2624-3024-3024-3036-5227-3624-288-1812-2026-3010-1210-1212-2622-5242-52 On Smei 14-1818-2020-2426-3026-3030-4230-4230-4239-5222-3616

48、-228-1613-2013-208-168-1618-3026-5242-52 ST 10-1210-1216-1824-2828-3838-4238-4238-4238-4233-4416-2412-3017-3024-3014-2614-2618-2630-5242-52 Vishay 12-1412-1415-1720-2520-2526-4426-4426-4433-5036-4420-2612-2417-2214-2012-1612-1614-1622-2642-52 16Q417Q117Q217Q317Q418Q218Q318Q419Q119Q219Q319Q420Q120Q22

49、0Q320Q421Q1 21Q221Q3 NXP 12-1412-1412-1420--2420-2413-1613-1613-1613-1613-1616-1812-1416-2616-2616-2626-52 Microchip 8-128-1212-1612-1612-1612-1612-1612-1612-1610-1210-1210-1210-1216-2216-2616-2616-3840-5540-55 Renesas 18--2624-2624-2614- ST 14-1

50、614----2424-35紧缺紧缺紧缺 低压低压MOSFET核心公司交期表核心公司交期表 高压高压MOSFET核心公司交期表核心公司交期表 4.3 缺货背景下，本土厂商加速实现份额提升缺货背景下，本土厂商加速实现份额提升 2828 4.4 本土本土IGBT厂商情况厂商情况 本土本土IGBT供应商情况梳理供应商情况梳理 海外供应商海外供应商本土供应商本土供应商 工业英飞凌、富士、三菱、赛米控等斯达、宏微、士兰微、华润微、新洁能、扬杰科技等 白电三菱、富士、安森美士兰微、斯达半导等 汽车英飞凌、安森美、意法、富士、三菱