1、2022 年深度行业分析研究报告 qWqWzVfZiZyXbR8Q9PsQpPoMtRkPoOmPlOnNoR9PmMzRxNsPmRvPqNnR目录市场需求：光伏装机量高速增长1市场空间：光伏逆变器用IGBT市场测算2投资机会：国产替代正当时4行业趋势：IGBT单管与模块并存3碳中和要求降低化石燃料用量，方正证券研究所整理32Gt34Gt20152019571EJ599EJ20152019468EJ485EJ20152019能源需求（1EJ=1x1018J）CO2排放量（1Gt=1x109t）化石燃料用量（1EJ=1x1018J）35Gt33Gt2030205025Gt9.5Gt2030、2

2、050647EJ710EJ20302050556EJ538EJ20302050450EJ440EJ20302050313EJ130EJ20302050与2016年相比化石燃料需求变动情况（%）-10%2030 2050-28%+41%+53%+2%0%+3%-87%-41%-41%-70%-31%2030 20502030 2050203020502030 205020302050CoalGasOilCoalGasOil PES：基于政府当前的能源计划和其他政策预计 TES：基于全球气温上升幅度保持在2摄氏度以下，并在本世纪达到1.5CPESTES 光伏逆变器是太阳能光伏系统的心脏。光伏逆变器

3、将太阳电池发出的直流电转化为符合电网电能质量要求的交流电，并配合一般交流供电的设备使用。光伏逆变器的性能可以影响整个光伏系统的平稳性、发电效率和使用年限。 IGBT是光伏逆变器的核心器件。光伏装机容量的迅速提升驱动逆变器行业成长，同时为IGBT的高速发展提供动力。逆变器为光伏发电核心图表：光伏发电原理B: 汇流箱；C: 直流配电柜；SG: 并网逆变器；D: 交流配电柜；E: 光伏监控系统EABCSG250K3D北极星太阳能光伏网，方正证券研究所整理全球光伏逆变器市场高速增长 政策激励拉动逆变器出货量提升。各国政府的各项激励措施极大促进了光伏行业的发展，光伏逆变器的出货量大幅提高。2020年全球

4、光伏逆变器的出货量达到185GW，2013-2020年间复合增速为24%。 存量替换需求持续。逆变器中IGBT等电子元器件使用年限一般为10-15年，而组件的运营周期是25年，所以逆变器在光伏组件的生命周期内至少需要更换一次。据测算，2020年全球光伏逆变器的更替需求约为8.7GW，同比增长近40%。9520253020202021E2022E2025E1850%5%10%15%20%25%30%35%40%45%50%020406080000020出货量增速图表：全球光伏逆变器出货量

5、（GW)图表：全球替换需求（GW）中国是全球最大的光伏逆变器市场-40%-20%0%20%40%60%80%100%120%00708090200019出货量增速11%10%10%10%11%12%42%37%35%35%39%43%47%54%55%55%51%45%0%20%40%60%80%100%2002120222023美洲亚洲欧洲、中东、非洲 欧洲、中东、非洲（EMEA地区）是光伏逆变器替换需求量最大的地区。EMEA地区在2019年更换需求达到了3.4GW，占全球的54%，主要因为早期光伏装机集

6、中在了这些地区。 国内光伏装机容量增长，拉动逆变器需求。随着市场对新能源的需求增长以及国家对光伏发电实施政策的引导，国内光伏市场的装机容量呈现大规模增长的态势，大幅拉动光伏逆变器的需求。2019年中国光伏逆变器出货量达83GW，在全球的市场份额达65%。图表：各地区替换需求占比图表：中国光伏逆变器出货量（GW)国产光伏逆变器厂商为市场供应主力 光伏发电直接产生直流电，经光伏逆变器将直流转变为交流电最终并入电网。 国产光伏逆变器厂商持续发力。2020年全球光伏逆变器市场出货量达到185GW，华为、阳光能源和SMA市占率分别为23%、19%、7%，连续五年位列前三。华为、阳光能源、上能电气、古瑞瓦

7、特等中国厂商合计市场份额已超50%，成为全球光伏逆变器供应主力。图表：2020年全球光伏逆变器市场出货格局图表：历年国内主要光伏逆变器厂商出货量（GW）23%19%7%5%5%5%4%4%4%4%20%华为阳光电源SMAPower Electronics古瑞瓦特锦浪科技固德威上能电气TMEICSolarEdge Technologies其他出货量185GW24 28 42 17 17 35 1 5 10 0554045201820192020华为阳光电源古瑞瓦特锦浪科技固德威上能电气组串式逆变器逐步替代集中式逆变器 分布式光伏装机占比提升。2016年以来，分布式发电发展迅

8、速，累计装机容量的市场份额持续提升，2019年我国分布式光伏发电累计装机容量市场占比首次超过30%。 组串式逆变器出货量占据绝大多数市场。目前逆变器产品主要分为三类，即组串式逆变器、集中式逆变器和集散式逆变器。组串式逆变器由于其生产技术的进步，逆变器结构有所优化，大功率组串式逆变器的成本加速降低，组串式逆变器逐步替代集中式逆变器，2020年组串式逆变器市场出货份额达到67%。图表：国内分布式装机占比提升图表：逆变器出货量占比16.0%16.6%14.0%13.3%22.8%29.0%30.7%84.0%83.4%86.0%86.7%77.2%71.0%69.3%0%20%40%60%80%10

9、0%120%200019分布式光伏累计装机占比电站式光伏累计装机占比32%38%60%60%67%63%55%35%32%29%5%7%5%8%5%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%200192020组串式逆变器集中式逆变器集散式逆变器2021年半年度报告，方正证券研究所整理光伏逆变器BOM成本 2019年固德威原材料采购金额达5.7亿元，其中半导体器件类（主要为IGBT元器件）采购金额为6006万元，占比10.6%，2021年上半年，固德威的原材料中，以 IGBT为主的半导体器件占逆变器成本约1

10、0%15%左右，金额达到为 21,440.75 万元，占原材料采购总额的比例 26.34%，随着市场供需紧张，IGBT BOM占比有望提升。 相比于集中式逆变器，组串式逆变器毛利率更高。固德威的产品以组串式逆变器为主，相比其他三家公司来说平均毛利率较高，2020年毛利率为38%。图表：2019年固德威原材料采购构成图表：国内主流光伏逆变器公司毛利率25%13%11%8%5%3%5%5%4%3%10%9%机构件电感半导体器件电容集成电路控制组件PCB板连接器变压器包装类光伏系统组件其他总计5.67亿元23%38%32%26%0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%20162017

11、201820192020阳光电源固德威锦浪科技上能电气光伏系统初始投资成本分布 地面光伏系统的初始投资成本由组件、支架、逆变器、土地及建设等成本组成，其中组件的价格占比最高，占整体初始成本的40.7%，集中式逆变器占比较小，仅为3%。 与地面光伏系统相比，分布式光伏系统大多建立在房屋上，因此减少了土地使用费用，增加了屋顶的加固和租赁费用，并且组串式逆变器的成本占比高于集中式逆变器，达到5%。图表：我国电站式光伏系统初始投资成本分布图表：我国分布式光伏系统初始投资成本分布41%15%10%7%7%7%5%4%3%2%组件价格建安费用一次设备固定式支架电网接入成本管理费用电缆价格一次性土地使用集中

12、式逆变器二次设备45%14%8%7%6%5%5%4%2%2%2%组件价格建安费用一次设备电缆价格屋顶加固支架价格组串式逆变器电网接入成本屋顶租赁管理费用二次设备2020年2020年电站式光伏迎来发展热潮 2020 年，大型地面电站占比为 67.8%，分布式电站占比为 32.2%，其中户用光伏可以占到分布式市场的 65.2%左右。随着 2020 年公布的竞价项目和平价项目以及特高压外送项目的逐步并网，预计 2021 年大型地面电站的装机量占比将进一步上升。 2021 年 6 月 20日，国家能源局综合司发布了关于报送整县（市、区）屋顶分布式光伏开发试点方案的通知，指出开展整县（市、区）推进屋顶分

13、布式光伏建设，有利于整合资源实现集约开发，是加快推进屋顶分布式光伏发展的重要举措，分布式项目仍将保持一定的市场份额。图表：不同类型光伏应用市场变化趋势68%73%69%67%66%66%0%20%40%60%80%100%2020202272030电站式光伏分布式光伏电站式光伏系统初始投资成本分布 我国电站式光伏系统的初始全投资主要由组件、逆变器、支架、电缆、一次设备、二次设备等关键设备成本，以及土地费用、电网接入、建安、管理费用等部分构成，其中逆变器等关键设备成本随着技术进步和规模化效益，有一定下降空间。 2020 年，我国电站式光伏系统的初始全投资成本为3.99 元/

14、W 左右，预计2021年，随着产业链各环节新建产能的逐步释放，组件价格回归合理水平，光伏系统初始全投资成本可下降至3.81元/W，其中集中式逆变器的成本占比达3%，约0.12元/W。图表：2020-2030 年我国电站光伏系统初始全投资变化趋势（单位：元/W）0.12 0.00.51.01.52.02.53.03.54.0202020212023E2025E2027E2030E管理费用电网接入成本土地成本电缆价格二次设备一次设备建安费用固定式支架集中式逆变器组件价格3.993.813.583.373.253.15分布式光伏系统初始投资成本分布 我国分布式光伏系统的初始全投资主要由组件、逆变器、

15、支架、电缆、建安费用、电网接入、屋顶租赁、屋顶加固以及一次设备、二次设备等部分构成。其中一次设备包括箱变、开关箱以及预制舱。 2021年我国分布式光伏系统初始投资成本为3.24元/W，其中组串式逆变器的成本占比达到5%，约为0.18元/W。图表：2020-2030我国分布式光伏系统初始投资成本分布（单位：元/W）0.18 0.00.51.01.52.02.53.03.5202020212023E2025E2027E2030E管理费用二次设备一次设备屋顶加固屋顶租赁电网接入成本电缆价格建安费用支架价格组串式逆变器组件价格3.383.243.042.852.772.69固德威上市招股说明书，方正证

16、券研究所整理30 32 38 53 70 102 106 115 170 225 270 300 330 024027005003003502000232025乐观情况悲观情况 各国政府从环境保护和能源可持续发展战略的角度出发，纷纷制定政策鼓励和支持太阳能光伏发电技术，光伏行业在全球迅速发展。2020年，全球新增光伏装机容量127GW，同比增长10.43%，近5年的年均复合增长率达到19.10%，预计2025年全球光伏新增装机量将超过270GW，乐观情形下将达到330GW。 2011年以后，中国、日本、美国

17、在太阳能光伏应用领域发展迅速，成为驱动全球光伏应用增长的主要动力。亚洲, 64%美洲, 16%欧洲, 15%非洲和中东地区, 5%亚洲美洲欧洲非洲和中东地区全球光伏装机量持续向上图表：2011-2025全球光伏新增装机预测（GW)图表：2019年全球光伏逆变器市场分布情况目录市场需求：光伏装机量持续增长1市场空间：光伏逆变器用IGBT市场规模测算2投资机会：国产替代正当时4行业趋势：IGBT单管与模块并存31GW=109W光伏IGBT市场空间测算逆变器出货量逆变器成本IGBT BOM占比组串式, 67%集中式, 29%逆变器单价（1-毛利率）0.180.12组串式集中式35%20%组串式集中式

18、占比12%组串式集中式2632358022E2023E2024E组串式逆变器IGBT集中式逆变器IGBT总市场空间市场空间测算单位：亿元15%目录市场需求：光伏装机量持续增长1市场空间：光伏逆变器用IGBT市场规模测算2投资机会：国产替代正当时4行业趋势：IGBT单管与模块并存3逆变电路：IGBT VS MOSFET图表：MOSFET构成的逆变电路图表：IGBT构成的逆变电路V1Q1D2Q2D1R1T1R1T1V1D3Q1Q3D1Q2Q4D2D4 采用功率场效应管MOSFET构成的推挽式逆变电路比较简单，变压器的中性抽头接于电源正极，MOSFET的一

19、端接于电源负极，交替工作最后输出交流电力，但是带感性负载的能力差，而且变压器的效率也较低，因此应用起来有一些条件限制。 采用绝缘栅双极晶体管IGBT构成的全桥逆变电路，其中Q1和Q2之间的相位相差180，输出交流电压的值随Q1和Q2的输出变化而变化。Q3和Q4同时导通构成续流回路，能够承载的电压更大，变压器的效率也更高，因此采用IGBT构成的逆变电路的应用较为广泛。MOSFETIGBT，方正证券研究所整理光伏IGBT芯片的可靠性要求高 光伏IGBT芯片的国产化难度高。工控外接负载电机，会有过载的情况发生，电流过载使得温度升高，最终导致模块失效，所以厂家在应用IGBT模块时留很大的余量，比如模块

20、的额定电流为100A，降等用40-50A。而光伏是将直流电逆变到交流电，再上传到电网，它没有过载，所以光伏逆变器的企业基本上把IGBT模块用到极致，所以光伏企业对IGBT芯片的可靠性要求高于工控领域。图表：工控电机过载线路图M负载电机电流易过载工控IGBT模块降等使用光伏逆变器分类单光伏板微型逆变器微型逆变器单面板电源转换集中式逆变器光伏板集中型逆变器多串太阳能电池板共同进行电源转换组串型逆变器太阳能电池板上的电源转换连接成串光伏阵列电压：40-80V光伏阵列电压：600V/1000V/1500V光伏阵列电压：1000V/1500V输出电压：110V/230V（1 ）输出电压：320-690V

21、（3 ）输出电压：110/230V（1 ）360-800V（3 ）组串式逆变器，方正证券研究所整理主流集中式逆变器解决方案250kW100kW30kW拓扑结构电路光伏阵列电压模块结构模块封装栅极驱动器拓扑结构500kW62mmEconoDUALTM3PrimePACKTM3PrimePACKTM3+IGBT模块IGBTIGBT模块IGBT模块IGBT模块研究所集中式逆变器拓扑结构 集中式光伏逆变器只有DC到AC的拓扑结构，功率大多是125千瓦起步。 一只500千瓦的集中式光伏逆变器里面使用4只125千瓦的逆变器进行系统并联，一只125千瓦里通常使用三个半桥的1200V 600A的IGBT模块。

22、图表：500千瓦集中式光伏逆变器工作原理太阳能电池板输出共4*3个IGBT模块125KW500KWDC-AC半桥半桥IGBT模块模块拓扑结构集中式逆变器拓扑结构 半桥模块也称为2 in 1模块，可以直接构成半桥电路。半桥模块的电流/电压规格指的均是其中的每一个模块单元，如1200V 600A的半桥模块，表示其中的2个IGBT管芯的电流/电压规格都是1200V 600A，即C1和C2之间可以耐受最高2400V的瞬间直流电压。 一个半桥的1200V 600A的IGBT模块内部使用两组IGBT芯片，每一组里面使用四颗150A芯片进行并联，模块内共计使用八颗150A IGBT芯片。图表：1200V/6

23、00A 半桥IGBT模块电路图示C1G1E1G2E2C2C2E1续流二极管两组IGBT芯片共计8颗150A IGBT芯片组串式逆变器拓扑结构 组串式光伏逆变器在单个光伏 (PV) 电池板上转换电源，单个光伏电池板的额定功率通常为400W。组串式光伏逆变器通常基于两级式电源转换。首先，DC-DC升压电路将可变直流电压转换为固定直流电压（通常为40V-60 V），同时，通过最大功率点跟踪技术（MPPT）从光伏板获取能量（通常FSW=100 KHz）。接着在直流转交流阶段，逆变器将直流电源转换成与电网兼容的1的交流电源。输出1PV IN1PV IN2电流电压检测电流电压检测线路滤波器电网继电器MPP

24、T与DC-DC 升压DC-AC类似集中式逆变器IGBT模块定制化程度高根据功率不同选择IGBT分立器件或模块，贸泽电子官网，方正证券研究所整理单相串联逆变器解决方案拓扑结构2-levelHERICH6电路反向电压600V/650V600V/650V600V/650V器件S1S4: IGBT TRENCHSTOP 5 S5 / H5S1S4: IGBT TRENCHSTOP 5 L5 / S5S5/S6: IGBT TRENCHSTOP 5 L5 / S5S1/S2: IGBT TRENCHSTOP 5 L5 / S5 S3S6: IGBT TRENCHSTOP 5 S5 / H性能TRENCH

25、STOP 5 IGBT单管降低了电路设计复杂性，开关损耗可降低 60% 以上1kW10kW3kW6kWIGBT单管IGBT单管IGBT单管，方正证券研究所整理三相串联逆变器解决方案10kW100kW30kW拓扑结构电路光伏阵列电压反向电压分立器件模块栅极驱动器可直接替代HighSpeed3 系列，实现0.15%的效率提升。Easy 1BEasy 2B同时使用三电平方案效率更高IGBT单管+模块IGBT单管+模块IGBT单管+模块IGBT单管+模块组串式逆变器拓扑结构 相比集中式逆变器，组串式逆变器的结构更为复杂，使用的IGBT数量更多。组串式逆变器进行并联要控制谐振，否则可能造成大面积脱网现象

26、。 在DC-DC升压阶段可以使用模块，也可以并联多个单管，单管的数量根据器件的电流计算。假设电流为300A，可以使用4个75A的IGBT单器件或者6个50A的IGBT单器件进行并联，后续DC-AC阶段与集中式逆变器相同，大功率的采用三电平IGBT模块。PV IN1PV IN2电流电压检测电流电压检测线路滤波器电网继电器MPPT与DC-DC 升压DC-AC类似集中式逆变器IGBT模块定制化程度高根据功率不同选择分立器件或模块NPC 三电平IGBT拓扑结构 NPC拓扑最常用的有两种结构， “I”字型（也称NPC1）和“T”字型（也称NPC2、MNPC、TNPC、NPP等），由4个IGBT和两个钳位

27、二极管组成。 ANPC结构是基于“I”字型NPC结构发展出来的一种改进型。NPC拓扑的损耗分布不均匀，会导致温升不均衡，进而限制模块的功率输出能力。而ANPC结构多了两个开关管以及相应的两个中性点换流回路，可以更加灵活任意的配置开关管可以使损耗没有那么的不均衡，一定程度上可以提高模块的输出功率。图表：三电平拓扑结构NPC1NPC2ANPCIGBTIGBT模块需求量有望持续提升 逆变器的功率密度显著提升。2020年集中式逆变器功率密度为1.16kW/kg，集中式电站用组串式逆变器功率密度为2.14kW/kg，单相户用光伏逆变器功率密度为0.57kW/kg，三相户用逆变器功率密度为1.00kW/k

28、g。 集中式逆变器功率大于组串式逆变器。2020年，集中式逆变器单机功率为3125kW/台，集中式电站用组串式逆变器单机功率为225kW/台。户用光伏逆变器单机功率，在220V电压下为8kW/台，在380V电压下约15-20kW/台。 逆变器功率密度及额定功率的提升，对IGBT模块的需求量将提升。图表：集中式电站用逆变器单机主流额定功率34000500062502252503004000500060007000202020212023E2025E2027E2030E集中式逆变器组串式逆变器图表：集中式电站用逆变器功率密度变化1.

29、161.161.241.391.61.732.142.382.72.792.813.0300.511.522.533.52020年 2021年 2023年 2025年 2027年 2030年集中式逆变器组串式逆变器目录市场需求：光伏装机量持续增长1市场空间：光伏逆变器用IGBT市场规模测算2投资机会：国产替代正当时4行业趋势：IGBT走向模块化3，方正证券研究所整理全球IGBT竞争格局 海外企业良性循环：市占率越高，产品的反馈数据越多，积累的经验越多，产品越成熟，利润体量越大，投入新一代研发也越多。2020年英飞凌在IGBT单管和模块的市场份额均为首位，分别为29.3%/36.5%。 国内企业

30、发展受阻：贸易摩擦之前，由于产品长期得不到客户使用，无法积累大规模量产情况下的数据，产品小批量出了问题也不知道如何解决。图表：2020年IGBT单管市场格局图表：2020年IGBT模块市场格局2.6%3.1%3.8%4.2%4.6%5.5%7.7%9.3%15.6%29.3%0%10%20%30%40%士兰微MagnaChip瑞萨电子Littelfuse意法半导体东芝安森美三菱电机富士电机英飞凌2.1%2.3%2.5%2.7%2.8%3.3%5.8%9.7%11.4%36.5%0%10%20%30%40%BoschABB丹佛斯Hitachi斯达半导Vincotech赛米控三菱电机富士电机英飞凌

31、，方正证券研究所整理IDM：英飞凌 公司提供的IGBT裸片是硅基的绝缘栅双极晶体管芯片，裸片和晶圆级别的芯片可帮助模块制造商提高产品集成度和功率密度，并有效节约电路板空间。另外，英飞凌还提供完整的IGBT单管，电流密度高且功耗低，能够提高能效、降低散热需求，从而有效降低整体系统成本。 功率模块是比分立式IGBT规模稍大的产品类型，满足大功率应用的需求。英飞凌的产品覆盖了几百瓦到几兆瓦的功率范围，性能、效率和使用寿命均很出色，有利于光伏逆变器的设计。图表：光伏应用方案300W导通压降低总开关功耗低官网，方正证券研究所整理Fabless：Vincotech Vincotech是全球排名前十的IGB

32、T模块供应商，在光伏领域，公司从英飞凌采购芯片后自行封装，为集中式逆变器、单相组串式逆变器、三相组串式逆变器提供IGBT模块，在2015年49GW光伏逆变器总出货装机市场中占比约为四分之一。图表：Vincotech产品概览芯片来自于英飞凌公司官网，方正证券研究所整理Fabless：Vincotech NPC（中性点箝位式）拓扑结构仅可用于操作650V组件，可轻松实现更高级别的切换频率。 MNPC（混合电压中性点箝位式）拓扑结构在静电损失、超电压和故障处理方面更胜一筹。 NPC电路需要断开序列，在故障关机的情况下可保护组件不受超电压影响，但MNPC电路不需要。两种拓扑结构的交叠点（效率VS.PW

33、M频率）主要取决于所安装的组件。公司的NPC模块采用最新的IGBT和Si组件，当频率高于8kHZ时，NPC模块的性能和成本效益更高。图表：NPC/MNPC/Half-Bridge频率VS效率NPCMNPC国内光伏IGBT产业链分布 进口替代空间巨大。此前光伏逆变器领域使用的IGBT几乎都是进口品牌，但是海外供应商的IGBT单管大面积缺货，光伏逆变器厂家生产非常紧张，转而选择国内有实力的供应商。 国内本土企业与客户联合研发，从源头设计定制的器件，使得光伏逆变器厂家降低生产成本并且优化产品性能。图表：光伏IGBT产业链IGBT 晶粒光伏逆变器IGBT模块IGBT单管，宏微科技官网，北极星太阳能光伏

34、网，方正证券研究所整理Fabless：宏微科技图表：公司光伏主要产品 2020年宏微科技的新能源行业收入为1866.8万元，占比仅为5.7%，随着光伏需求的不断提升，未来成长空间广阔。 2020年2月，公司与某头部企业签订了关于光伏IGBT产品的合作协议，合同期限至2025年12月31日。2020年华为、阳光能源、上能电气、古瑞瓦特等中国厂商在全球逆变器市场份额已超50%。光伏逆变器对IGBT芯片的可靠性要求严格，公司产品获得头部企业认可，有望进一步获取其他光伏逆变器公司入场券。MMG450WB120B6E4N 1200V 450AMMG600WB120B6E4N1200V 600AMMG80

35、C120BF1200V 80AMM40GTU120B1200V 40A组串式逆变器集中式逆变器，方正证券研究所整理Fabless：宏微科技公司产品型号及参数VCES(V)IC(A)VCE(sat)(V)饱和压降Eon(mJ)开通功耗Eoff(mJ)关断功耗RthJC(k/W)Packages单管MM40GTU120B1200401.954.22.10.33TO-247模块MMG80C120BF1200301.91.351.80.54GCMMG450WB120B6E4N 12004501.7515380.065GWBMMG600WB120B6E4N12006001.7562.5470.048GW

36、B 芯片能承受的结温是175，VCE(sat)值乘以电流就是导通损耗，损耗越大，越容易达到175 的结温。在相同损耗的情况下，VCE(sat)值越小，输出电流可以越大。 Eon指的是IGBT开通功耗，Eoff指的是IGBT关断所消耗的能量。 Ets（总开关功耗）Eon+Eoff总开关功耗图表：公司产品参数，方正证券研究所整理Fabless：宏微科技参数符号英飞凌T4宏微M3i集电极-发射极饱和压降VCEsat(V)2.32.1栅极阈值电压VGEth(V)5.85.8集成栅极电阻Rgint(V)4.03.0击穿耐压VCES(V)12001200高温开关损耗Eon(mJ)13.213.2短路电流I

37、SC(A)180A206A短路极限时间Tpmax(S)1010电流密度(A/cm2)120115 宏微科技第三代IGBT产品参数已经接近英飞凌，部分参数如饱和压降甚至优于英飞凌。 电流密度能够反应成本，密度越大，芯片可以做的越小，目前宏微科技的电流密度稍弱于英飞凌。图表：宏微科技第三代IGBT-M3i 1200V 50A芯片 VS 英飞凌，方正证券研究所整理Fabless：新洁能图表：Trench FS II IGBT 公司主要为 Fabless 模式，并向封装测试环节延伸产业链，在沟槽型功率 MOSFET、IGBT 等产品的设计研发方面拥有多项核心技术，细分产品型号约500余种。 公司利用沟

38、槽栅场截止型IGBT技术（Trench Field Stop）理论，通过采用高密度器件结构设计以及先进的超薄芯片加工工艺，推出全新一代Trench FS IGBT系列产品。 Trench FS IGBT系列产品通过优化载流子注入效率和载流子分布，显著降低器件饱和压降和关断损耗，从而降低器件功耗，提升系统效率。n-Basis (substrate)n fieldstop降低饱和电压，维持开关速度减少芯片厚度，降低饱和电压图表：公司主要产品600-650V15-80A1-60KHZ/1200-1350V20-100A10-40KHZ全桥：1200V200A半桥：E2封装，方正证券研究所整理Fabl

39、ess：新洁能公司产品型号及参数VCES(V)IC(A)VCE(sat)(V)Tj=25C饱和压降Eon(mJ)开通功耗Eoff(mJ)关断功耗Packages单管NCE15TD120BT1200151.550.90.6TO-247NCE25TD120BT1200251.551.50.8NCE40TD120BT1200401.552.31.6NCE75TD120BT1200751.556.73.7NCE60TD65BT650601.72.20.9NCE80TD65BT650801.71.431.45NCE20TD60BT600201.70.430.17模块NCEM40C120PRE412004

40、01.552.31.6E4NCEM40W120HA341200402.02.11.234mmNCEM75W120HA341200752.02.11.234mm，方正证券研究所整理Fabless：新洁能图表：公司2021年度非公开发行A股股票募集资金用途项目名称总投资金额拟投入募集资金金额第三代半导体 SiC/GaN 功率器件及封测的研发及产业化22,380.5220,000功率驱动 IC 及智能功率模块（IPM）的研发及产业化61,726.5460,000SiC/IGBT/MOSFET 等功率集成模块（含车规级）的研发及产业化50,852.350,000补充流动资金15,00015,000合计

41、149,959.36145,000 近年来，我国新能源行业持续快速增长，在电网中占比日益提高，特别是“碳中和”成全球共识，光伏/风力发电有望成为“碳中和”主力。IGBT、MOSFET 等的功率集成模块是光伏/风力等大功率逆变器的核心器件，市场前景广阔。公司在原有 IGBT、MOSFET 等单管的研发基础上延伸相关模块研发及产业化，有利于公司进一步抓住下游行业发展的契机，并在光伏新能源及新能源汽车等新兴应用领域占据更大的市场份额。，方正证券研究所整理Fabless：斯达半导图表：集中式光伏解决方案 公司在新能源发电领域已成为国内多家光伏发电逆变器头部企业的重要供应商，自主研发的IGBT模块和分立

42、器件已大批量装机应用。图表：组串式光伏解决方案拓扑：半桥电流：1400A电压：1200V高可靠性方案拓扑：半桥电流：450A-600A电压：1200V灵活的并联方案拓扑：T字型三电平电流：80A电压：1200V拓扑：一字型三电平电流：75A-150A电压：1200V饱和压降开通损耗关断损耗IDM：扬杰科技 公司是国内少数IDM厂商，产品线含盖分立器件芯片、整流器件、保护器件、MOSFET、功率模块、碳化硅等，其中光伏二极管在全球的份额超过30%，产能已经超越了竞争对手。 凭借光伏二极管积累的优质客户资源以及自身的技术优势，公司的IGBT产品加速向光伏逆变器厂商导入。图表：公司产品技术内部线路结

43、构内部线路结构IDM：扬杰科技 公司产品的最大工作结温为175，具备低饱和压降，低开关损耗等特点。 产品采用超快速和软恢复特性的续流二极管，具备高短路电流能力（10us以上） 使用DBC结构的绝缘性散热底板。单管模块图表：公司产品应用参数VCES(V)IC(A)VCE(sat)(V)饱和压降Eon(mJ)开通功耗Eoff(mJ)关断功耗Packages频率(HZ)单管SGTP75V65SDB1P7650751.421.561.07To-247-3L5-40kSGTP75V65FDB1P7650751.652.390.90To-247-3L10-60kSGTP40V65SDB1P7650401.

44、350.580.63To-247N-3L10-60kSGTP30U60FD1PU600302.21.410.28To-247N-3L10-60kIDM：士兰微 公司从集成电路芯片设计业务开始，逐步搭建了特色工艺的芯片制造平台，并已将技术和制造平台延伸至功率器件、功率模块、MEMS传感器等封装领域，建立了较为完善的IDM（设计与制造一体）经营模式。 公司采用场截止4Plus(Field Stop lV+）工艺、第五代场截止(Field Stop 5）工艺制作，具有较低的导通损耗、开关损耗、高输入阻抗，开关速度快，产品应用于光伏，UPS以及PFC等领域。图表：公司产品型号及参数IDM：华润微 公司

45、新一代1200V IGBT产品，在沟槽栅电场截止技术(FS)基础上，针对电机驱动系统应用优化了芯片结构，采用更为先进的减薄工艺，降低了功率损耗，增强了鲁棒性（强短路能力），同时提升了IGBT器件的可靠性和生产稳定性，大幅提升了IGBT器件使用寿命。图表：公司产品方案及参数VCES(V)IC(A)VCE(sat)(V)饱和压降Eon(mJ)开通功耗Eoff(mJ)关断功耗Packages频率CRG40T60AN3S600401.81.670.97To-3PN中速CRG40T65AK5HD650401.451.200.76To-247高速IDM：时代电气 公司具有“器件+系统+整机”的产业结构，产

46、品主要包括以轨道交通牵引变流系统为主的轨道交通电气装备、轨道工程机械、通信信号系统等。同时，公司还积极布局轨道交通以外的产业。 功率半导体器件的高压领域对器件的可靠性、工艺的稳定性等要求更加严苛，公司目前已攻克高压 IGBT 制造关键技术和成套工艺，并成功向中低压领域拓展。 公司目前研发的中低压 IGBT 模块具有散热性能好、高电流密度、高可靠性等特点，已批量应用于光伏领域。其中，1200V/450A M1 模块对标英飞凌EconoDUAL package，采用内置NTC电阻的半桥IGBT，具备高热循环能力 。图表：IGBT技术变革图表：1200V/450A M1模块温升对比IDM：闻泰科技

47、公司全资子公司安世半导体是全球知名的半导体 IDM 公司，在与国际半导体巨头的竞争中，安世在各个细分领域均处于全球领先，其中二极管和晶体管出货量全球第一、逻辑芯片全球第二、MOSFET全球第九。 2021年7月，安世半导体将收购英国的晶圆生产商Newport Wafer Fab，NWF是英飞凌以及国内多家功率器件的代工厂，拥有成熟的IGBT代工工艺，每月产能超过3.5万片，本次收购使安世半导体在IGBT领域具备前端能力。 公司从IGBT的单管开始做起，并同步研发IGBT模块。在应用领域方面，公司将优先选择光伏领域，相对来说验证周期更短。图表：全球MOSFET市占率图表：Newport Wafer Fab2.2%3.8%3.9%4.7%4.9%5.1%7.7%8.8%12.4%24.4%0%5%10%15%20%25%30%士兰微安世半导体华润集团威世半导体Alpha and Omega瑞萨电子东芝意法半导体安森美英飞凌