新能源与国产化双核驱动IGBT发展机遇分析
功率半导体是实现开关与电能转换的一类常见半导体,IGBT是用在600V以上电压环境的一类功率半导体。功率半导体之所以称“功率”,是因为它的功能是调节改变电子元器件的功率作用,具有开关与电能转换作用,一般以功率与频率来分类。生活中相对来说,小电压小功率范围的应用上工作频率会比较高,以功率IC、MOSFET等芯片为主;大电压大功率应用领域上工作频率会较低,以IGBT、IGCT等产品为主。IGBT一般是用在600V以上高压低频应用市场。
IGBT下游分布来看,工业控制、新能源、家电、轨交、电源占据89%比例。根据Yole数据显示,2019年全球IGBT下游来看,工业控制占比37%,新能源车占比28%,新能源发电占比9%,家用电器占比8%,轨交占比5%,电源占比2%。工业控制上主要应用在变频器、逆变电机、UPS电源领域;新能源车主要是电机控制器、充电设备、空调;新能源发电主要是光伏逆变器,储能逆变器,风电变流器;家用电器则是变频用的IPM模块;轨道交通用在牵引器部分。综合来说,只要是用在大电压的开关与电能转换上,都需要IGBT来实现。
我们测算出2022年全球IGBT规模约为601.5亿元,四年CAGR为17.15%;中国IGBT规模约为321.2亿元,四年CAGR为20.39%。我们根据市场信息,参考各种权威数据机构预测,最终估算全球与中国的IGBT历年理论需求。从全球下游应用来看,新能源车、风电、光伏储能、工业控制、白色家电复合增速分别是38.62%、29.38%、7.89%、5.58%、5.33%。可见未来几年,新能源车与光伏储能风电这两大绿色能源行业是驱动IGBT增长的主要驱动力。中国需求增速相对全球更快,相对来说新能源行业也是国内未来几年需求的主要驱动力。
全球IGBT份额来看,模块、单管、IPM的TOP10大企业分别占据约79.1%、86.7%、87.8%的市场份额,我国2021所有企业收入合计年不足60亿元,占全球比例不足12%。全球市场份额分布中,龙头企业几乎都是海外芯片巨头企业,以英飞凌、三菱、富士电机、安森美等几家企业为主。IGBT产业需要较高的技术、资金、客户壁垒,海外企业经过长期的积累建立一定的行业壁垒。我国2021年IGBT业务超过10亿元企业只有斯达半导、比亚迪、士兰微三家,相对来说我国企业长期国产替代空间较大。
第三代半导体在高压、高温、低功耗上优势显著,短期规模较小,长期空间巨大,我国产业处于起步阶段,未来碳化硅的IGBT有望蓬勃发展。第三代半导体材料以碳化硅、氮化镓为主,其中碳化硅主要应用在高压低频的领域,刚好与IGBT下游应用契合。碳化硅目前核心壁垒在于上游晶圆片技术难度极高,成本是传统硅的3-6倍。目前全球规模在5亿美元左右,但长期成长可期。我国产业积极布局,不完全统计有近40家企业涉足第三代产业,可以关注具备低成本技术的企业。
IGBT企业在我国处于成长早期,受益于行业国产化与新能源双核驱动,可以积极关注股权与债权机遇,风险上主要关注全球贸易供应链风险。半导体企业是资本、人才、技术高度密集企业,早期投入极大,回报周期长,早期与中期有较大股权债权融资需求,后期成熟后以现金理财为主。IGBT产业在我国刚刚起步,可积极关注融资机遇。风险点上,警惕国际贸易供应链断供、技术研发不及预期、人才流失等风险。

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