時代電氣-國內軌交電氣龍頭企業車規級IGBT打開廣闊空間-210908（22頁）.pdf

1、目前新能源發電以光伏和風力發電為主，二者的整流器和逆變器對 IGBT 有較大需求。太陽能光伏發電的實質就是在太陽光的照射下，太陽能電池陣列(即 PV 組件方陣)將太陽能轉換成電能，輸出的直流電經由逆變器后轉變成用戶可以使用的交流電。逆變器是太陽能光伏發電系統中的關鍵部件，因為它是將直流電轉化為用戶可以使用的交流電的必要過程，是太陽能和用戶之間相聯系的必經之路。IGBT 是構成太陽能光伏發電關鍵電路的重要開關器件。之前國內外大多數光伏發電系統是采用功率場效應管 MOSFET 構成的逆變電路。然而隨著電壓的升高，MOSFET 的通態電阻也會隨著增大，在一些高壓大容量的系統中，MOSFET 會因其通

2、態電阻過大而導致增加開關損耗的缺點。相比之下，絕緣柵雙極晶體管 IGBT 通態電流大，正反向組態電壓比較高，通過電壓來控制導通或關斷，這些特點使 IGBT 在中、高壓容量的系統中更具優勢，因此采用 IGBT 構成太陽能光伏發電關鍵電路的開關器件，有助于減少整個系統不必要的損耗，使其達到最佳工作狀態。根據前瞻產業研究院的數據，2020 年，全球風電裝機容量有望達 711GW，同比增長 9.55%，中國風電裝機容量 2020 年將達 506.1GW，同比增長 18.80%，增速顯著高于全球平均水平。根據國際能源機構 IEA 數據顯示，2019 年全球光伏新增裝機 115GW，目前集中式光伏逆變器成

3、本在 0.16-0.17 元/W，組串式光伏逆變器成本在 0.2 元/W 左右，總體光伏逆變器成本在 0.2 元/W 左右。根據行業調研數據，IGBT 模塊占光伏逆變器總成本比例約為 10%，即光伏 IGBT 模塊價值量約為 0.02 元/W。由此可測算出，2019 年全球光伏 IGBT 價值量為23 億元，據歐洲光伏產業協會預測,全球光伏裝機量未來 5 年將保持 15%以上的復合增速，假設光伏逆變器出貨量每年保持 15%增長，預計到 2025 年全球光伏 IGBT 市場規模將達到53 億元。我們認為，廣闊的新能源發電市場將為 IGBT 發展提供有力支持。國外企業已形成完善的 IGBT產品系列

4、，但優勢各不相同。英飛凌、 三菱、 ABB 在 1700V以上電壓等級的工業 IGBT 領域占絕對優勢;在 3300V 以上電壓等級的高壓 IGBT 技術領域幾乎處于壟斷地位。 在大功率溝槽技術方面，英飛凌與三菱公司處于國際領先水平。西門康、仙童等在 1700V 及以下電壓等級的消費 IGBT 領域處于優勢地位。新能源汽車帶動 IGBT需求增長，供貨緊張周期延長。相對于傳統燃油車功率半導體器件電壓低且只需要硅基的 MOSFET 而言，新能源汽車在 600V 以上 MOSFET 無法達到要求，需要換成 IGBT，因此 IGBT 也是僅次于電池以外第二大受益的零部件。根據富昌電子的2021 年 Q

5、2 市場行情報告顯示，目前英飛凌、意法半導體、Microsemi 等 IGBT 供應商的供貨周期普遍維持在 30-50 周左右，且交期有延長趨勢，而 IGBT 正常的供貨周期是在 8-12周左右，可見 IGBT供應的緊張態勢。受國際市場供貨緊張影響，國內 IGBT行業近年開啟加速增長。除華為開始布局之外，比亞迪微電子、中車時代電氣、斯達半導、士蘭微等部分企業已經實現量產。此外，近年來，原從事二極管、三級管、晶閘管等技術含量較低的功率半導體廠商，華微電子、揚杰科技、捷捷微電以及臺基股份等紛紛向 MOSFET 與 IGBT 領域突圍。國內的 IGBT 在芯片設計、晶圓制造、模塊封裝等整個產業鏈基本都已有布局。整體來看，中國 IGBT 產業鏈正逐步具備國產替代能力。