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IGBT应用范围广泛,新能源汽车和光伏占比最高

五度易链 2019-04-17 1880 0

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IGBT在电子行业的应用范围非常广泛,在新能源和光伏方面的应用占比例相对较高,也属于受应先较大的产业。

IGBT在电子行业的应用范围非常广泛,在新能源和光伏方面的应用占比例相对较高,也属于受应先较大的产业。

IGBT的产业应用范围

1. 新能源汽车

新能源汽车是未来IGBT应用最大的单一市场之一,也是众多国内外厂商所瞩目的场景。车规安全的高要求使得对IGBT等核心器件的要求非常之高,需要能够耐受极端的工作环境,能够安全行驶数万公里仍然保持器件的可靠性,同时还要有着较小的损耗以满足电动车辆供电里程,提升续航能力。综合以上,新能源汽车领域对IGBT器件的可靠性、一致性、稳定性、性能参数要求十分严格,并且由于乘用车面向家用市场,其对成本的要求也非常高。目前能够符合主机厂要求的仍然以英飞凌为代表,这一市场进入门槛极高,且英飞凌亦重视非常,国内具备打入主机厂供应链能力的IGBT芯片企业虽然凤毛麟角,但也已开始从非车规级车辆进行布局。新能源汽车市场之大任谁都不会放弃。

2. 光伏逆变

光伏逆变是IGBT另一大市场,但光伏领域受制于政策影响明显,由于2018年的“5·31”政策,光伏市场迎来寒潮。同时更重要的原因在于,光伏的拓扑结构每隔1-2年会进化的更加复杂,导致芯片产品的设计变化节奏同样很快,对于大部分功率半导体制造公司来说,要应对这种变化需要配搭更多的人力和精力,对于国内企业来说,在大批场景还未完全实现国产替代的情况下,短期内快速跟进光伏研发节奏变化的激励略显不足,因此不太符合国内企业的切入点。

3. 工业市场

工业市场产品跨度较大,市场分散且验证门槛较高,IGBT芯片以国外大厂为主,IGBT模块部分已经开始出现国产替代,斯达、银茂等模块厂已经打入不少工业级客户。主要的工业市场细分场景包括工业变频器、UPS(Uninterruptible Power Supply,不间断电源)、充电桩、OBC车载充电机、数码发电机等。

工业变频市场客户包括汇川技术、英威腾、英博尔等工业电机、变频器客户,客户对国外品牌接受度更高,单管和模块均有需求。由于工业场景对可靠性要求较高,因此对供应商要求首先看产品性能、功能是否能够满足,其次看供货周期和产能保证,优先产能大、交期短且稳定的供应商,最后看成本是否能够覆盖。国内下游客户在面临英飞凌交期拉长甚至持续缺货的情况下,已经对国产供应需求迫在眉睫。加上去年中兴事件的驱使,不少大型客户对国产品牌的接受度已经大大提升。

4. 变频家电

变频家电是IGBT应用非常广泛的一大市场,变频空调、变频冰箱、变频微波炉的问世逐渐普及了消费者对变频家电的认知。家电大厂每年对功率器件的采购量巨大,随着变频产品渗透率的提升,对IGBT的需求度也将逐年上量。家电产品下游直面消费者,同样对产品的安全性、一致性有着很高的要求,不仅要考察供应商的芯片性能,还要考察到供应商的产能供应和合作的foundry(代工厂)。对大型家电品牌来说,器件性能同样被放在考察的第一位;其次是产能,对于产能不足导致供货不足的现象是大厂尤其关注的风险点;最后考察的才是器件的价格。在对比国外的产品上,在产品相似、交期接近、甚至价格相仿的情况下,国内大厂已经越来越能够接纳国内品牌,同样由于中兴事件的刺激,所谓“一朝被蛇咬十年怕井绳”,国产替代已经成为必然趋势。

5. 焊机/工业缝纫机

焊机和工缝厂商分布广泛,行业集中度不高,尽管行业内已经出现了数家中大型厂商,但行业仍然存在进一步整合空间。以焊机为例,国内市场玩家多达成百上千家。焊机产品随着下游需求的发展,已经逐渐呈现小型化、便携化、低成本化趋势。由于焊机本身作业场景较为复杂,加上成本大幅降低(可低至数百元一台),更新速度不断加快,从工业品已经逐渐偏向消费产品的特征,通常2年左右便需要更换一台新设备,因此对IGBT器件的要求较工业级和大家电更宽松。通常2年内满足质控要求的情况下,更偏向低成本的产品,对性价比要求更高。在该领域目前国产替代已经渗透率较高,与国外厂商大致可呈五五开局面。

6. 感应加热

感应加热市场以电磁炉为典型代表,下游客户除美的、苏泊尔、九阳等几家大客户外,还有众多小型厂商。其中,大厂主打品质、可靠、科技感等属性,而小厂则向下覆盖低价市场。

通常,低价产品的质保期多在1年,市场受众偏向流动性人群,售价集中在百元级别,主打极致性价比,因此对IGBT器件的要求更强调成本。在这一市场上,韩企、国内品牌已经逐渐占据了大多数份额,反之英飞凌等大厂正在逐渐淡出。

IGBT应用行业分析

IGBT(绝缘栅双极型晶体管)是功率半导体器件第三次技术革命的代表性产品,它就像人的心脏,通过有效的开关闭合,可以把电能输送到指定位置,被业界誉为功率变流装置的“CPU”、绿色经济的“核芯”,广泛应用于轨道交通、航空航天、船舶驱动、智能电网、电力电子、新能源汽车等领域。未来的应用前景广阔。预计2023年行业整体市场规模将达到超过330亿元。

纵观全球市场,IGBT主要供应厂商基本是欧美及日本几家公司,中国主要是以中科君芯为代表的芯片设计公司做IGBT。国产IGBT芯片和国外的差距,主要是体系上的差距,包括制造晶圆的衬底材料、200多道工艺摸索、工艺制造设备等,另外,产业链标准仍然是国外制定,国产IGBT芯片参数及应用需以国外为标准。因此,国产IGBT设计企业需要充分发挥上下游企业合作和“产、学、研、用”联合优势,提升我国IGBT领域的研发、制造、应用水平,形成我国自主IGBT器件及装置的发展和产业化标准,做更加适合中国市场的IGBT器件。

在早些时候,不少国内IGBT供应商并不是纯粹意义上的设计或制造商,而是偏重贸易模式的渠道商,从国外采购IGBT晶圆再通过商业渠道卖进下游客户,这一类企业随着英飞凌等大厂的缺货,以及客户对成本的要求正在慢慢失去市场,是否具有芯片生产能力也随之得到“正本溯源”。对于IGBT企业来说,其核心能力和价值也需要提高。

首先,具备自主芯片能力。此前,具备独立可靠的芯片能力还不是一个必要条件,但随着芯片采购渠道由于外厂供货的紧缺正慢慢变窄,自研芯片开始成为更为可靠的芯片获取途径,一批具备良好IGBT设计和生产能力的企业逐渐打开市场被客户所接受。

其次,交期和量产规模,很难说交期和供货量哪个是更靠前的指标。对于大客户来说,供应商的产能保证是订单签订的必要条件。同样,交期的意义异曲同工,无论是大批量按季度交付还是小规模按月交付,延期的代价对客户来说十分巨大,大型制造类客户的产线通常以分钟为单位来计算产值,一旦交货延期,供应商会面临严苛的处罚措施。半导体周期性特征导致了缺货潮每隔一定时期便会出现,而每一次缺货的出现,都是国内品牌值得抓住打入客户的机会。

最后,成本的考量。对于国内IGBT企业来说,在产能、器件一致性上同英飞凌等还存在一定差距,并最终会折射在成本的计算中。但随着国内代工资源的进步、丰富、完善,国内IGBT生产上的差距也正得到弥补,假以时日,两者同级别产品的生产成本也将会逐渐接近。而在营销和管理费用开支上,国内厂商相比外资企业也将更具地域优势。

IGBT在市场上的广泛应用也为其市场扩展提供了市场保障,对于之后的发展也能起到促进作用。


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