IGBT前景广阔，国内缺口大

摘要：近日，工信部在政协十三届全国委员会第二次会议第2282号（公交邮电类256号）提案的答复函中提到，将推动我国工业半导体材料、芯片、器件及IGBT模组产业发展。IGBT是BJT和MOSFET组成的复合全控型-电压驱动式-功率半导体器件,其自关断的特征在诸多领域具备不可替代的作用。本文主要介绍国内外IGBT现状。

　　绝缘栅双极型晶体管（IGBT）是由 BJT（双极型三极管）和 MOS（绝缘栅型场效应管）组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件, 兼有 MOSFET 的高输入阻抗和 GTR 的低导通压降两方面的优点，广泛应用于 600V 以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、牵引系统等领域。IGBT 是能源变换与传输的核心器件，能够提高用电效率和质量，具有高效节能和绿色环保的特点。IGBT产业链包括设计、制造、模组等（见图1）。

　　图1：IGBT产业链

　　（资料来源：公开资料，五度易链行业研究中心）

设计制造衔接难，IDM成为主流

　　芯片的制造工艺复杂，成本较高，而且设计领域与制造领域各自均有极高的壁垒，最终成就了苹果、华为、高通等设计巨头，台积电、格罗方德、中芯国际等制造巨头。与芯片不同的是。IGBT基本没有设计或者制造的巨头，反而一家企业发展到一定的规模之后基本转型IDM模式，例如中科君芯。

　　IDM模式有两个优点：其一、IGBT是模拟器件，Know How非常重要，上下游的配合度直接影响产品质量；其次，IDM企业有内部资源整合优势，这将缩短从设计到制造的时间，提高利润率，这是主流厂商采用IDM模式的原因。

全球IGBT市场增长，中国市场增速更快

　　IGBT作为功率半导体器件第三次技术革命的代表性产品，具有高频率、高电压、大电流，易于开关等优良性能，被业界誉为功率变流装置的CPU，广泛应用于轨道交通、航空航天、船舶驱动、智能电网、新能源、交流变频、风力发电、电机传动、汽车等强电控制等产业领域。随着轨道交通为代表的新兴产业市场崛起，全球IGBT市场逐年上升，2010年全球规模30.36亿美元，该数字2018年为58.26亿，复合增长率9.8%，中国市场规模同期增速为18.2%（见图2）。

　　图2全球/中国IGBT市场规模

　　（资料来源：公开资料，五度易链行业研究中心）

　　中国市场规模增长较快，其中轨道交通和电动汽车增长最为明显。轨道交通方面，中国城市轨道交通运营里程从2013年的2408公里增长到2018年6035公里，轨道交通规模的扩张为其上游IGBT的发展带来极大需求。此外，电动汽车的发展是驱动中国IGBT市场发展的另一个重要原因，2011年中国电动汽车销量仅8千辆，2018年销量达125.6万辆，增速可观（见图3）。

　　图3 中国电动汽车（包括混合动力）销量图

　　（资料来源：公开资料，五度易链行业研究中心）

全球市场集中度高，国内产量不足

　　全球IGBT行业市场集中度高，当中2017年英飞凌（Infineon）占全球市场份额的27.1%；三菱（Mitsubishi）市场占有率为16.4%；日本富士电机（Fuji Electric）市场占有率为10.7%，2017年全球前五大生产商占据市场总量的67.5%（见图4）. 从电压上分类，英飞凌占据了600-1700V范围中IGBT的头把交椅，而恩智浦则是占据了低压 IGBT 的市场第一，2500V以上的高压则主要由三菱提供，中国中车受益于高铁对大功率IGBT的需求在4500V以上的产品上市场份额位列全球第五。 整体来讲，中国IGBT产业非常薄弱。

　　图4 2017年全球IGBT市占比

　　（资料来源：2018英飞凌年报，五度易链行业研究中心）

　　国内IGBT设计领域已有一定基础，但与国际水平仍有很大差距，目前国内IGBT设计厂商体量偏小，主要有中科君芯、嘉兴斯达、吉林华微斯帕克、台基股份、南京银茂、宁波达新、上海浦峦等。国内IGBT设计技术的主要来源有两条途径：其一，来源于外企人员的回流，如斯达、南京银茂、普峦半导体等；其二，来源于国外合作，如比亚迪、吉林华微等。目前看我国国产IGBT在逐步增长，但是仍存在很大的需求缺口，2018年国产IGBT1115万只，需求量达到7898万只（见图5）。主要是国内IDM企业与国际巨头差距较大，目前我国IGBT 优秀企业不多，南车时代、比亚迪等均主要为自己的高铁和新能源汽车做配套，华微电子属于国内在消费类IGBT 市场的龙头企业，此前主要产品是第四代产品，和国际龙头差距较大。

　　图5 我国IGBT产量和需求量

　　（资料来源：公开资料，五度易链行业研究中心）

结语

　　IGBT是能源变换与传输的核心器件，其不具备放大的作用，而是在导通与阻断切换，是名副其实的高级开关。IGBT与芯片行业有别，设计与制造的衔接的重要性决定了主流企业基本是IDM形式。从2010年起，全球IGBT市场逐步增长，中国市场受下游需求刺激增速更快。但整体上主要的份额被外资厂商占据，全球市场集中度高，国内产量不足。