一、概述
1、定义及分类
IGBT（绝缘栅双极型晶体管）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。IGBT是能源变换与传输的核心器件，俗称电力电子装置的“CPU”，作为国家战略性新兴产业，在轨道交通、智能电网、航空航天、电动汽车与新能源装备等领域应用极广。IGBT根据其电压等级的不同，可分为低压、中压和高压三大类。
IGBT的分类及应用介绍
资料来源：公开资料整理
2、参数情况
IGBT模块重视散热及可靠性，封装环节附加值高。IGBT模块在实际应用中高度重视散热性能及产品可靠性，对模块封装提出了更高要求。此外，不同下游应用对封装技术要求存在差异，其中车规级由于工作温度高同时还需考虑强振动条件，其封装要求高于工业级和消费级。
IGBT各应用场景参数情况
资料来源：公开资料整理
二、行业发展背景
1、政策
近年来，中国功率半导体器件行业受到各级政府的高度重视和国家产业政策的重点支持。国家陆续出台了多项政策，鼓励功率半导体器件行业发展与创新，为新型功率半导体器件行业的发展提供了明确、广阔的市场前景，为企业提供了良好的生产经营环境。
中国功率半导体行业部分相关政策一览表
资料来源：公开资料整理
2、经济
凭借巨大的市场需求，下游应用行业快速发展，在稳定的经济增长以及有利的政策等背景下，我国半导体产业规模迅速发展，从2015年的986亿美元增长至2021年的1925亿美元，年均复合增速为11.8%。
2015-2021年中国半导体市场销售规模情况
资料来源：公开资料整理
3、技术
IGBT产品及其技术发展至如今，大致可以分为7代IGBT。其中IGBT7作为最新一代技术，其沟道密度更高，元胞间距也经过精心设计，并且优化了寄生电容参数，从而实现5kv/us下的最佳开关性能。目前，IGBT7尚未得到广泛应用，但发展前景广阔。
IGBT技术演变及相关介绍
资料来源：公开资料整理
三、产业链分析
1、产业链
IGBT模块产业链主要包括IGBT芯片设计、制造、模块封测三大部分，而根据产业链覆盖程度，可以行业分为IDM、Fabless和Foundry三种运作模式。其中IDM模式覆盖了芯片设计、制造、封测三个部分；Fabless模式仅覆盖了芯片的设计部分；Foundry模式则只覆盖了制造、封测部分，不参与芯片设计环节。
IGBT行业产业链示意图
资料来源：公开资料整理
2、上游端分析
半导体材料和设备是半导体产业链的基石，在IGBT产品生产制造中起到关键性的作用。在国家鼓励半导体材料国产化的政策导向下，本土半导体材料厂商不断提升半导体产品技术水平和研发能力，逐渐打破了国外半导体厂商的垄断格局，推进中国半导体材料国产化进程，促进中国半导体材料行业的发展。据资料显示，2021年我国半导体材料行业市场规模达99亿美元，同比增长12.3%，预计2022年中国半导体材料市场规模将达107亿美元。
2017-2022年中国半导体材料市场规模及增速情况
资料来源：SEMI，华经产业研究院整理
3、下游端分析
新能源汽车是IGBT行业应用规模最大的领域，随着近年来新能源汽车迅猛发展，其已然成为IGBT行业规模最主要的增量市场之一。据资料显示，2021年我国新能源汽车产量达354.5万辆，同比增长159.52%，销量达352.1万辆，同比增长157.57%。
2015-2021年中国新能源汽车产销量情况
资料来源：中国汽车工业协会，华经产业研究院整理
四、全球现状
1、全球规模
随着近年来全球IGBT行业发展向好，其市场规模也随之逐年递增。据资料显示，2021年全球IGBT市场规模约为70.9亿美元，同比增长6.6%。
2017-2021年全球IGBT市场规模情况
资料来源：公开资料整理
2、应用结构
从全球IGBT行业应用情况来看，工业控制、新能源汽车和新能源发电是最主要的需求领域，需求占比之和约为74%。其中工业控制占比约为37%，新能源汽车占比约为28%，新能源发展占比约为9%。
全球IGBT下游应用结构分布情况
资料来源：公开资料整理
五、中国现状
1、供需情况
随着近年来我国IGBT行业的不断发展，我国IGBT的产销量规模也随之不断增长，现如今，我国已经成为全球最大的IGBT市场。据资料显示，2021年我国IGBT产量为2580万只，同比增长27.7%；需求量为13200万只，同比增长20%。
2015-2021年中国IGBT产量及需求量情况
资料来源：公开资料整理
2、应用结构
从我国IGBT应用结构情况来看，工业控制、新能源汽车、新能源发电已然是IGBT主要的应用领域。其中新能源汽车占比约为31%，工业控制占比约为20%，新能源发电占比约为11%。
中国IGBT下游应用结构分布情况
资料来源：公开资料整理
3、细分领域
新能源汽车是我国IGBT最大的应用领域，其主要用于其电控设备的制造。随着近年来我国新能源汽车规模的快速增长，我国车用IGBT市场规模也迅速增长，成为IGBT规模增长的主要动力之一。据资料显示，2021年我国电动车IGBT市场规模达33亿元，同比增长，预计到2022年，我国电动车IGBT市场规模将达83亿元。
2017-2022年中国电动车IGBT市场规模情况
资料来源：乘联会、Marklines，华经产业研究院整理
相关报告：华经产业研究院发布的《2022-2027年中国功率半导体行业市场全景评估及投资方向研究报告》；
4、自给率情况
目前我国功率器件整体的技术水平相对较低，产能主要集中于低端产品范围，在以IGBT等新型功率器件这一类高技术、高附加值的中高档产品领域中，国外企业拥有绝对的竞争优势，我国仍需大量进口来满足国内市场需求，因此国家高度重视IGBT等半导体产业的发展，国产替代也成为国内IGBT行业的发展趋势和促进行业内企业发展的主要驱动因素。随着我国国产化进程的加快，近年来IGBT的自给率也不断上升。据资料显示，我国IGBT自给率从2015年的10.1%上升至2021年的19.5%。
2015-2021年中国IGBT自给率变化情况
资料来源：公开资料整理
5、专利情况
从我国IGBT专利情况来看，2020年以来，我国IGBT相关专利申请数量有所下滑，但整体专利数量仍处于高位。据资料显示，2021年我国IGBT相关专利申请数量为3330项，较2020年下降1184项。
2015-2021年中国IGBT相关专利申请数量情况
资料来源：佰腾网，华经产业研究院整理
六、竞争格局
1、市场份额
目前在全球IGBT市场中，英飞凌依然是绝对龙头，在IGBT器件、IGBT模组市场份额分别为29.3%、36.5%，均为全球第一。而在IGBT器件中的中国本土厂商仅士兰微一家，份额为2.6%；在IGBT模块市场，中国厂商斯达半导以2.8%的份额居全球第六。
2020年全球IGBT器件竞争格局
资料来源：公开资料整理
2020年全球IGBT模块竞争格局
资料来源：公开资料整理
2、重点企业
斯达半导体是以IGBT为主的功率半导体芯片和模块的设计研发、生产及销售为一体的公司，是我国IGBT行业绝对的龙头企业。据资料显示，2021年斯达半导体IGBT模块业务营业收入为15.95亿元，同比增长74.99%，毛利率达37.14%。
2019-2021年斯达半导体IGBT模块业务营收情况
资料来源：公司公报，华经产业研究院整理
从公司IGBT产品产销量情况来看，2021年斯达半导体IGBT模块产量为930万只，同比增长70.67%；销量为878万只，同比增长67.85%；库存量为107万只，同比增长80.03%。
2019-2021年斯达半导体IGBT模块产销量情况
资料来源：公司公报，华经产业研究院整理
从公司研发投入情况来看，2021年公司研发投入费用为1.1亿元，占总营收的比重为6.46%；研发人员数量为245人，占公司总员工的23.76%。
2019-2021年斯达半导体研发投入情况
资料来源：公司公报，华经产业研究院整理
七、行业发展趋势
1、国家政策有力支持
新型功率半导体器件行业是我国重点鼓励和支持的产业之一，为推动节能减排，促进电力电子技术和产业的发展，国家发改委等有关部门陆续出台资金补贴计划，支持新型电力电子器件产业化。未来国家产业政策的支持将会不断推动功率半导体器件行业的技术进步，形成先进技术的自有知识产权，优化国产功率半导体器件的产品结构。
2、新能源汽车带动行业快速发展
IGBT在新能源汽车中主要用于电机电控的生产制造，其在新能源汽车的成本比重约为5%左右。而随着近年来IGBT在新能源汽车的应用比例不断提高，加上大功率电动汽车对IGBT的要求也逐渐提升，使得IGBT在新能源汽车的成本比重不断提升。随着新能源汽车规模的迅速扩展，也将带动IGBT行业快速发挥发展。
3、国产替代为行业发展重点目标
当前我国IGBT等高技术、高附加值的新型功率器件产品的国产化程度较较低，进口依赖程度较大。近年来，国家高度重视IGBT等半导体产业的发展，出台一系列政策来推进产品国产化进程，国产替代也成为国内IGBT行业的发展趋势和促进行业内企业发展的主要驱动因素。目前，国内IGBT相关企业的技术研发相继取得成功，比亚迪、斯达半导、中车集团等企业已实现部分相关产品的量产，此外华为也已组建专门负责IGBT技术研发的人才团队。可以预见，国产替代将是行业未来发展主旋律。
华经产业研究院对中国功率半导体行业发展现状、市场供需情况等进行了详细分析，对行业上下游产业链、企业竞争格局等进行了深入剖析，最大限度地降低企业投资风险与经营成本，提高企业竞争力；并运用多种数据分析技术，对行业发展趋势进行预测，以便企业能及时抢占市场先机；更多详细内容，请关注华经产业研究院出版的《2022-2027年中国功率半导体行业市场运行态势及投资战略研究报告》。
