IGBT持續(xù)走強，頭部公司紛紛擴產

作者：豐寧

從缺芯潮緩解轉向下游市場需求疲軟，在半導體賽道的周期性寒冬之下，各家企業(yè)相繼采取措施，減產、縮減投資等逐漸成為行業(yè)廠商度過危機的主要方式之一。

不過在半導體諸多賽道中，有這樣一個細分領域，它未受市場景氣度的影響，持續(xù)繁榮向上。這便是IGBT。

?01、IGBT的市場格局

根據IGBT的產品分類來看，按照其封裝形式的不同，可分為IGBT分立器件、IPM模塊和IGBT模塊。IGBT分立器件主要應用在小功率的家用電器、分布式光伏逆變器；IPM模塊應用于變頻空調、變頻洗衣機等白色家電產品；而IGBT模塊應用于大功率變頻器、新能源車、集中式光伏等領域。

根據工作環(huán)境的電壓不同，IGBT可以分為低壓（600V以下）、中壓（600V－1200V）、高壓（1700V－6500V）。一般低壓IGBT常用于變頻白色家電、新能源汽車零部件等領域；中壓IGBT常用于工業(yè)控制、新能源汽車等領域；高壓IGBT常用于軌道交通、電網等領域。

如今隨著新能源汽車的發(fā)展，對功率器件IGBT的需求量日益增加，被譽為“功率器件心臟”的IGBT也自此進入前所未有的緊缺局面。

根據頭部IGBT廠商市場份額分析，歐洲地區(qū)約占IGBT芯片市場的35%，主要參與者有英飛凌、安森美、意法半導體等；亞太地區(qū)占比約為30%-35%，主要競爭者有三菱電機、富士電機、日立等；北美市場份額約為15%，主要競爭者有安森美、德州儀器等。

隨著新能源的爆火，IGBT缺貨成了近年來的“家常便飯”。根據富昌電子的數(shù)據，目前英飛凌、安森美、意法半導體等IGBT國際大廠的訂單整體處于相對飽滿的狀態(tài)，價格整體而言也比較穩(wěn)定，產品交期普遍在39周以上，尤其是風光儲IGBT等部分緊缺料交期還在52周以上。

據悉，作為IGBT全球龍頭，英飛凌目前積壓的汽車訂單為290億歐元，是汽車行業(yè)預期收入的2倍。安森美在未來12個月內則仍有57億美元的LTSA承諾訂單，在報告期內，公司與一家OEM簽訂了750V和1200V電動汽車牽引逆變器的長期合作協(xié)議，使公司未來能夠支持更高的產量。

如此緊張的供需格局，為國產IGBT廠商的發(fā)展打開了切口。

根據統(tǒng)計，2023年1-7月，共有17個IGBT項目啟動或簽約，累計投資超過150億元，表明中國企業(yè)在IGBT領域的擴張迅速。下面具體看一下中國有哪些優(yōu)秀的IGBT廠商，以及這些廠商目前取得的成績。

?02、十家國產IGBT廠商技術情況

具體來看，士蘭微、華潤微、新潔能、華微電子、比亞迪、宏微科技均已經擁有中低壓IGBT產品的生產能力，而具備高壓IGBT芯片生產能力的中國廠商則只有時代電氣和斯達半導兩家。

自問世以來，IGBT不斷進行技術迭代，主要向著降低開關損耗和創(chuàng)建更薄的結構方向改善和發(fā)展。其在縱向結構、柵極結構以及硅片加工工藝方面不斷升級改進，共經歷了七次大型技術演變，各項指標在演變中不斷優(yōu)化。目前，IGBT芯片已經迭代至第七代精細溝槽柵場截止型IGBT，但考慮成本后，應用最廣泛的仍是IGBT第四代產品。

斯達半導在中國IGBT市場的市占率排名第一，其優(yōu)勢在于IGBT模塊，主要覆蓋新能源汽車和工控領域。2013年斯達半導開始專注新能源汽車IGBT模塊的研發(fā)，目前其IGBT電壓等級涵蓋范圍為100V～3300V，率先實現(xiàn)第七代IGBT產品的研發(fā)。

時代電氣的IGBT布局比較特殊，其IGBT器件在城市軌道交通、高速鐵路以及電力機車方面具有廣泛應用。時代電氣的IGBT模塊在市場中位居第二位，僅次于斯達半導。其IGBT產品已實現(xiàn)750V—6500V全電壓覆蓋，在國內IGBT供應商中電壓覆蓋范圍最廣，也是國內唯一實現(xiàn)3300V以上軌交、電網等高壓領域覆蓋的公司。目前，時代電氣第七代IGBT技術已研發(fā)成功。

士蘭微的產品以IGBT單管和IPM模塊為主，在白電和工控領域具備顯著市場地位。此外其車規(guī)IGBT產品通過部分汽車廠商測試，開始小批量供貨；光伏IGBT單管已在國內部分光伏客戶逐步上量。士蘭微已經推出了英飛凌的第七代產品，目前還處在送審階段，離量產還有距離。

華微電子布局第六代IGBT技術，電壓覆蓋范圍為360-1350V，其IGBT產品主要應用在光伏逆變、智慧家居、工業(yè)控制、新能源汽車等領域。新潔能的IGBT產品作為光伏、儲能行業(yè)的重點應用產品，目前已經迭代至第七代產品并實現(xiàn)量產銷售。

揚杰科技主要布局第四代IGBT技術，產品主要應用于工控和消費電子等領域。比亞迪半導體和宏微科技等公司應用第五代IGBT技術，產品分別應用于汽車、工業(yè)、新能源、消費電子和工控、光伏、新能源汽車等。

華潤微于2022年推出第五代高性能IGBT系列產品，適用于光伏逆變器及儲能系統(tǒng)、充電樁、不間斷電源系統(tǒng)（UPS）、車載充電機（OBC）等領域。

振華永光的IGBT訂貨情況顯示，截至2023年5月31日，第六代IGBT功率模塊的用戶數(shù)量同比增長42.9%，IGBT訂貨金額同比增長100%以上，未來預期在伺服電機、風力發(fā)電等領域均會有良好表現(xiàn)。2023年6月，振華永光成功研制出第七代IGBT芯片的1200V/900A功率模塊，該產品參數(shù)性能可完全對標世界一流企業(yè)第七代同類產品。

?03、汽車和光伏兩大應用領域

上車和應用情況

具體來看，斯達半導與國內大部分主流車企已取得合作關系，當前客戶包括比亞迪、廣汽、長安、奇瑞、北汽等。半年報顯示，上半年斯達半導生產的應用于主電機控制器的車規(guī)級IGBT模塊持續(xù)放量，合計配套超過60萬輛新能源汽車，其中A級及以上車型超過40萬輛，同時公司在車用空調，充電樁，電子助力轉向等新能源汽車半導體器件份額進一步提高。與此同時，公司基于第七代微溝槽TrenchFieldStop技術的750V車規(guī)級IGBT模塊大批量裝車。

時代電氣主供中車旗下商用車，目前已大批量供貨廣汽、東風、小鵬、理想等客戶。今年10月30日，時代電氣發(fā)布的投資者關系活動記錄表顯示，在問到車規(guī)IGBT模塊的四季度和明年價格走勢時，時代電氣表示2022年車規(guī)IGBT模塊大概供100萬個模塊，約70萬臺車，截至2023年三季度，已經完成了去年全年的量。全年希望可以做到100萬臺車。

士蘭微當前主供客戶包括零跑、匯川、上汽、吉利等廠商。宏微科技正在和一汽、北汽、長城等廠商進行定點項目認證工作；比亞迪半導體的IGBT以自用為主。

新潔能的汽車電子客戶有比亞迪、理想、蔚來、小鵬等。揚杰科技的新能源汽車行業(yè)客戶有寧德時代、賽力斯、比亞迪等。華潤微的IGBT產品已經成功進入了比亞迪、長城、吉利等知名車企。

光伏IGBT是一大市場

從目前光伏IGBT行業(yè)的進展及彈性來看，斯達半導、新潔能、宏微科技以及揚杰科技這幾家公司受到諸多關注。

在光伏儲能行業(yè)，斯達半導可以提供基于自主650/1200V單管IGBT和模塊為戶用/工商業(yè)/地面電站的全部解決方案，已成為戶用和工商業(yè)并網逆變器和儲能逆變器的主要供應商。目前光伏電站、大儲需求旺盛，公司的IGBT模塊在光伏、儲能里面均有大批量應用。斯達半導風光儲營收占比預計在15%-20%。

宏微科技在光伏領域主要以單管為主，近年來則憑借和大客戶的合作定制開發(fā)，在模塊領域亦取得快速突破。目前公司光伏逆變器用80A模塊開發(fā)進展順利，2022年上半年已大批量交付；800A/1200V等級的光伏大功率模塊已立項研發(fā)；公司的M5i微溝槽650V系列在光伏行業(yè)所使用的單管產品上獲得驗證和批量交付，針對UPS和光伏行業(yè)領域同期推出新的定制模塊產品規(guī)格，進展順利。

新潔能是近期在光伏領域增速最快的公司之一。在光伏儲能領域，公司的IGBT產品已經大量供應國內80%以上的TOP10企業(yè)，客戶包括德業(yè)、陽光、錦浪、固德威、上能等，已成為多家龍頭客戶單管IGBT第一大國產供應商。

揚杰科技憑借光伏二極管等產品積累的豐富客戶資源(包括華為、陽光電源等客戶) ，快速的切入到光伏和新能源汽車相關產業(yè)鏈之中，在光伏、新能源等領域的產品快速起量。去年第三季度新能源收入占比30%(光伏為主)，和工業(yè)占比相近新能源中大部分為光伏SBD，IGBT也在快速成長。

?04、產能與擴產

據悉，目前國內的車規(guī)級IGBT年內的訂單基本都被鎖定。時代電氣在與機構交流中直言，從市場的訂單狀況來看，目前IGBT的需求很旺盛，很多重要客戶選擇簽了3年的長約(2024-2026年)?！肮炯逼刃枰狪GBT三期的新產能，來緩解行過于旺盛的市場需求?！?/p>

產能緊缺之下，各大IGBT企業(yè)相繼擴產。

2021年，斯達半導定增獲得發(fā)審委通過，將募資35億元用于IGBT芯片、SiC芯片的研發(fā)及生產。預計將會達成6英寸IGBT產能30萬片/年，6英寸SiC芯片產能6萬片/年。具體投產時間未知。

根據時代電氣在10月的投資者關系活動記錄表，其IGBT一期加二期設計達產產能是36萬片，到目前月度可以提升到將近4萬片，全年可以到45萬片，截至三季度末，半導體內銷加外銷一共約25億。IGBT產品中約四分之三是中低壓產品，中低壓產品中車規(guī)又占約60%。

針對IGBT產能缺口，公司目前主要是通過提升自身產能利用率、良率來解決，預計今年產能比去年有約30%的增長。公司新產線建設也十分順利，預計明年第三季度開始投產。

關于產線建設情況。2022年10月，時代電氣啟動了IGBT三期新產線建設準備工作，公司此前已投資建設了一期、二期產線。三期總投資額111億元，其中宜興項目投資58億元、株洲項目53億元。宜興項目，一期規(guī)劃產能是年產36萬片8英寸IGBT，產品主要用于新能源車領域。株洲項目，建成后產能年產36萬片8英寸IGBT，主要用于新能源發(fā)電、工控、家電。三期項目建設周期24個月，預計2024年6-7月才會投產。

士蘭微三季報顯示，公司當前5英寸、6英寸產線利用率回升至90%左右，8英寸生產線保持滿負荷生產；LED生產線中，士蘭明芯接近滿產，士蘭明鎵的LED產線產能利用率也超過90%。在12英寸產線方面，由于市場客戶開發(fā)和PIM封裝產能正在爬坡的影響，當前12英寸IGBT實際產出為1.5萬片/月，較設計產能2.5萬片/月仍有一定空間。不過士蘭微表示12英寸芯片計劃2024年二季度（最晚至第三季度）就會基本滿產，進入正常發(fā)展階段。再看士蘭微的整體擴產情況。

2022年6月，士蘭微投資建設“年產720萬塊汽車級功率模塊封裝項目”，該項目總投資30億元。隨后在10月，又定增不超過65億元，用于年產36萬片12英寸芯片生產線項目（39億元）、SiC功率器件生產線建設項目（15億元）、汽車半導體封裝項目（一期）（30億元）等。此次的定增項目建設期為3年，也就是預計2025年投產。華潤微的IGBT產能也會在今年有所新增。

華潤微電子深圳12英寸集成電路生產線項目主體結構已完成封頂，項目總投資規(guī)模約220億元，規(guī)劃總產能4萬片/月，預計至2024年12月底前可實現(xiàn)通線量產。重慶12英寸功率半導體晶圓生產線和先進封測基地產品線已實現(xiàn)上量爬坡。

值得注意的是，華潤微電子近日在接受投資者調研時表示，公司已經制定了明確的營收目標，2023年公司IGBT產品營收的目標是10億元，同時，公司的碳化硅和氮化鎵產品也力爭實現(xiàn)營收規(guī)模上億。

比亞迪在長沙的IGBT項目已于2020年啟動，該項目設計年產25萬片8英寸晶圓的生產線，投產后可滿足年裝50萬輛新能源汽車的產能需求。此外在山東濟南等地的產能也在擴充之中。不僅如此，在自有產能嚴重供不應求的情況下，近年來比亞迪也逐漸向士蘭微、斯達半導、時代電氣、華潤微等具備車規(guī)級IGBT生產能力的本土企業(yè)下單。

今年4月，宏微科技公開發(fā)行可轉債獲審核通過，本次募集資金總額不超過4.5億元，扣除發(fā)行費用后的募集資金凈額將全部用于車規(guī)級功率半導體分立器件生產研發(fā)項目（一期）。預計該項目建成后，將形成年產車規(guī)級功率半導體器件240萬塊的生產能力。宏微科技表示，該項目將專注于汽車電控系統(tǒng)功率半導體的研發(fā)，進一步擴大車規(guī)級IGBT模塊產品的總體產能。揚杰科技的新能源業(yè)務也在不斷增長，MOSFET、IGBT等產品加速上量。

?05、營收增長可觀

從業(yè)績來看，今年Q3士蘭微、時代電氣、斯達半導、宏微科技、華潤微等廠商營收依然保持著增長趨勢。此外，從前三季度的業(yè)績表現(xiàn)來看，整體表現(xiàn)依然可圈可點，時代電氣、斯達半導、宏微科技三家廠商不管是營收還是凈利潤和去年同期相比增長幅度依然非常可觀。

從IGBT芯片業(yè)務經營模式來看，時代電氣、華潤微、士蘭微等營收規(guī)模較大的企業(yè)均采用IDM模式，而斯達半導、新潔能、宏微科技等營收規(guī)模較小的企業(yè)則多使用Fabless模式。

在如今市場需求旺盛，產品供應不足，而代工資源又緊缺的狀態(tài)下，采用IDM模式的IGBT廠商就處于有利地位，既擺脫了對晶圓代工廠商的依賴，又能自行調整生產計劃擴大產能，抓住市場機遇。

如今斯達半導已經跨上向IDM模式轉移的步伐，其正在建設超3300V高壓IGBT芯片和SiC芯片產線，并將擁有自己的芯片廠線。

再看毛利率情況。IGBT算是一條毛利表現(xiàn)還算不錯的賽道，諸如時代電氣、揚杰科技、斯達半導、華潤微和新潔能的季度毛利率均超過了30%。再加上如今市場供應關系緊張的狀況使得IGBT公司在市場上的議價能力增強，從而保證了其毛利率的穩(wěn)定。

關于對未來市場的展望，隨著技術的不斷進步和市場需求的不斷增長，IGBT?產業(yè)將會呈現(xiàn)出更加廣闊和穩(wěn)定的前景。?中國IGBT廠商將在這片廣闊的市場中扮演更為重要的角色。

DIGITIMES指出，2021-2023年間的IGBT擴產將由中國企業(yè)主導，全球芯片短缺，導致英飛凌、三菱、富士電機等IGBT芯片供應商產品供不應求，中國IGBT企業(yè)則趁機透過低售價、及時客戶服務與穩(wěn)定的供應鏈，成功打進下游客戶，并逐漸拉升產能以提高市占率。

另外中國的IGBT廠商多集中在中低壓市場，高壓IGBT僅中車時代和斯達半導有所布局。隨著高壓直流輸電和電力機車等領域的不斷發(fā)展，高壓大功率IGBT器件作為其中重要的電力電子器件，未來向高壓IGBT行進也將成為國產廠商的目標之一。