功率半导体IGBT:半导体核心器件,龙头布局厂商梳理

翰棋说财经 2024-06-25 07:06:20

IGBT是发展最为迅速的功率半导体器件之一。近年来,电动汽车和光储行业的增长推动IGBT等功率器件的需求。基于国家相关政策中提出核心元器件国产化的要求,国产替代成为国内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,Yole预计到2024年我国IGBT产量将增长至7,820万只。

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IGBT行业概览

IGBT是融合了BJT(双极型三极管)与MOSFET特性的复合全控型电压驱动式功率半导体。

IGBT结合了MOSFET的高速开关、高输入阻抗等优点,同时继承了BJT的低导通电压和低损耗特性。在高压大电流和高速应用方面,IGBT的性能十分优越,被视为电力电子领域的理想开关器件。此外,IGBT能响应设备中的信号命令,精确调节电路中的电压、电流、频率和相位。

IGBT在电力电子行业里被誉为“CPU”,广泛应用于电机节能、轨道交通、航空航天新能源汽车等多个领域。

在新能源汽车领域,IGBT主要应用于电机驱动控制、热管理以及电源等多个系统。

IGBT模块产业链梳理

IGBT模块产业链由IGBT芯片设计、制造及模块封测三大核心环节构成。

和其他的半导体产业不同,IGBT在封测与模块方面的技术难度极高,同时也有较高的利润空间。

在车载IGBT产业链中,认证是进入市场的重要门槛。IGBT生产商须通过如AEC-Q100等严格的车规级认证,这一过程大约需要12至18个月。此外,厂商还需与汽车制造商或一级供应商进行长达2至3年的车型导入测试。

IGBT模块技术复杂,国内对海外进口依赖较大。根据YOLE的数据,行业前三名企业的市场份额合计为57.60%,其中英飞凌市场份额遥遥领先,其次是富士电机和三菱。国内企业斯达半导在行业中也占有一席之地。

供货周期方面,包括安森美在内的多家功率半导体厂商,IGBT等产品的正常供货周期约为8周。

我国企业正通过技术创新或收购裸片制造商等方式进军IGBT市场。国内已有部分领军企业具备产业链协同能力,并加快国产IGBT器件的验证和导入工作。

斯达半导、宏微科技、时代电气、士兰微、扬杰科技和闻泰科技等都是国内IGBT行业的领军企业。在生产能力方面,士兰微、华润微等多家国内企业已具备中低压IGBT产品的生产能力,能够生产高压IGBT芯片的中国企业则仅有时代电气和斯达半导两家。

IGBT产业链及龙头厂商梳理:

资料来源:公开整理

从整个IGBT产业链来看,尽管核心环节目前主要还是由海外企业占据主导地位,但是在产业链的每环节,我国都有深入布局的企业,大多采取Fabless、Foundry和IDM三种不同的运作模式。

全球领先的IGBT企业,如英飞凌、安森美等,多采用IDM模式。国内采用IDM模式的公司相对较少,国内主流的芯片生产方式多倾向于采用Fabless代工模式,斯达半导、宏微科技等公司是这一模式的典型代表。在Fabless代工模式下,代工厂会根据提供的工艺流程和设计版图,生产出满足设计指标要求的芯片。以华虹宏力为代表的厂商已成为国内领先、最全面的半导体功率器件代工厂。

结语

近年来海外大厂扩产步伐缓慢,我国相关政策对核心元器件国产化提出明确要求,IGBT行业国产化率正在迅速提升,国产替代成为国内IGBT企业发展的主要驱动力,推动着行业持续发展。

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