半导体行业深度报告（三）：新能源打开IGBT天花板，新产能蓄力国产企业新台阶-20231015-东海证券-51页_2mb

IGBT行业深度分析总结

核心内容概述

IGBT（绝缘栅双极型晶体管）是功率半导体器件中的核心产品，因其兼具MOSFET和BJT的优点，具有驱动功率小、饱和压降低、开关性能良好等显著优势，被称为电子电力行业的“CPU”和新能源“芯片”。随着新能源产业的快速发展，特别是新能源汽车、新能源发电等领域，IGBT市场迎来快速增长。预计2026年中国IGBT市场规模将达到685.78亿元，2022-2026年复合年增长率（CAGR）为21.48%。其中，新能源汽车是IGBT增长的最主要驱动力，预计2026年市场规模达407.84亿元，年复合增速为32.84%。

主要观点

1. IGBT的技术特点与应用场景

• 技术优势：IGBT结合了BJT的高电流密度与MOSFET的高输入阻抗，具有显著的性能优势。
• 应用领域：IGBT广泛应用于新能源汽车、工业控制、白色家电、新能源发电、轨道交通等领域，其中车规级IGBT对安全性和可靠性要求更高。
• 产品形式：IGBT通常以模块或单管形式使用，IPM模块进一步集成驱动和保护功能，提升系统安全性。

2. 新能源推动IGBT市场增长

• 新能源汽车：新能源汽车的快速发展是IGBT增长的核心动力，其IGBT模块占整车成本的10%左右，预计2026年市场规模达407.84亿元。
• 新能源发电：光伏和风电新增装机容量持续增长，带动IGBT需求，预计2026年光伏逆变器IGBT市场规模为27.30亿元，风电变流器IGBT市场规模为16.89亿元。
• 市场前景：随着新能源政策的推动和市场需求的扩大，IGBT市场将保持长期增长趋势。

3. 国产替代加速发展

• 市场格局：2021年全球IGBT市场由英飞凌、富士电机、三菱电机等海外企业主导，CR3达53%和56%。
• 国内厂商表现：国内厂商如斯达半导、宏微科技、士兰微等在技术上不断突破，2023年国产化率预计达到32.90%。
• 发展趋势：国内厂商正逐步向IDM模式转型，以突破产能瓶颈，提升竞争力。

关键信息

IGBT市场增长预测

IGBT市场格局

• 全球市场：2021年，英飞凌、富士电机、三菱电机占据全球市场主要份额，其中英飞凌在单管市场占比29%，模块市场占比33%。
• 中国市场：2021年，士兰微在单管市场占比4%，斯达半导和中车时代在模块市场分别占比3%和2%。
• 国产化趋势：预计2023年国产化率将达到32.90%，国内厂商正加速发展以实现技术突破和产能扩张。

IGBT技术演进

• 结构演进：IGBT结构从PT型发展为NPT型，再进一步发展为FS型，提升性能并降低损耗。
• 栅极结构：从平面栅发展为沟槽栅，再发展为微沟槽栅，以提升电流密度和降低开关损耗。
• 技术指标：随着技术迭代，IGBT的功率密度提升3倍，能耗降低至初始的1/3，各项性能指标持续优化。

投资建议

• 优质标的：建议关注车规级及新能源IGBT赛道的优质企业，如斯达半导、宏微科技、时代电气、士兰微、扬杰科技、闻泰科技。
• 市场潜力：随着新能源汽车、光伏、风电等行业的持续增长，IGBT市场需求将持续扩大，国产替代进程加速。

风险提示

1. 新能源发展不及预期
2. 技术迭代不及预期
3. 产能建设不及预期

关键企业介绍

• 斯达半导：全球IGBT模块市场第六、国内第一，业务覆盖车规级和工业级IGBT。
• 时代电气：国内轨交和车规级IGBT龙头企业，业务布局广泛。
• 士兰微：国内半导体IDM龙头，IGBT业务快速增长。
• 宏微科技：国内IGBT行业领军企业，产能规划清晰。
• 扬杰科技：IDM+Fabless模式结合，产品布局多样化。
• 闻泰科技：ODM+功率半导体龙头，持续扩产。

图表目录

• 图1：功率半导体产品分类
• 图2：IGBT结构图
• 图3：功率半导体器件应用领域
• 图4：某半桥结构IGBT模块产品示意图
• 图5：某半桥IGBT模块内部芯片示意图
• 图6：IPM模块较IGBT模块技术改进点
• 图7：IGBT应用领域
• 图8：IGBT芯片随着技术迭代性能不断提升
• 图9：我国新能源汽车市场销量
• 图10：电动汽车IGBT应用范围
• 图11：光伏系统示意图
• 图12：中国光伏与风电发电新增装机容量
• 图13：工控各场景功率器件电路图
• 图14：用于空调的变频器IPM应用示例
• 图15：三相逆变器原理图
• 图16：动车组牵引系统示意图
• 图17：2022年我国IGBT应用领域市场规模及占比
• 图18：预计2026年我国IGBT应用领域市场规模及占比
• 图19：IGBT核心生产流程
• 图20：IGBT模块封装示意图
• 图21：IGBT产业链图
• 图22：2021年全球IGBT单管竞争格局
• 图23：2021年全球IGBT模块竞争格局
• 图24：中国IGBT产量及自给率趋势图
• 图25：斯达半导发展历程
• 图26：斯达半导历年营收及增速
• 图27：斯达半导历年归母净利润及增速
• 图28：斯达半导历年毛利率和净利率
• 图29：斯达半导历年期间费用率
• 图30：斯达半导历年分行业营收构成
• 图31：斯达半导2023H1营收占比
• 图32：时代电气发展历程
• 图33：时代电气历年营收及增速
• 图34：时代电气历年归母净利润及增速
• 图35：时代电气历年毛利率和净利率
• 图36：时代电气历年期间费用率
• 图37：时代电气历年营收构成
• 图38：时代电气近两年新兴装备业务构成
• 图39：士兰微发展历程
• 图40：士兰微历年营收及增速
• 图41：士兰微历年归母净利润及增速
• 图42：士兰微历年毛利率与净利率
• 图43：士兰微历年期间费用率
• 图44：士兰微历年营收构成
• 图45：2023H1士兰微业务营收构成
• 图46：宏微科技发展历程
• 图47：宏微科技历年营收及增速
• 图48：宏微科技历年归母净利润及增速
• 图49：宏微科技历年毛利率与净利率
• 图50：宏微科技历年期间费用率
• 图51：宏微科技历年拆分业务毛利率
• 图52：扬杰科技发展历程
• 图53：扬杰科技历年营收及增速
• 图54：扬杰科技历年归母净利润及增速
• 图55：扬杰科技历年毛利率与净利率
• 图56：扬杰科技历年期间费用率
• 图57：扬杰科技历年营收构成
• 图58：2023H1扬杰科技业务营收构成
• 图59：闻泰科技发展历程
• 图60：闻泰科技历年营收及增速
• 图61：闻泰科技历年归母净利润及增速
• 图62：闻泰科技历年毛利率与净利率
• 图63：闻泰科技历年期间费用率
• 图64：闻泰科技历年营收构成
• 图65：闻泰科技两大业务历年研发费用

表格目录

• 表1：MOSFET、IGBT和BJT性能对比
• 表2：各应用场景IGBT参数对比
• 表3：IGBT栅极结构的演变
• 表4：IGBT纵向结构的演变
• 表5：英飞凌的七代产品之间核心参数对比
• 表6：新能源汽车IGBT市场规模测算
• 表7：光伏逆变器IGBT市场规模测算
• 表8：风电变流器IGBT市场规模测算
• 表9：工业控制IGBT市场规模测算
• 表10：变频白电IGBT市场规模测算
• 表11：不同类型IGBT材料及封装工艺的对比
• 表12：轨道交通IGBT市场规模测算