深度报告-20220620-东吴证券-IGBT行业深度报告_新能源驱动需求快速增长_国产替代迎来换挡加速_90页_3mb

IGBT行业深度报告总结

核心内容

IGBT（绝缘栅双极型晶体管）作为电力电子行业的核心器件，兼具MOSFET和BJT的优点，广泛应用于工业控制、新能源汽车、光伏风电、变频白电、智能电网及轨道交通等领域。随着新能源等下游行业的快速发展，IGBT需求持续增长，预计2025年中国IGBT市场空间将达到601亿元，复合年增长率（CAGR）达30%。其中，新能源汽车IGBT需求增速最快，预计2025年将达到387亿元，CAGR高达69%。

主要观点

• IGBT在新能源汽车中扮演关键角色，主要应用于主驱逆变器、OBC、车载空调及直流充电桩，是电控系统的核心器件。
• 新能源汽车销量的快速增长推动了IGBT单车价值量的提升，2019年纯电动汽车中功率半导体价值量为387美元，是传统燃油车的5.5倍。
• 碳化硅作为第三代半导体材料，具有耐高压、耐高温、工作频率高、能量损耗低等优势，未来随着成本下降，其在新能源汽车中的渗透率将不断提升。
• 中国IGBT市场增速高于全球，预计2025年市场规模将占全球近四成，成为全球IGBT市场的重要组成部分。
• 本土IGBT企业在技术、客户服务和价格方面逐渐具备竞争优势，国产替代进程正在加速。

关键信息

市场规模预测

• 全球IGBT市场规模：2020年为97.2亿美元，预计2025年将达到115.5亿美元，CAGR约26.31%。
• 中国IGBT市场规模：2020年为27.48亿元，预计2025年将达到386.94亿元，CAGR达26.31%。
• 新能源汽车IGBT市场：预计2025年中国新能源汽车IGBT需求将达387亿元，全球达116亿美元。
• 光伏IGBT市场：预计2025年中国光伏IGBT市场规模为29亿元，全球为85亿元。
• 风电IGBT市场：预计2025年中国风电IGBT市场规模为12亿元，全球为22亿元。
• 工控IGBT市场：预计2025年中国市场规模为55.83亿元，CAGR为8%。
• 变频白电IGBT市场：预计2025年中国市场规模为89.73亿元，CAGR为14.18%。
• 轨道交通IGBT市场：预计2025年中国市场规模为6.79亿元，整体增长较为平稳。

技术发展与迭代

• IGBT技术经历了从平面栅到沟槽栅再到微沟槽栅的演变，以提升电流密度、降低导通压降和开关损耗。
• 体结构从穿通型（PT）发展为非穿通型（NPT）和场截止型（FS），以优化器件性能。
• 技术迭代显著提升了IGBT的性能指标，包括芯片面积、工艺线宽、通态饱和压降、关断时间及功率损耗等。

行业格局

• 外资主导：目前IGBT市场主要由英飞凌、三菱、富士电机、安森美和赛米控等外资企业主导。
• 国产替代加速：国内企业正在快速追赶，具备成本、服务和响应速度的优势，有望在行业快速发展中脱颖而出。
• 进入壁垒高：IGBT行业存在较高的技术、市场和资金壁垒，对芯片设计、制造和模块封装有严格要求。

投资建议

• 推荐关注车规级IGBT模块及碳化硅功率器件企业，如斯达半导（603290.SH）。
• 建议关注时代电气（688187.SH）和士兰微（600460.SH）等公司。

风险提示

• 下游新能源汽车、新能源发电等行业的发展不及预期。
• IGBT行业国产替代进程不及预期。
• 碳化硅行业发展不及预期。
• 行业竞争加剧。

下游应用领域

技术趋势与发展方向

• 降低导通损耗：通过优化芯片结构和材料，减少能量损耗。
• 降低开关损耗：提升开关速度和减少拖尾电流。
• 提高电流密度：采用沟槽栅和微沟槽栅等技术。
• 提高阻断电压：优化体结构设计，增强器件耐压能力。
• 减少半导体材料用量：降低芯片厚度和面积，实现降本。
• 提升结温：增强器件的耐高温性能。
• 扩展安全工作区：提高器件的可靠性和稳定性。

未来展望

• 随着新能源汽车、光伏和风电等行业的持续发展，IGBT市场将持续增长。
• 国产替代进程加快，本土企业有望在高端市场占据更大份额。
• 碳化硅等第三代半导体材料的发展将为IGBT行业带来新的增长点。