2017-IGBT产业研究:中国“芯”希望_20页-2mb
报告摘要
IGBT产业研究报告总结
核心内容
IGBT(绝缘栅双极型晶体管)是电力电子行业中的关键器件,被誉为“CPU”,具有非通即断的开关特性,广泛应用于变频、逆变等场景,是新能源汽车、轨道交通、智能电网等领域的核心组件。
主要观点
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IGBT技术现状
- IGBT技术长期被国外厂商垄断,截至2015年,我国IGBT市场规模达94.8亿元,但国产化率仅为10%。
- 2017年开年以来,国内IGBT产业取得重要进展,包括捷捷微电上市、中环股份通过02专项验收、国电南瑞启动IGBT模块产业化项目等。
- 我国在轨交领域已实现大功率IGBT的完全国产化,新能源和智能电网领域正在推进进口替代。
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IGBT应用领域
- 消费电子领域:IGBT用于家电变频器、UPS电源等,电压范围为600V以下。
- 新能源汽车领域:IGBT是电力驱动系统、车载空调、充电桩的核心元件,电压范围为600V-1200V,约占整车成本的10%。
- 轨道交通领域:用于高铁、地铁的牵引变流器和控制系统,电压范围为1700V-6500V。
- 智能电网领域:应用于发电、输电、变电和用电端,特别是柔性直流输电换流器中,电压范围为3300V。
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IGBT市场规模预测
- 新能源汽车带动市场:预计2017-2020年,新能源汽车产量将从51.7万辆增长至200万辆以上,带动IGBT市场规模达1034亿元。
- 充电桩带动市场:预计2017-2020年,新增充电桩约500万座,带动IGBT市场规模约200亿元。
- 轨道交通带动市场:预计2017-2020年,高铁新增里程1.3万公里,地铁新增里程2700公里,带动IGBT市场规模约50亿元。
- 智能电网带动市场:预计2017-2020年,新能源发电新增装机容量约6885万千瓦,其中柔性直流输电技术应用将带动IGBT市场需求约6.8亿元。
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IGBT技术发展
- IGBT芯片经历了6代技术演进,从平面穿通型发展到沟槽型电场—截止型(FS-Trench)。
- 第7代IGBT技术由三菱电机在2012年推出,SiC技术已逐渐普及。
- 国内企业在6英寸IGBT芯片制造方面取得突破,部分企业已实现8英寸芯片量产。
关键信息
- IGBT模块结构:模块是IGBT最常见的应用形式,由多个芯片封装组成,适用于高压功率产品。
- IGBT国产化进程:我国在轨交领域实现IGBT完全国产化,新能源和智能电网领域也在加快国产化进程。
- 市场增长驱动:新能源汽车产业链是未来IGBT增长的最大驱动力,预计带动市场规模超1200亿元。
- 产业链结构:国内IGBT产业链包括芯片制造、封装模块、设计公司等,共涉及26家企业,其中7家为IDM模式企业,其余为封装或设计公司。
相关标的
国外企业
- 英飞凌:全球IGBT市场占有率27.6%,处于领先地位。
- 三菱电机:市场份额20.6%,在高电压领域占据垄断地位。
- 富士电机、东芝、ABB:在中等电压和高电压领域具有较强竞争力。
- 仙童、西门康:在消费级IGBT市场有优势。
国内企业
- 中车时代电气:国内唯一自主掌握高铁动力IGBT技术的企业。
- 比亚迪:与上海先进合作,开发新能源汽车用IGBT模块。
- 士兰微:掌握300-600V穿通型和1200V非穿通型IGBT工艺。
- 华微电子:第六代(FS-Trench)IGBT产品已研发成功,应用于新能源汽车、充电桩等。
- 中环股份:具备6英寸和8英寸IGBT芯片生产能力,参与02专项项目。
- 扬杰科技:提供4寸、6寸、8寸晶圆制造技术,涵盖中高端二极体、MOSFET、IGBT。
- 中车西安永电:生产1200V-6500V高压模块,面向轨道交通、智能电网等。
- 上海先进:为英飞凌代工,与比亚迪合作推进新能源汽车IGBT国产化。
- 其他企业:包括华虹宏力、中科君芯、西安芯派、宁波科达、无锡同方微等,分别在芯片制造、设计、封装等领域有所布局。
图表目录
- 图1:功率半导体分立器件分类
- 图2:MOSFET内部结构
- 图3:IGBT内部结构
- 图4:IGBT模块各应用领域产品
- 图5:按电压分布IGBT各应用领域
- 图6:中国IGBT发展大事记
- 图7:我国IGBT市场规模复合增长率
- 图8:我国IGBT器件国产化率
- 图9:我国新能源汽车产品预计每年40%增速
- 图10:电力驱动系统中的IGBT
- 图11:直流充电桩中采用IGBT
- 图12:我国新能源汽车产品预计每年40%增速
- 图13:动车组驱动部件示意图
- 图14:我国动车组数量
- 图15:我国地铁数量
- 图16:智能电网中IGBT的应用领域
- 图17:换流阀阀塔示意图
- 图18:子模块结构图
- 图19:2015年全球功率半导体器件IGBT市场份额占比
- 图20:国外IGBT产业链图
表格目录
- 表1:IGBT芯片从一代到六代的发展历程
- 表2:电动车组IGBT器件等级及数量
- 表3:国内IGBT产业链主要公司及主要产品
研究结论
随着新能源汽车、轨道交通、智能电网等行业的快速发展,IGBT市场将迎来爆发式增长。预计2017-2020年,我国IGBT市场规模将超过1200亿元,其中新能源汽车产业链将成为最大增长动力。国内企业在技术突破和产能提升方面取得进展,国产化进程加快,有望逐步打破国外垄断,实现自主可控。
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