IGBT 是電控系統(tǒng)中實現(xiàn)精準(zhǔn)調(diào)控的“開關(guān)”。IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，即 絕緣柵雙極型晶體管，是由 BJT(雙極型三極管)和 MOSFET(絕緣柵型場效應(yīng)管)組成的復(fù)合 全控型-電壓驅(qū)動式-功率半導(dǎo)體器件，因此 IGBT 既有 MOSFET 驅(qū)動功率小、開關(guān)速度快的 特點，又有 BJT 飽和壓降低、載流密度大的優(yōu)勢。簡單來說，可以把 IGBT 看成是一個非通 即斷的開關(guān)器件，通時為導(dǎo)線，斷時為開路，能夠根據(jù)工業(yè)裝臵中的信號指令來調(diào)節(jié)電路中 的電壓、電流、頻率、相位等，以實現(xiàn)精準(zhǔn)調(diào)控的目的。IGBT 是能源變換與傳輸?shù)暮诵钠?件，俗稱電力電子裝臵的“CPU”，作為國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，在眾多領(lǐng)域應(yīng)用極廣。

 

IGBT 按照電壓等級分為三類，下游應(yīng)用場景廣泛。根據(jù)工作電壓的高低，IGBT 模塊一般被 劃分為三類：低壓（600V 以下）、中壓（600V-1200V）和高壓（1700V-6500V）。低壓 IGBT 模塊一般用于消費(fèi)電子、汽車零部件領(lǐng)域；中壓 IGBT 模塊一般用于新能源汽車、工業(yè)控制、 家用電器等領(lǐng)域；高壓 IGBT 模塊一般用于軌道交通、新能源發(fā)電、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域。其中， 新能源汽車領(lǐng)域需求的快速增長是高端 IGBT 市場規(guī)模增長最重要的驅(qū)動因素之一，根據(jù)中 國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)統(tǒng)計，2018 年應(yīng)用于新能源汽車的車規(guī)級 IGBT 市場規(guī)模已達(dá) IGBT 整體市場 規(guī)模的 31%。

車規(guī)級 IGBT 是新能源汽車的核“芯”之一。IGBT 芯片與動力電池電芯并稱為電動車的“雙芯”，是影響電動車性能的核心器件之一。在新能源汽車上，IGBT 主要應(yīng)用于電池管理系統(tǒng)、 電動控制系統(tǒng)、空調(diào)控制系統(tǒng)、充電系統(tǒng)等，主要具有以下功能：在主逆變器（Main Inverter） 中，IGBT 將高壓電池的直流電轉(zhuǎn)換為驅(qū)動三相電機(jī)的交流電；在車載充電機(jī)（OBC）中， IGBT 可將220V交流電轉(zhuǎn)換為直流并為高壓電池充電；除此之外，IGBT 也廣泛應(yīng)用在DC/DC 轉(zhuǎn)換器、溫度 PTC、水泵、油泵、空調(diào)壓縮機(jī)等系統(tǒng)中。

顧名思義，IGBT 工作特性體現(xiàn)在“絕緣柵”與“雙極型”。所謂“絕緣柵”，是指 IGBT 保 有 MOSFET 的典型原理，即作為控制電路導(dǎo)通的發(fā)射極與功率電路部分是絕緣的，需要通 過給發(fā)射極施加電壓來聯(lián)通電路；所謂“雙極型”，是指 IGBT 保有 BJT 的典型原理，即電 路導(dǎo)通時半導(dǎo)體內(nèi)同時流通電子與空穴兩種粒子。IGBT 可視為一個 PNP 型三極管和一個 N-MOSFET 的組合，發(fā)射極信號控制 MOSFET 的通斷。當(dāng) MOSFET 導(dǎo)通時會為 PNP 晶體 管提供基極電流，IGBT 導(dǎo)通；當(dāng) MOSFET 關(guān)斷時 PNP 晶體管基極電流被切斷，IGBT 關(guān)斷。
 

IGBT 行業(yè)主要包括設(shè)計、制造、封測三大板塊，根據(jù)公司覆蓋面的差異劃分為三種模式。IGBT 行業(yè)上游產(chǎn)業(yè)主要包括半導(dǎo)體材料（硅片、光刻膠等）與設(shè)備（光刻機(jī)、刻蝕機(jī)、PVD、 CVD 等），是支撐 IGBT 行業(yè)發(fā)展的基石；IGBT 行業(yè)根據(jù)芯片制造的工序又可依次劃分為芯 片設(shè)計、晶圓制造、模塊封裝與測試三個環(huán)節(jié)；IGBT 行業(yè)下游產(chǎn)業(yè)為廣泛的各細(xì)分應(yīng)用市 場，IGBT 在工業(yè)控制、新能源汽車、消費(fèi)電子、電力儲存、軌道交通、家用電器等領(lǐng)域均 大量應(yīng)用。半導(dǎo)體行業(yè)內(nèi)一般依據(jù)覆蓋環(huán)節(jié)的不同而將各半導(dǎo)體公司分類為三種商業(yè)模式：Fabless（無工廠芯片供應(yīng)商）模式、Foundry（代工廠）模式與 IDM（Integrated Device Manufacture，集成器件制造）模式。Fabless 模式是指只負(fù)責(zé)芯片的電路設(shè)計與銷售，將 具體生產(chǎn)環(huán)節(jié)外包的公司，例如斯達(dá)半導(dǎo)、中科君芯等；Foundry 模式是指負(fù)責(zé)制造、封裝 或測試的其中環(huán)節(jié)，不負(fù)責(zé)芯片設(shè)計的公司，例如上海先進(jìn)、江蘇宏微等；IDM 模式是指集 芯片設(shè)計、制造、封測多個環(huán)節(jié)于一身的公司，例如比亞迪、英飛凌、三菱、士蘭微等。

功率半導(dǎo)體歷史演變分為半控型器件、全控性器件、復(fù)合型器件、集成電路四個階段。
 

第一階段是以 1957 年為起點、以整流管、晶閘管為代表的半控型器件發(fā)展階段。這一階段 的功率器件在低頻、大功率變流領(lǐng)域中的應(yīng)用占有優(yōu)勢，取代了早先的汞弧整流器，半控型 器件實現(xiàn)了弱電對強(qiáng)電的控制，在工業(yè)界引起了一場技術(shù)革命，但半控型器件可通過信號控 制其導(dǎo)通，但無法實現(xiàn)關(guān)斷，使得其應(yīng)用有著很大局限性。
 

第二階段是 20 世紀(jì) 70 年代后期為以可關(guān)斷晶閘管(Gate Turn Off Thyristor, GTO)、功率雙 極晶體管（Bipolar Junction Transistor, BJT，也稱 Giant Transistor, GTR）和功率場效應(yīng)晶 體管（Power-MOSFET）等全控型器件為代表的發(fā)展階段。全控型器件通過對門極（基極/ 柵極）的控制，既可使器件導(dǎo)通又可使器件關(guān)斷，其開關(guān)速度高于晶閘管，使變流器的高頻 化得以實現(xiàn)。20 世紀(jì) 70 年代末 MOSFET 出現(xiàn)，克服了前兩代的許多不足，但其導(dǎo)通電阻 卻比較大，在高壓領(lǐng)域其導(dǎo)通電阻仍舊是很大問題。
 

第三階段是 20 世紀(jì) 80 年代后期以絕緣柵雙極型晶體管（Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT）復(fù)合型器件為代表的發(fā)展階段。IGBT 是功率 MOSFET 和 BJT 的復(fù)合，集中了 BJT 和 MOSFET 的優(yōu)點，但也正是因為其由 MOSFET 驅(qū)動 BJT，導(dǎo)致其開關(guān)速度、最大工作頻率不及 MOSFET，故更適用于只在高壓、大功率環(huán)境。
 

第四階段是以功率集成電路（Power Integrated Circuit, PIC）或智能功率集成電路（Smart Power Integrated Circuit, SPIC）為代表的集成電路發(fā)展階段。PIC 即采用一定的工藝，把 一個電路中所需的晶體管、二極管、電阻、電容和電感等元件及布線互連一起，制作在一小 塊或幾小塊半導(dǎo)體晶片或介質(zhì)基片上，然后封裝在一個管殼內(nèi)，成為具有所需電路功能的微 型結(jié)構(gòu)。20 世紀(jì) 90 年代后，PIC 開始進(jìn)入實用化階段。集成電路模塊中 MOSFET、IGBT 等功率器件仍是其核心，約占整個芯片面積的 1/2-2/3，集成電路更多是起到推動電子元器件 朝微小型化、低功耗和高可靠性方面發(fā)展的作用。
 

自功率 IC 出現(xiàn)以后，功率半導(dǎo)體市場從以往單一的功率器件產(chǎn)品市場轉(zhuǎn)變?yōu)楣β势骷c功 率集成電路產(chǎn)品并存的市場。各代功率半導(dǎo)體器件仍在各自結(jié)構(gòu)體系內(nèi)不斷迭代發(fā)展，根據(jù) 各自特性在不同的應(yīng)用領(lǐng)域各有應(yīng)用，形成了多代產(chǎn)品發(fā)展共存的局面。

 

IGBT 的技術(shù)趨勢為“小尺寸、高功率、低損耗”。從 1988 年 IGBT 首次問世到 2012 年三 菱電機(jī)推出微溝槽場截止型新產(chǎn)品，IGBT 已經(jīng)經(jīng)過 7 次迭代升級，朝著減小模塊尺寸、增 加輸出功率、降低功率損失的目標(biāo)不斷優(yōu)化。在新能源汽車領(lǐng)域，隨著市場對于整車性能要 求的迅速提高，車規(guī)級 IGBT 呈現(xiàn)出高電壓、高效率、高功率密度和高可靠性的“四高”特 性。在未來，IGBT 行業(yè)會在精細(xì)化技術(shù)、超結(jié)技術(shù)、高結(jié)溫終端技術(shù)、先進(jìn)封裝技術(shù)、功 能集成技術(shù)等方向進(jìn)一步探索，實現(xiàn)尺寸厚度、功率密度、驅(qū)動效率、結(jié)溫、可靠性等方面 的優(yōu)化，不斷降低生產(chǎn)成本。

 

SiC 性能優(yōu)良，但技術(shù)尚不成熟。和第一代、第二代半導(dǎo)體材料相比，第三代半導(dǎo)體材料碳 化硅（SiC）具有高熱導(dǎo)率、高擊穿場強(qiáng)、高飽和電子漂移速率和高鍵合能等優(yōu)點，因其禁 帶寬度大于或等于 2.3eV，又被稱為寬禁帶半導(dǎo)體材料。SiC 器件相對于 Si 器件的優(yōu)勢有三 個方面：電能轉(zhuǎn)換過程中的能量損耗更少、更容易實現(xiàn)小型化、更耐高溫高壓。SiC 器件的 工作結(jié)溫在 200℃以上，工作頻率在 100kHz 以上，耐壓可達(dá) 20kV，在高壓、高溫、高頻應(yīng) 用領(lǐng)域碳化硅基器件相較于傳統(tǒng)硅基器件更具優(yōu)勢。但是當(dāng)前 SiC 芯片技術(shù)還不夠成熟，仍 面臨著很多技術(shù)挑戰(zhàn)：一是如何制造高質(zhì)量、低缺陷率的襯底和外延層；二是怎樣提高 MOSFET 溝通遷移率和柵氧穩(wěn)定性；三是溝槽柵 SiC 技術(shù)如何做到低損耗、大電流容量、 高穩(wěn)定性。

 

當(dāng)前各主流廠商的車用 SiC MOSFET 技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程處于起步階段。全球 SiC 產(chǎn)業(yè)格局 呈現(xiàn)美國、歐洲、日本三足鼎立的態(tài)勢，其中美國全球獨大，全球 SiC 產(chǎn)量的 70%~80%來 自美國公司，典型企業(yè)是科銳、安森美、Ⅱ-Ⅵ等；歐洲擁有完整的 SiC 襯底、外延、器件 以及應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈，典型公司是意法半導(dǎo)體、英飛凌等；日本是設(shè)備和模塊開發(fā)方面的領(lǐng)先者， 典型公司是羅姆、三菱電機(jī)等。在車用產(chǎn)業(yè)化領(lǐng)域，雖然 2017 年羅姆曾在 Formula-E 電動 方程式賽車錦標(biāo)賽中為 Venturi 車隊賽車配臵了 SiC 逆變器，但真正實現(xiàn)量產(chǎn)是特斯拉在 2018 年推出的封裝了 SiC MOSFET 的 Model 3 車型，該產(chǎn)品由意法半導(dǎo)體提供，特斯拉也 因此成為最早采用 SiC MOSFET 制造汽車逆變器的車企，隨后英飛凌也成為了特斯拉的 SiC 功率半導(dǎo)體供應(yīng)商。

2019 年 9 月，科銳與德爾?？萍夹奸_展汽車碳化硅器件合作，科銳 的 SiC MOSFET 技術(shù)將用于德爾福的 800V 電控逆變器中，計劃量產(chǎn)時間為 2022 年；同年 12 月，科銳成為大眾汽車集團(tuán) FAST（Future Automotive Supply Tracks，未來汽車供應(yīng)鏈） 項目 SiC 獨家合作伙伴，通過功率模塊供應(yīng)，為未來的大眾提供碳化硅基解決方案。2019 年 9 日，意法半導(dǎo)體被雷諾-日產(chǎn)-三菱聯(lián)盟指定為高能效碳化硅技術(shù)合作伙伴，為聯(lián)盟即將 推出的新一代電動汽車的先進(jìn)車載充電器（OBC）提供功率電子器件。2020 年 6 月，大陸 集團(tuán)動力總成事業(yè)群、汽車電氣化領(lǐng)域的領(lǐng)先供應(yīng)商緯湃科技與羅姆最近簽署了一份共同開發(fā)合作協(xié)議，在 800V 碳化硅逆變器以及 400V 碳化硅逆變器解決方案中展開合作。國內(nèi)廠 商方面，比亞迪積極推進(jìn) SiC MOSFET 商業(yè)化進(jìn)程，2020 年旗下中大型轎車比亞迪漢 EV 車型電機(jī)控制器首次使用了比亞迪自主研發(fā)并制造的高性能 SiC MOSFET 控制模塊，大大 提高了電機(jī)性能?？傮w來看，全球各廠商已經(jīng)開始考慮采用 SiC MOSFET 技術(shù)，但是目前 仍處于產(chǎn)業(yè)化起步階段。

 

SiC MOSFET 短期內(nèi)難以取代 IGBT，預(yù)計國內(nèi)廠商將形成以 IGBT 為基本盤，以 SiC 為戰(zhàn) 略布局的并存局面。SiC 在磊晶制作上有材料應(yīng)力的不一致性，造成晶圓尺寸在放大時磊晶 層接合面應(yīng)力會超出拉伸極限，導(dǎo)致晶格損壞，降低了產(chǎn)品良率，故目前 SiC 芯片成品率低， 晶圓尺寸主流仍維持 4 寸或 6 寸，無法取得大尺寸晶圓成本優(yōu)勢，生產(chǎn)成本過高。同等級別 的 SiC MOSFET，其成本是 Si IGBT 的 8~12 倍，而車用領(lǐng)域 SiC 解決方案的整體成本相比 傳統(tǒng) Si IGBT 則高出約 300 美元。其次可靠性難以保證，目前 SiC MOSFET 缺少長期可靠 性數(shù)據(jù)，且由于 SiC 和 SiO2 界面缺陷多，目前柵氧長期穩(wěn)定性的問題也有待解決。所以對 于各半導(dǎo)體供應(yīng)商來說，IGBT 在性能達(dá)標(biāo)的情況下具有成本與質(zhì)量優(yōu)勢，故未來一段時間 內(nèi) IGBT 仍會占據(jù)市場主導(dǎo)地位，SiC 更多會作為戰(zhàn)略布局進(jìn)行研發(fā)試點而非批量生產(chǎn)。

 

新能源汽車行業(yè)臨近拐點之年，高端車與低端車雙雙加速放量，預(yù)計 2025 年銷量有望達(dá) 505 萬輛。新能源汽車按照車型可以分為 A00 級（微型車）、A0 級（小型車）、A 級（緊湊型車）、 B 級（中型車）等。以特斯拉為代表的 B 級 EV 高端車由于科技性溢價高，將持續(xù)滲透高端 客群，加速替代同級別的傳統(tǒng)燃油車；而比亞迪有望在 2021 年將迎來新一輪產(chǎn)品周期，在 降本提速、政府補(bǔ)貼延續(xù)和免征購臵稅影響下實現(xiàn)“購臵平價”，尤其是技術(shù)成熟且壁壘很高的 PHEV 高端車型。受補(bǔ)貼退坡刺激，2020 年后低端車產(chǎn)業(yè)鏈將加速降本，預(yù)計 2021 年中低端車發(fā)力，尤其是 A0 級和 A 級 PHEV 將向大眾市場加速滲透，頭部企業(yè)率先平價。2022 是行業(yè)拐點之年，其中 A 級 PHEV 兼具燃油車和電動車的優(yōu)點，市場接受度較高，有 望在當(dāng)前換購周期中率先突圍。2023 年開始進(jìn)入后補(bǔ)貼時代，新能源汽車行業(yè)洗牌或加速， 2024 轉(zhuǎn)向復(fù)蘇，2025 年重回高增長通道，預(yù)計 2025 年我國新能源汽車銷量有望突破 500 萬輛。

 

新能源汽車行業(yè)的增長將持續(xù)推動 IGBT 行業(yè)向好發(fā)展。根據(jù)驅(qū)動視界數(shù)據(jù)，在新能源汽車 電機(jī)控制器中，IGBT 占據(jù)了電機(jī)控制器成本的 37%，是新能源汽車重要的核心電子器件之 一，新能源汽車的加速普及會大幅促進(jìn) IGBT 行業(yè)向好發(fā)展。除此之外，在新能源汽車市場 的帶動下，其配套基礎(chǔ)設(shè)施市場蓬勃發(fā)展，根據(jù)中國電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施促進(jìn)聯(lián)盟的年度 報告數(shù)據(jù)，2019 年全國充電設(shè)施較 2018 年新增超過 12.85 萬臺，IGBT 作為充電設(shè)備中功 率轉(zhuǎn)換的核心器件，預(yù)計其在充電設(shè)施進(jìn)一步普及的背景下市場需求量會進(jìn)一步提升。

 

其他應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?IGBT 需求保持平穩(wěn)增長。在工業(yè)控制行業(yè)，IGBT 是變頻器、逆變焊機(jī)、 電磁感應(yīng)加熱設(shè)備等傳統(tǒng)工業(yè)控制行業(yè)的核心元器件，并已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，隨著中國 傳統(tǒng)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，工業(yè)級 IGBT 的市場需求量有望進(jìn)一步攀升。在家用電器行業(yè)，變 頻類家電對功率半導(dǎo)體要求極高，IGBT 作為性能優(yōu)良的功率半導(dǎo)體器件應(yīng)用場景廣泛。在軌道交通行業(yè)，IGBT 是軌道交通車輛牽引變流器和各種輔助變流器的主流電力電子器件， 2020 年以來，中央會議屢屢提及加快“新基建”建設(shè)，或促進(jìn) IGBT 行業(yè)迎來新增長點。
 

IGBT 供不應(yīng)求，行業(yè)持續(xù)向好發(fā)展，根據(jù)英飛凌年報披露，2018 年全球 IGBT 市場規(guī)模高 達(dá) 62.2 億美元，2019 年中國 IGBT 市場規(guī)模達(dá)到 155 億元。IGBT 下游產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，對 IGBT 需求持續(xù)增長，根據(jù)富昌電子的 2020 年 Q1 市場行情報告顯示，目前英飛凌、安森美、 Microsemi 等 IGBT 供應(yīng)商的供貨周期普遍維持在 13-30 周左右，且交期有延長趨勢，而 IGBT 正常的供貨周期在 7-8 周左右，可見 IGBT 仍處于供不應(yīng)求的狀態(tài)，未來仍具有廣闊增長空 間。近年來全球市場與中國市場均保持增長態(tài)勢，根據(jù)英飛凌年報披露，2016-2018 年，全 球 IGBT 市場規(guī)模分別達(dá)到 45.1、52.6、62.2 億美元，同比增速分別為 6.6%、16.5%、18.4%， 全球市場加速增長；國內(nèi) IGBT 市場持續(xù)向好發(fā)展，2019 年市場規(guī)模達(dá) 155 億，同比增長 6.4%，過去 8 年間一直保持增勢。

 

銷量增，單價穩(wěn)，根據(jù)我們的預(yù)測，國內(nèi)車規(guī)級 IGBT 預(yù)計 2025 年市場空間對應(yīng) 152 億元， CAGR 約 27%。由于車規(guī)級 IGBT 主要應(yīng)用于新能源汽車，故采用公式“車規(guī)級 IGBT 市場 規(guī)模=新能源汽車銷量×IGBT 單車價值量”來近似預(yù)測未來 6 年車規(guī)級 IGBT 市場規(guī)模變化 情況。雖然受到車市遇冷與補(bǔ)貼退坡的影響，2019 年新能源汽車同比下降了 4%，2020 年 在疫情沖擊下，新能源汽車的銷量進(jìn)一步承壓，但是也需要看到動力電池 CTP 技術(shù)、比亞 迪 DM-i 技術(shù)和電動平臺等一系列新技術(shù)的應(yīng)用，有望帶動新能源汽車成本快速下降，行業(yè) 有望加速進(jìn)入普及拐點，我們預(yù)測 2025 年國內(nèi)銷量有望達(dá)到 505 萬輛左右。IGBT 單車價 值方面，考慮到供給相對偏緊、新進(jìn)入者有望破局和智能化提速，假設(shè)未來單車價值量整體 保持穩(wěn)定。在新能源汽車的成本構(gòu)成中，除了動力電池外，電機(jī)電控系統(tǒng)的成本占比位列第 二，而在電控系統(tǒng)中，IGBT 成本占比接近 40%，總體來看，車規(guī)級 IGBT 單車價值量在 3000 元左右。根據(jù)我們對國內(nèi)新能源汽車市場規(guī)模增長的預(yù)測，預(yù)計 2025 年時，國內(nèi)車規(guī)級 IGBT 的市場規(guī)模有望達(dá)到 151.6 億元，對應(yīng) CAGR 為 27%左右。

 

英飛凌：絕對的行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者。英飛凌科技公司是一家總部設(shè)立于德國的半導(dǎo)體及相關(guān)系統(tǒng)解 決方案的設(shè)計商、開發(fā)商和制造商，成立于 1999 年，前身是西門子集團(tuán)的半導(dǎo)體部門，公 司設(shè)有四個事業(yè)部：汽車電子部門、工業(yè)功率控制部門、電源管理及多元化市場部門、數(shù)字 安全解決方案部門，為汽車、工業(yè)功率控制、電源管理、傳感器解決方案和物聯(lián)網(wǎng)（IoT） 安全等領(lǐng)域提供了全面的半導(dǎo)體設(shè)計解決方案。據(jù) HIS Markit 2018 年報告數(shù)據(jù)顯示，英飛 凌在 2018 年全球 IGBT 模塊市場中以 34.5%的市占率遙居第一，具有絕對的龍頭地位。
 

三菱電機(jī)：不斷革新的日系頂級玩家。三菱電機(jī)成立于 192 年，是一家從事電子電器產(chǎn)品開 發(fā)、制造、銷售和分銷的公司，公司包括能源電力系統(tǒng)部門、工業(yè)自動化系統(tǒng)部門、信息通 信系統(tǒng)部門、電子設(shè)備部門、家用電器部門與其他部門，其中電子設(shè)備部門提供包括功率器 件、微波和射頻器件、光器件和光模塊的半導(dǎo)體器件，廣泛應(yīng)用于白色家電、工業(yè)自動化、 軌道交通、太陽能發(fā)電等領(lǐng)域。據(jù)HIS Markit 2018 年報告數(shù)據(jù)顯示，三菱在2018年全球IGBT模塊市場中市場份額達(dá) 10.4%，位居全球第 2，是日系半導(dǎo)體企業(yè)在工業(yè)級 IGBT 領(lǐng)域的優(yōu) 秀代表。
 

比亞迪半導(dǎo)體：車規(guī)級 IGBT 市場的后起之秀。比亞迪半導(dǎo)體有限公司由比亞迪集團(tuán)重組分 拆的半導(dǎo)體廠商，致力于集成電路及功率器件的開發(fā)，目前產(chǎn)品主要覆蓋 IGBT 等功率半導(dǎo) 體器件、電源管理 IC、CMOS 圖像傳感器、傳感及控制 IC、音視頻處理 IC 等。比亞迪在 2004 年開始布局 IGBT 產(chǎn)業(yè)，經(jīng)過十余年的研發(fā)積累和新能源汽車的規(guī)?；瘧?yīng)用，已成長為 中國最大的 IDM 車規(guī)級 IGBT 廠商，產(chǎn)品覆蓋乘用車領(lǐng)域與商用車領(lǐng)域。
 

斯達(dá)半導(dǎo)：國內(nèi) IGBT 龍頭。嘉興斯達(dá)半導(dǎo)體股份有限公司成立于 2005 年 4 月，是一家專 業(yè)從事功率半導(dǎo)體芯片和模塊（尤其是 IGBT 芯片和模塊）研發(fā)、生產(chǎn)和銷售服務(wù)的國家級 高新技術(shù)企業(yè)，公司愿景是成為全球領(lǐng)先的電力電子器件研發(fā)及制造商，以及電力電子創(chuàng)新 解決方案提供商。斯達(dá)半導(dǎo)為國內(nèi) IGBT 龍頭企業(yè)，尤其在工業(yè)控制及電源行業(yè)具有領(lǐng)先優(yōu) 勢。據(jù) HIS Markit 2018 年報告數(shù)據(jù)顯示，斯達(dá)半導(dǎo)在 2018 年全球 IGBT 模塊市場中市占率 為 2.2%排名第 8。

 

國內(nèi)車規(guī)級 IGBT 行業(yè)呈寡頭壟斷格局，英飛凌占近六成市場，比亞迪破局而入，位列第二。根據(jù) NE 時代數(shù)據(jù)，車規(guī)級 IGBT 行業(yè)集中度極高，CR4 高達(dá) 84.4%，CR2 高達(dá) 76.2%，形 成了以英飛凌與比亞迪為主導(dǎo)的“雙寡頭”格局。2019 年英飛凌獨占鰲頭，以 627503 單位 /套的 IGBT 模塊裝機(jī)量占據(jù)了高達(dá) 58.2%的市場份額。作為第一家自主研發(fā)、生產(chǎn)車用 IGBT 芯片的國內(nèi)公司，比亞迪半導(dǎo)體成為國內(nèi)市場上最有能力挑戰(zhàn)英飛凌的本土廠商，但目前其 市場份額為18%，仍比英飛凌低40%。斯達(dá)半導(dǎo)為IGBT 行業(yè)國內(nèi)龍頭，深耕于工業(yè)級 IGBT， 但其在車規(guī)級 IGBT 領(lǐng)域處于起步階段，市占率僅 1.6%。
 

英飛凌主導(dǎo)國內(nèi)車規(guī)級 IGBT 市場，進(jìn)口替代亟待推進(jìn)。根據(jù) NE 時代數(shù)據(jù)，2019 年車規(guī)級 IGBT 前 10 家供應(yīng)商中僅有 3 家為國產(chǎn)品牌，國產(chǎn)化程度低。究其原因，首先在于技術(shù)壁壘， 國內(nèi) IGBT 產(chǎn)業(yè)化起步較晚，在芯片設(shè)計、晶圓制造、模塊封裝等技術(shù)水平上落后于國際， 以晶圓制造為例，國內(nèi)公司在大尺寸晶圓生產(chǎn)上工藝仍落后于全球龍頭，目前國際水平是 8 英寸與 12 英寸，但國內(nèi)大部分企業(yè)還停留在 6 英寸的水平，僅比亞迪、中車等幾家公司實 現(xiàn)了 8 英寸的量產(chǎn)；其次在于人才匱乏，在國外公司對技術(shù)專利的封鎖下，我國需要大量高 端工藝開發(fā)人員來自主研發(fā)，但目前國內(nèi)還缺少系統(tǒng)性掌握 IGBT 核心技術(shù)的人才。但危機(jī) 中也孕育了機(jī)遇，隨著我國下游產(chǎn)業(yè)需求激增、華為等大廠入局以及國內(nèi)龍頭產(chǎn)能提升的影響下，國內(nèi)將形成快速形成完整 IGBT 產(chǎn)業(yè)鏈，迎來進(jìn)口替代的良好機(jī)遇，IGBT 國產(chǎn)化空間 巨大。

 

國際品牌技術(shù)領(lǐng)先國內(nèi)品牌 1 代左右。歐系公司 TOP1 英飛凌與日系公司 TOP1 三菱電機(jī)的 IGBT 產(chǎn)品均已經(jīng)發(fā)展到第 7 代，國內(nèi)市場上，斯達(dá)半導(dǎo)已在 2015 年自主研發(fā)出了國際水平 第 6 代的 IGBT，與國際龍頭差距 1 代，比亞迪則在 2018 年推出了其第 4 代車規(guī)級 IGBT4 （國際第 5 代水平），由于目前英飛凌、三菱電機(jī)的第 7 代 IGBT 主要用于工業(yè)領(lǐng)域，還未 推廣到車規(guī)級，故比亞迪與國際頂尖廠商在芯片設(shè)計方面的技術(shù)差距預(yù)估也在 1 代左右。英 飛凌、三菱電機(jī)均已坐擁 8 英寸晶圓生產(chǎn)線，并不斷加快向 12 英寸升級的進(jìn)程，比亞迪則 剛剛加入布局 8 英寸晶圓生產(chǎn)線的行列，在晶圓制造上落后于國外品牌 1 代。
 

英飛凌、三菱電機(jī)在高壓領(lǐng)域具有絕對優(yōu)勢，覆蓋更廣下游應(yīng)用市場。英飛凌、三菱電機(jī)在 低壓、中壓、高壓領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了產(chǎn)品全覆蓋，特別是 3300V 以上的高壓 IGBT 技術(shù)更是被英飛 凌、三菱電機(jī)、ABB 三家公司所壟斷。國內(nèi) IGBT 供應(yīng)商產(chǎn)品主要集中于中壓等級，比亞迪 專注于中壓等級的車規(guī)級 IGBT，斯達(dá)半導(dǎo)體雖然提供 1700V 與 3300V 的 IGBT 模塊產(chǎn)品， 但是其官網(wǎng)產(chǎn)品中心顯示其主流產(chǎn)品仍是 1200V 產(chǎn)品，國內(nèi) IGBT 廠商在高壓領(lǐng)域供應(yīng)能力 明顯不足。

 

相比于 Fabless 模式，IDM 模式更易引領(lǐng)技術(shù)革新。英飛凌、三菱電機(jī)、比亞迪均為 IDM模式，其涉足芯片設(shè)計、制造、封測等環(huán)節(jié)，掌握了全產(chǎn)業(yè)鏈的核心技術(shù)，該模式下公司具 有產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢，各環(huán)節(jié)可以協(xié)同優(yōu)化，有助于充分發(fā)掘技術(shù)潛力，在技術(shù)變革中領(lǐng)導(dǎo)力更強(qiáng)；斯達(dá)半導(dǎo)為 Fabless 模式，資產(chǎn)模式較輕，但由于其僅負(fù)責(zé)芯片設(shè)計與銷售的環(huán)節(jié)，自身未 掌控晶圓制造、模塊封裝測試等核心技術(shù)，未來在產(chǎn)能擴(kuò)張時可能受限于代工廠的技術(shù)水平， 對于產(chǎn)業(yè)鏈的控制力較弱。
 

材料成本低疊加材料利用率高，促使國際龍頭具有更低的單位成本。根據(jù)斯達(dá)半導(dǎo)體招股說 明書數(shù)據(jù)，公司主營業(yè)務(wù)成本結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定，在 2019 年 1 月-6 月主營成本中原材料采購成 本占比 87.21%，制造費(fèi)用占比 8.62%，直接人工成本占比 4.17%。與國內(nèi) IGBT 公司對比， 英飛凌、三菱電機(jī)等國際龍頭具有強(qiáng)勢的品牌效應(yīng)，并且由于其供應(yīng)全球 IGBT 下游應(yīng)用市 場，原材料需求量大，在采購原材料時能夠下探到更低的采購成本；除此之外，英飛凌、三 菱電機(jī)在技術(shù)水平上領(lǐng)先國內(nèi)，制造水平高，原材料利用率高，使得其在單位產(chǎn)品上的制造 費(fèi)用更低。雖然得益于國內(nèi)的人口紅利與素質(zhì)教育，國內(nèi)具有更優(yōu)質(zhì)低廉的勞動力，但是由 于人工成本僅占營業(yè)成本的不到 5%，國內(nèi)企業(yè)在人工成本上的降低很難有效彌補(bǔ)國內(nèi)企業(yè) 在材料與技術(shù)上的高成本差距，所以總體來說，我們認(rèn)為國際龍頭在單位成本上低于國內(nèi)企 業(yè)。
 

在低成本與高價格驅(qū)動下，國際龍頭毛利率水平高于國內(nèi)龍頭。國際龍頭由于品牌優(yōu)勢，一 般產(chǎn)品定價較高。在更高的單位成本與更低的產(chǎn)品單價雙重影響下，我們預(yù)計比亞迪、斯達(dá) 等國內(nèi)品牌的毛利率水平顯著低于英飛凌、三菱等國際品牌。斯達(dá)半導(dǎo)與英飛凌分別作為國 內(nèi)外主營 IGBT 的龍頭企業(yè)，其毛利率水平差距明顯，英飛凌最近三年一期的毛利率分別為 37.2%、38.7%、36.7%與 34.5%，斯達(dá)半導(dǎo)最近三年一期的毛利率分別為 30.6%、29.4%、 30.6%與 30.9%，前者比后者高出約 6%的水平。

 

高費(fèi)率下，國際龍頭營業(yè)利潤率低于國內(nèi)供應(yīng)商。以國際龍頭英飛凌與國內(nèi)龍頭斯達(dá)半導(dǎo)為 例，研發(fā)費(fèi)用率方面，英飛凌比斯達(dá)半導(dǎo)平均高 4%左右，最近三年一期，英飛凌的研發(fā)費(fèi) 率分別為 10.7%、11.3%、11.9%與 12.1%，呈現(xiàn)逐步上升趨勢，斯達(dá)研發(fā)費(fèi)率分別為 8.8%， 7.3%，6.9%與 8.5%，最近三年持續(xù)降低；銷售與管理費(fèi)用率方面，英飛凌比斯達(dá)半導(dǎo)平均 高 5%左右，最近三年一期，英飛凌的費(fèi)用率分別為 11.5%、11.1%、10.7%與 10.8%，斯達(dá) 半導(dǎo)的費(fèi)用率分別為 7.1%、5.5%、5.0%與 6.7%。研發(fā)費(fèi)用率與銷售與管理費(fèi)用率雙高， 使得國際廠商在營業(yè)利潤率上有所降低，2019 年斯達(dá)半導(dǎo)的營業(yè)利潤率比英飛凌高 4.8%， 2020 年第一季度斯達(dá)半導(dǎo)的營業(yè)利潤率比英飛凌高 9.8%。國內(nèi)廠商憑借較高的營業(yè)利潤率，可以采取降價讓利的策略來搶占市場，未來預(yù)計比亞迪半導(dǎo)體和斯達(dá)半導(dǎo)體都會通過降價促 銷的方式來提升競爭力。
 

在政策傾斜與資本扶持下，國內(nèi)龍頭加快自主產(chǎn)品的技術(shù)研發(fā)。半導(dǎo)體器件廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代 工業(yè)設(shè)備中，但我國半導(dǎo)體大多依賴進(jìn)口，很容易面臨缺“芯”困境，特別是在中美關(guān)系日 益緊張，國內(nèi)多家公司遭“制裁”的當(dāng)前背景下，大力發(fā)展半導(dǎo)體行業(yè)將成為國家工業(yè)發(fā)展 的重要舉措之一。2020 年兩會上提交了“關(guān)于推動中國功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)科學(xué)發(fā)展的提案”， 預(yù)計在未來國家政策持續(xù)利好，國內(nèi) IGBT 供應(yīng)商將在研發(fā)、財稅、進(jìn)出口等方面獲得更多 支持。除此之外，資金實力的增強(qiáng)也將推動國內(nèi)供應(yīng)商加強(qiáng)在 IGBT 相關(guān)技術(shù)的研發(fā)力度， 促進(jìn)技術(shù)升級，加速業(yè)務(wù)發(fā)展。2020 年 2 月 4 日斯達(dá)半導(dǎo)成功在 A 股上市，募集資金超 5 億元，2020 年 5 月 26 日和 6 月 16 日比亞迪相繼發(fā)布公告披露比亞迪半導(dǎo)體順利完成 A 輪 融資 27 億元，預(yù)計國內(nèi) IGBT 供應(yīng)商未來將在資本扶持下加速技術(shù)研發(fā)。
 

比亞迪是中國目前唯一一家擁有 IGBT 完整產(chǎn)業(yè)鏈的車企，其 IGBT4.0 產(chǎn)品在芯片損耗、模 塊溫度循環(huán)能力、電流輸出能力等關(guān)鍵指標(biāo)上達(dá)到了先進(jìn)水平。2020 年 4 月 28 日，長沙比 亞迪半導(dǎo)體新能源汽車核心電子技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項目開工建設(shè)，該項目計劃總投資 10 億 元，圍繞新能源汽車電子核心技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，通過購臵高精度光刻機(jī)、氧化擴(kuò)散爐、 金屬濺鍍機(jī)、減薄機(jī)、自動傳薄片顯微鏡等核心生產(chǎn)設(shè)備，旨在建成年產(chǎn) 25 萬片的 8 英寸晶圓生產(chǎn)線，預(yù)計在該生產(chǎn)線建成后，IGBT 制程設(shè)備的性能將得到進(jìn)一步升級，使得比亞 迪 IGBT4.0 產(chǎn)品的技術(shù)先進(jìn)性提高，產(chǎn)品可靠性增強(qiáng)，具有更高國際競爭力。
 

斯達(dá)半導(dǎo)作為國內(nèi)龍頭，2018 至今公司已量產(chǎn)所有型號的 IGBT 芯片，與國際先進(jìn)廠商的差 距不斷縮小。隨著自主研發(fā)進(jìn)程的加快，其自主研發(fā) IGBT 芯片采購量占當(dāng)期 IGBT 采購總 量的比例不斷攀升，在 2019 年 1-6 月已經(jīng)突破了 50%，預(yù)計在未來其國產(chǎn)化比例將持續(xù)提 升。

 

供求缺口與業(yè)務(wù)拓展將驅(qū)動產(chǎn)能提升。我國 IGBT 供應(yīng)商在中高端 IGBT 產(chǎn)能不足，IGBT 對 外依賴度超 90%，長期依賴國際巨頭，導(dǎo)致國內(nèi)下游產(chǎn)業(yè)公司“一芯難求”。在供不應(yīng)求的 市場驅(qū)動下，國內(nèi)龍頭的產(chǎn)能提升能為其帶來廣闊的市場空間。比亞迪 2019 年自供比率約 70%，盡管其在車規(guī)級 IGBT 市場打破了國際巨頭的壟斷，但其對外供應(yīng)量僅 4 萬多套，仍 具有很高提升空間，因此，比亞迪于 2020 年成立比亞迪半導(dǎo)體公司，并新建 8 英寸晶圓生 產(chǎn)線，進(jìn)一步擴(kuò)大 IGBT 產(chǎn)能，預(yù)計在 2025 年比亞迪半導(dǎo)體內(nèi)外供比例有望達(dá)到 2:1。

除此 之外，國內(nèi)龍頭 IGBT 產(chǎn)品正趨向應(yīng)用場景多樣化發(fā)展，業(yè)務(wù)擴(kuò)展將進(jìn)一步刺激產(chǎn)能。比亞 迪半導(dǎo)體入局工業(yè)級 IGBT，斯達(dá)半導(dǎo)加速推進(jìn)車規(guī)級 IGBT，二者互相進(jìn)入新市場。比亞迪 核心產(chǎn)品為車規(guī)級 IGBT，但其觸角已經(jīng)伸向工業(yè)級領(lǐng)域，目前比亞迪在焊機(jī)（瑞玲）、空調(diào) （TCL 等）、電磁加熱等領(lǐng)域已經(jīng)開展與下游公司的合作，未來會進(jìn)一步拓寬在變頻器、光 伏等方向的產(chǎn)品；斯達(dá)半導(dǎo)主要收入來源于工業(yè)控制及電源市場，但其在新能源汽車市場業(yè) 務(wù)發(fā)展態(tài)勢良好，其車規(guī)級 IGBT 在 2018 年完成了客戶端小批量驗證，在 2019 年已實現(xiàn)大 批量生產(chǎn)，根據(jù)其 2019 年股東大會披露，斯達(dá)半導(dǎo)體 2019 年生產(chǎn)的車規(guī)級 IGBT 模塊已經(jīng) 配套了超過 20 家終端汽車品牌，合計配套超過 16 萬輛新能源汽車。
 

國內(nèi)龍頭加速 IGBT 產(chǎn)能擴(kuò)張，迎來降本空間。比亞迪寧波工廠當(dāng)前 IGBT 芯片晶圓的產(chǎn)能 已經(jīng)達(dá)到 5 萬片/月，預(yù)計 2021 年可突破 10 萬片/月，一年可供應(yīng) 120 萬輛新能源車，而隨 著 2022 年比亞迪長沙工廠 8 英寸晶圓生產(chǎn)線的建成，預(yù)計未來 IGBT 產(chǎn)能將在現(xiàn)在基礎(chǔ)上 大幅擴(kuò)大。斯達(dá)半導(dǎo)大力推動新技術(shù)新產(chǎn)品研發(fā)項目的落地，根據(jù)公司公告，其上市募集的 資金計劃計劃投入 2.5 億元建設(shè)新能源汽車用 IGBT 項目，投入 2.2 億元建設(shè) IPM 模塊項目， 投入 1.5 億元建設(shè)技術(shù)研發(fā)中心擴(kuò)建項目。比亞迪、斯達(dá)半導(dǎo)等國內(nèi)龍頭在產(chǎn)能擴(kuò)張時有望 形成規(guī)模效益，帶動生產(chǎn)成本的下降；同時，在晶圓生產(chǎn)線升級、新技術(shù)研發(fā)中心設(shè)立等舉 措影響下，國內(nèi)廠商的 IGBT 制造水平有望提高，從而提升原材料利用率，進(jìn)一步降低芯片生產(chǎn)的單位成本。
 

技術(shù)和質(zhì)量滿足要求的情況下，價格是客戶的核心關(guān)切，低價換市場或為國內(nèi)廠商突圍之策。國際龍頭雖然毛利率水平高于國內(nèi)廠商，但囿于研發(fā)費(fèi)用居高不下，其為維持盈利水平而對 產(chǎn)品定價較高，這為國內(nèi)龍頭提供了后來居上的機(jī)會。一方面，可通過在人力、材料等方面 壓低費(fèi)用，節(jié)省成本；另一方面，可犧牲一部分凈利潤，采用更低的產(chǎn)品價格。這樣，在技 術(shù)和質(zhì)量滿足下游市場要求情況下，國產(chǎn) IGBT 產(chǎn)品的相比于進(jìn)口 IGBT 產(chǎn)品更具有價格優(yōu) 勢，有望幫助國內(nèi)龍頭從國際龍頭手中攫取客戶，提升市場份額。