IGBT市场发展如何?“双碳”背景下ICGT行业市场受益面大吗?IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor),绝缘栅双极型晶体管,是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低,载流密度大,但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小,开关速度快,但导通压降大,载流密度小。
IGBT是工业控制及自动化领域的核心元器件,又被称为“电子电力行业的CPU”。从目前的市场发展来看,IGBT是半导体产业链中的一个重点分支,在国际上被公认为是电力电子技术第三次革命中最具代表性的产品之一。
IGBT模块又是IGBT最常见的形式,它是将多个IGBT芯片封装在一起,实现更大功率、更强的散热能力。背靠国家提出的“2030年前碳达峰”和“2060年前碳中和”策略,“双碳”也是从去年以来大家比较认可的投资主线。
IGBT是构成太阳能光伏发电关键电路的重要开关器件。根据中电联数据显示,截至8月末,太阳能发电2.8亿千瓦(其中,光伏发电和光热发电分别为27461万千瓦和52万千瓦),同比增长24.6%。根据中国光伏行业协会预测,2025年全球光伏每年装机将达到270-330GW(1GW=10亿瓦)。据国际光伏技术路线图(ITRPV)预测,随着“平价上网”时代的全面到来,在市场因素的驱动下,到2030年全球每年新增装机容量将攀升至660GW,2050年全球累计装机容量将达到9170GW。
IGBT是诞生于20世纪80年代的功率半导体分立器件,进入工业应用时间较晚,虽然目前占整体功率半导体分立器件市场份额较小,但它代表了未来的发展方向,市场规模增长很快,全球IGBT市场规模在未来几年时间将继续保持稳定增长势头。
IGBT,绝缘栅双极型晶体管,是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。当前,IGBT器件应用范围愈发广泛,涉及领域几乎涵盖社会的各个方面。中国IGBT器件市场需求增长空间巨大。
近几年中国IGBT产业在国家政策推动及市场牵引下得到迅速发展,已形成了IDM模式和代工模式的IGBT完整产业链,IGBT国产化的进程加快,有望摆脱进口依赖。2018年初,中车时代电气公司研制的4500V/3000A压接式IGBT顺利通过评审,标志着国产大容量压接式IGBT从技术验证转入工程应用阶段。预计2023年行业整体市场规模将达到超过330亿元。
IGBT模块封装是将多个IGBT集成封装在一起,以提高IGBT模块的使用寿命和可靠性,体积更小、效率更高、可靠性更高是市场对IGBT模块的需求趋势,这就有待于IGBT模块封装技术的开发和运用。
国内IGBT在设备、材料、芯片设计和晶圆制造上与国际大厂仍有一定的差距,国产IGBT芯片的主要工艺设备、衬底片都还要从国外采购,特别是在大功率模块封装方面,在产品的功率密度、散热性能、长期可靠性以及模块设计创新方面,技术差距仍然较大。不过,在后道封测环节,因国内封测厂有给国际大厂代工的经验,后道技术差距正逐渐缩小。受国家集成电路产业扶持政策拉动,预计2023年,行业规模或将达到4346亿元。
根据中研普华研究院《2019-2025年中国IGBT行业市场调研与竞争格局预测报告》报告显示:
中国IGBT器件市场需求增长空间巨大。电动化、智能化、网联化、轻量化构成了未来汽车的发展方向,电动化平台更是汽车新技术的基础。IGBT作为新能源汽车动力、电源系统中的核心器件,未来市场潜力巨大,各路新企业纷纷涌入。
一、影响需求的关键因素
随着节能减碳环保意识增加,油电混合车及电动车备受青睐,以确保生活环境的洁净。以成本结构来看,半导体占单台电动车超过1,000美元,其中,绝缘栅双极晶体管IGBT在车用半导体扮演关键角色。
电动车成本结构中最大者为电池,占比约40~50%,其次为电机驱动系统,约占全车成本15%至20%,其中,IGBT占驱动系统一半左右,即IGBT占电动车约8%至10%成本,成电动车降价第二关键零组件。
IGBT不仅用于电动车内,攸关电动车普及的充电站,站内的高功率充电桩也会采用,因此IGBT的降价不仅有利于电动车普及,也有助于充电桩布建进度加速。
IGBT在制程上亦持续精进,同时,功率模块业者也积极发展集成度更高、散热性更佳的IGBT模块,芯片商也为取得IGBT新制程及技术而发动购并。估计未来IGBT与电动车的发展关联将日益密切,IGBT市场规模也深具成长潜力。
二、国内和国际市场
在高压大功率IGBT芯片方面,由于对IGBT芯片可靠性要求非常高,此前,我国还没有一个厂家能够实现6500V IGBT芯片本土产业化,为此,国内企业每年需花费数亿元从国外采购IGBT产品。
由于国外采购周期长达数月甚至一年以上,严重制约了我国轨道交通装备的自主创新和民族品牌创立,大大降低了国内动车、机车装备在国际市场的竞争力。因此发展国内的IGBT产业迫在眉睫。
想了解更多关于IGBT行业专业数据分析,请点击查看中研普华研究院报告《2019-2025年中国IGBT行业市场调研与竞争格局预测报告》。
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