2022年半導體行業回顧之IGBT：終端導入國產IGBT產品加速，供應仍然緊張

行業資訊|Industry News|

2022-12-29 08:14:36 614

電子發燒友網報道（文/程文智）2022年只剩下幾天的時間了，今年發生了太多的事情，半導體行業也不例外，在經歷了去年轟轟烈烈的供應緊張之后，今年不少半導體器件出現了供應過剩的情況。11月中旬的時候，電子發燒友網與一些行業內人士交流的時候，有人透露有些元器件的庫存超過了1年，當然，這不包括這幾年需求一直都很堅挺的IGBT器件。

1982年，通用電氣的B?賈揚?巴利加發明了IGBT，它集合了雙極型功率晶體管（BJT）和功率MOSFET的優點，一經推出，便引起了廣泛關注，各大半導體公司都投入巨資開發IGBT器件。隨著工藝技術的不斷改進和提高，其電性能參數和可靠性也日趨完善。

IGBT的技術發展及市場格局

由于IGBT集合了BJT和功率MOSFET的雙重優點，既具有功率MOSFET的高速開關和電壓驅動特性，又具有BJT的低飽和壓降和承載較大電流的特點，且具有高耐壓能力。據悉，目前商業化的IGBT模塊耐壓已經做到了6500V，實驗室甚至已經做到了8000V。

目前，IGBT器件的發展趨勢主要是高耐壓、大電流、高速度、低壓降、高可靠性和低成本。近10年來，IGBT器件發展的主要難點在于其器件的物理特性，尤其是溝槽型IGBT的物理特性，通常并不容易達到。主要體現在IGBT的開通速度和損耗、擴展至8英寸和12英寸制造/加工技術的挑戰、緩沖層構成，以及微溝槽設計等方面。

也就是說，要想設計出性能更好的IGBT產品，需要減少產品的損耗，提高開通速度、魯棒性和可靠性，提升工作溫度等方面入手。目前海外IGBT器件廠商，比如英飛凌、ST、三菱電機等基本都掌握了場終止層（Field-stop，FS）+溝槽柵IGBT技術，且相繼推出了不同系列，不同規格的600V~6500V IGBT器件和模塊產品。國內IGBT廠商由于設備和工藝水平等因素的影響，目前還處于追趕階段。不過可喜的是，已經有不少廠商取得了不錯的進步，比如斯達半導體、士蘭微、新潔能、宏微、中車時代電氣、賽晶等。

目前國內廠商的IGBT產品主要對標英飛凌的IGBT產品技術，而英飛凌IGBT技術已經迭代至第七代。

圖：IGBT技術發展趨勢（來源：億渡數據）

在市場格局方面，全球IGBT市場中海外企業以英飛凌、富士電機、三菱、安森美、東芝、ST等幾家為主，其中英飛凌的占比最大，不論是分立器件，還是IGBT模塊均居于*地位，都占了近三成的市場份額。其中英飛凌、富士電機和三菱三家加起來可能占了市場上70%的市場份額，英飛凌的產品可以覆蓋到整個工業領域和汽車領域；富士電機和三菱更多的是在傳統的工業應用上，及一些日系汽車主機廠的產品內有應用。

國內本土廠商在IGBT分立器件領域起步較晚，與海外企業相比優勢不明顯，在IGBT單管方面士蘭微，和IGBT模塊方面斯達半導體雖然占比不高，但均擠進了前十。業內普遍認為做的比較好的IGBT廠商有比亞迪、斯達、宏微、中車時代，以及華潤微和士蘭微等。

其中比亞迪全產業鏈都在做，在汽車領域表現很*，占到了新能源汽車市場份額的18%~20%。比亞迪的IGBT產線源于2018年收購的寧波中緯的晶圓廠，不夠其產品和迭代速度比較快。不足之處是其IGBT是平面型設計，輸出效率不高，第三方的主機廠一般不會采用比亞迪半導體的IGBT產品，不做比亞迪半導體在積極地市場化。

斯達半導體從2008年就開始了IGBT產品的研發，特別是2015年，IR被英飛凌收購后，斯達半導體收購了IR的專用于功率器件的研發團隊，隨后2018年開始滲透入電動汽車領域。不足之處是其晶圓來自于華虹，目前采用其IGBT產品的電動汽車廠商還不多。

宏微最早專注的產品是FRED，主要針對家電市場，因此也同步做了IGBT和對應的晶圓買賣，其股東之一的匯川技術希望將宏微的產品帶起來，目前在完善階段。

中車時代背靠中車集團，在2012年收購了英國的丹尼克斯75%的股份后，在2015年成立了Fab廠。由于丹尼克斯的產品主要集中在高壓部分，當時收購也是對口中車的軌道交通業務，因此，到目前為止，中車時代大部分的應用都在中車自己的軌道交通領域。不過，2018年開始，中車時代開始了市場化，開始在智能電網、汽車領域布局，再加上中車自己做新能源汽車的電控產品，且占了整個汽車市場的1%左右的份額，未來在汽車領域的潛力不小。

華潤微和士蘭微的IGBT產品線僅是他們眾多產品分類中的一個分支，他們目前做的市場主要是技術門檻不是很高的市場，他針對的市場主要有電焊機、等離子切割機、家用電器、工業領域的電磁感應加熱等，當然也有光伏逆變和新能源汽車產品的規劃。

IGBT行業2022年的大事件

從供應鏈方面來看，自2021年起，由于下游各應用領域對IGBT新的需求持續上升，而海外廠商擴產相對謹慎，IGBT的交付周期延長，IGBT供需矛盾明顯。2022年初，英飛凌、意法半導體等國際半導體供應商陸續發布了*通知，安森美停止了部分供貨。

近年來，下游應用需求的上升，特別是新能源汽車和新能源光伏的需求快速提升，使得本土廠商意識到IGBT等關鍵器件多供應商的重要性，很多本土廠商逐漸提升了對國產IGBT的接受程度，促使了國內廠商加速了對國產IGBT產品的導入。

據12月5日斯達半導體三季度業績說明會上的消息，斯達半導今年前三季度實現凈利潤達到5.9億元，同比增長1.21倍，增速超過營業收入，銷售毛利率達到41.07%，環比提升。據悉，近幾個季度營收增長主要驅動力來自公司產品在新能源汽車、光伏、儲能、風電等行業持續快速放量，市場份額不斷提高；隨著規模化效應釋放、產品結構優化、生產經營效率提高，公司毛利率持續增長。

從收入結構來看，1~9月份，斯達半導來自新能源行業(包含新能源汽車、新能源發電、儲能)的收入占比超過一半，成為公司業績增長的主要推動力。其中，公司的車規級半導體模塊在國內主流新能源汽車廠家大批量應用多年，市場份額不斷提高，已成為國內新能源汽車車規級功率半導體模塊的主要供應商。

據此前披露，斯達半導生產的應用于主電機控制器的車規級IGBT模塊持續放量，上半年合計配套超過50萬輛新能源汽車，并預計下半年配套數量將進一步增加，其中A級及以上車型超過20萬輛。

宏微也受益于新能源市場發展，今年前三季度公司實現凈利潤6125萬元，同比增長約三成；其中，第三季度實現2901萬元，同比上年同比增長近翻倍，銷售毛利率21.77%，約為斯達半導一半。宏微科技表示，毛利率與同行的差距主要是因為產能無法滿足*盛的市場需求，當前公司定單量飽滿，但由于上游部分核心原材料短缺，以及公司新增封測產能仍處于爬坡階段，無法再接下定單。

主要產品進展方面，宏微科技在12寸IGBT平臺在公司M3i芯片平臺基礎上，上半年開始了微溝槽M4i750V和M6i1200V的研發制樣；公司的M7i微溝槽1200VIGBT首顆產品已通過客戶認證并收獲小批量訂單；車用820A/750V模塊產品已獲得客戶驗證并開始批量交付等。

士蘭微的表現就相對暗淡，前三季度凈利僅增長了6.43%至7.74億元，其中第三季度凈利潤還同比下降了約40%。原因應該是受到了當前消費電子需求低迷的影響，不過士蘭微正在著手進入當前火熱的新能源汽車市場。

在IGBT市場方面，據士蘭微介紹，其IGBT單管和模塊在工業領域已經大量應用，并拓展到了新能源和汽車。據介紹，公司12寸IGBT月產能為1.5萬片，但受襯底短缺的影響，實際尚未達標，目前正在解決，加上公司8寸線和6寸線都有IGBT產能，所以IGBT相關的產品營收規模占比已大幅提高，預計未來會有進一步的成長。該公司高管表示，“現在面臨的主要問題是襯底有短缺。我們和上游的供應商都在積極推動解決。二季度對我們困擾比較大的FRD(快恢復二極管)現在也在逐步解決。”

結語

2022年的IGBT市場持續了一年的供應緊張，預計在新能源汽車和新能源光伏和儲能市場持續火熱的帶動下，IGBT的供應還會緊張一段時間，這對國產IGBT廠商來說是一個好消息，至少不用擔心擴產后產能過剩的問題，而且，供應緊張終端廠商導入新產品的動力也將更大。

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