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IGBT:电力电子装置的“CPU” 国内发展迎来新机遇

来源:搜狐作者:绵绵发布时间:2019-06-12 09:35 查看数
  近期,IGBT的发展又引起行业关注。台基股份(300046.SZ)此前发布公告,拟非公开发行股票募投月产4万只IGBT模块(兼容MOSFET等)封测线等项目。扬杰科技(300373.SZ)近日也回复投资者称IGBT芯片已实现量产,主要应用于电磁炉等小家电领域。

  IGBT(绝缘栅双极型晶体管)是功率半导体的一种,是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合式半导体。IGBT具有“高频率、高电压、大电流,易于开关”等优良性能,是电机驱动的核心,广泛应用与逆变器、变频器等,在UPS、开关电源、电车、交流电机等领域。

  据了解,功率半导体是电子装置电能转换与电路控制的核心,75%以上的电能应用需由功率半导体器件进行功率变换以后才能供设备使用。功率器件经历了近70年的发展历程。20世纪40年代,功率器件以二极管为主,主要产品是肖特基二极管、快恢复二极管等;晶闸管出现于1958年,兴盛于六七十年代;近20年来各个领域对功率器件的电压和频率要求越来越严格,MOSFET和IGBT逐渐成为主流,多个IGBT可以集成为IPM模块,用于大电流和大电压的环境。

  从供需端来看,我国是全球最大的IGBT消费国,但自给率很低。2017年中国IGBT行业产量为820万只,我国IGBT市场需求为6680万只,自给率仅为12.28%,供给严重不足。

  从市场竞争格局来看,欧美、日本等国长期领先IGBT行业。据券商分析,全球主要竞争者包括德国英飞凌、日本三菱、富士电机、美国安森美、瑞士ABB等,前五大企业的市场份额超过70%。预计在2022年全球IGBT市场规模将达到60亿美元,增量空间巨大。

  然而,随着国际巨头向高端产品转移和IGBT技术的日渐成熟,该领域国产替代的空间增大。基业长青经济研究院分析,2016-2022年年化复合增长率约为6.4%,而国内市场由于“进口替代”打开的市场空间增幅,未来五年预计年化复合增长率超过12%,其中高压IGBT、第三代半导体等细分赛道增速更有望超过20%。

  目前国内IGBT厂商大多专注于某一领域,有望在各自领域加速拓展。如斯达股份(873130.OTC)的产品主要用于电力和电机牵引,专注于第六代IGBT研发与生产。中车时代(03898.HK)专注于4500V以上IGBT研发生产,产品用于轨道交通领域。比亚迪(002594.SZ)专注于汽车IGBT领域,已推出IGBT4.0,在新能源汽车IGBT领域有望打破国外厂商的垄断。专注于大功率器件的台基股份(300046.SZ)已有5年IGBT的业务能力,有望首先在工业电焊机、工业UPS、中低压变频器等工业领域实现突破,值得注意的是,公司曾表示将在IGBT业务领域应用虚拟IDM模式,更高效的推进IGBT业务发展。

  IGBT的应用领域非常广泛,小到家电、数码产品,大到航空航天、高铁等领域,新能源汽车、智能电网等新兴应用也会大量使用IGBT。随着对节能减排的需求日益迫切,功率半导体的应用领域从传统的工业领域和4C领域逐步进入新能源、智能电网、轨道交通、变频家电等市场。

  分析称,工业领域是功率半导体最大的市场,数控机床、牵引机等电机对功率半导体需求很大,主要使用的功率半导体是IGBT。随着《中国制造2025》和“工业4.0”不断推进,工业的生产制造、仓储、物流等流程改造对电机需求不断扩大,工业功率半导体需求增加。

  此外,电机控制系统和充电桩是车用IGBT的主要增长点。电力驱动系统是控制电动汽车最关键的部分,IGBT在电力驱动系统中属于逆变器模块,将动力电池的直流电逆变成交流电提供给驱动电动机。IGBT约占新能源汽车电机驱动系统及车载充电系统成本的40%,折合到整车上约占总成本的7~10%,其性能直接决定了整车的能源利用率。



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