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[分享] IGBT功率半导体行业现状及分类

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发表于 2020-7-2 21:23:06 | 显示全部楼层 |阅读模式
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行业现状
1、下游需求旺盛其中电动汽车最为关键
随着首台特斯拉国产Model3交付开启了特斯拉中国量产之路,特斯拉零部件国产化也正式开启,其中,重点看好国产功率半导体的发展机会。

尤其IGBT大量应用在电动车上,随着特斯拉产业链国产机遇的到来,我们认为国产功率半导体企业正在迎来一次长期的历史性发展机遇。

2、自主可控国产替代需求紧迫
国外企业占据国内高IGBT90%以上的市场份额,中美关系将加速国产替代,需求空间大,随着国内众多企业开始进入IGBT产业,产业加速发展。

3、行业拐点已现
捷捷微电、杨杰科技预告显示2019年Q4利润同比大幅增长,行业景气拐点确定。中芯国际、华虹半导体四季报也明确指出:功率半导体是半导体最景气领域。
2

功率半导体分类
产品类型
功率半导体经过 60多年的发展,产品种类繁多,其中最主要的产品包括二极管,晶闸管,MOSFET和IGBT。
微信图片_20200702212124.png

作为一种新型电力电子器件,IGBT是国际上公认的电力电子技术第三次革命具代 表性的产品,是工业控制及自动化领域的核心元器件,能够根据工业装置中的信号指令来调节电路中的电压、电流、频率、相位等,以实现精准调控的目的,广泛应用于电机节能、轨道交通、智能电网、航空航天、家用电器、汽车电子、新能源发电、新能 源汽车等领域。
3

产业格局
2020年全球 IGBT 市场规模将达 57。687亿美元,同比增长6。40%,并且未来市场规 模有望保持稳定增长。
根据中国产业信息网的数据,2018年中国 IGBT 市场规模为1819亿元,同比增长22。19%,增速显著高于全球平均水平。

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目前,全球 IGBT 市场主要由英飞凌、三菱电机、富士电机、安森美和ABB等海外厂商占据,根据中国产业信息网的数据,全球前五大 IGBT厂商的市场份额合计达74%,国产替代需求紧迫。
同时,国内中也涌现出一批包括中车时代电气、比亚迪、斯达半导等在内的掌握 IGBT核心技术的企业。

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目前,全球市场上,工控、新能源汽车和光风电是IGBT的主要应用领域。
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IGBT应用场景
1、电动汽车未来有望成为IGBT最大的下游市场
汽车的电气化以及智能化使所需的电力部件相比传统汽车价值增加了5倍以上。IGBT在新能源汽车领域中发挥着至关重要的作用,是新能源汽车电机控制器、车载空调、充电桩等设备的核心元器件。

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IGBT模块是新能源汽车电控系统和直流充电桩的核心器件,成本约占整车成本10%,占充电桩成本20%。新能源车(采用电源模块)的出货量增加将有望促进GBT市场发展:根据智研咨询,当前电动车占GBT用量的31%,预计至2025年这一比重将提升至55%以上。

2、工业控制及电源行业市场的逐步回暖,IGBT需求快速增长
受益于在冶金、煤炭、石油化工、电力等工业领域和市政、轨道交通等公共事业领域的广泛应用,工控变频器市场持续增长。

3、光伏与风力发电装机稳定增长,IGBT国产替代需求空间广阔
IGBT是光伏逆变器和风力发电逆变器的核心器件,新能源发电行业的迅速发展将成为 IGBT行业持续增长的全新动力。

5

IGBT工艺
1、目前GBT工艺主要包括IDM和代工两种方式
国内IDM厂商包括:士兰微、华润微、扬杰科技
设计:斯达半导体。

微信图片_20200702212135.png

2、IGBT工艺主要包括设计、制造和封测
1)设计环节:目前全球一线厂商均以6英寸和8英寸为主, 12英寸加速布局制造环节。

2)制造环节:IGBT的加工过程主要为三步:衬底加工、芯片制造和封装。国外IGBT技术起步较早,在设备、材料、芯片设计和晶圆制造上已经构筑了较高的壁垒。依据君芯科技官网信息,目前国内普遍可以将晶圆减薄到175μm,2018年12月份比亚迪公布能将晶圆减薄到120um,英飞凌制造的IGBT芯片最低可减薄到4um。

3)封测环节:IGBT封装的主要目的在于散热,而散热的关键是材料。自第六代技术以后,各大厂商开始重视IGBT的封装技术研究。君芯科技官网信息指出,在IGBT封装材料方面,日本在全球遥遥领先,德国和美国处于跟随态势,国内公司则相对落后。

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