芯片:IGBT行業的機會

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2022-06-21 14:53:52 7

1、何為IGBT： IGBT學名叫絕緣柵雙極型晶體管，是由BJT和MOSFET組成的復合功率半導體器件。BJT指的是雙極型二極管,MOSFET指的是金屬-氧化物半導體場效應晶體管。主要用途包括電壓/電流的變頻、變壓、變相、整流、逆變、開關等，性能方面比MOSFET好，但缺點就是價格貴。

功率半導體器件：按照控制種類可以分為不可控型、半可控型、全控型三大類產品。

2、IGBT分類： IGBT從封裝形式分類可以分為IGBT分立器件、IGBT模塊和IPM三大類產品：IGBT分立器件指一個IGBT單管和一個反向并聯二極管組成的器件。IGBT模塊指將多個IGBT芯片和二極管芯片以絕緣方式組裝到DBC基板上，進行模塊化封裝。IPM：即智能功率模塊，就是將功率器件和驅動電路、過壓和過流保護電路、溫度監視和超溫保護電路等外圍電路集成在一起生產的一種“組合”型器件。我們平時更多說的就是IGBT模組，占三大分類規模超過一半。

3、下游應用端：

①分類：按照電壓分類，IGBT可分為超低壓、低壓、中壓和高壓，。低壓端主要有電焊機、家電（變頻空調、洗衣機、電冰箱、洗碗機、電磁爐）、電動汽車（混動、純電動等等）、UPS、太陽能電池、風電等。中壓主要有UPS、地鐵/城軌電機驅動、風電、太陽能電池。高壓主要有軌道牽引（高鐵、動車組）、電網、大型工業裝備。

②價值量占比：新能源汽車車IGBT市場占比持續增長，2020 年已成為中國 IGBT *大應用領域，占比約 30%。工業控制、消費電子（家電）與新能源發電市場分別占比 27%、22%、11%。智能電網占比6%，軌道交通占比4%、后兩個基本不會有太大增長。最高的需求增長在于新能源汽車與新能源發電。新能源發電主要包括光伏發電于風電發電。根據 Omdia、QYResearch 等多方數據測算，新能源汽車IGBT 2020-2024年復合增長率預計17%，新能源發電超過10%,是目前炒作IGBT最重要的邏輯之一。

4、下游最主要的需求增長端：由于新能源汽車的快速爆發及碳中和驅動下的光伏、風電都在爆發，導致IGBT產能跟不上需求，出現了嚴重缺貨現象，特別是逆變器需要用到的IGBT模塊更是供不應求，是需求比較快增長且明確的芯片細分板塊之一，按現在數據，新能源汽車與新能源發電增長是超過券商預測的。新能源發電IGBT市場已成風口，儲能、充電樁下的IGBT正在成為下一風口。

①新能源汽車：從新能源電動汽車成本來看，占比較大的零部件是電池、電機、電控系統、電驅動零部件等，分別大概占到40%、15%、12%、8%。IGBT模塊作為電控系統的核心零部件，大概占到電控系統成本的30-40%左右，加上其他的粗略估計IGBT模塊占到整車成本的7-10%左右。根據宏微科技招股說明書援引 EVtank數據，2019年中國新能源汽車 IGBT 市場規模為36 億元，測算新能源汽車 IGBT 單車配套價值約為2985元 /輛。

根據英飛凌數據，新能源汽車中功率半導體器件的價值量約為傳統燃油車5 倍以上，而IGBT正是功率半導體器件占比最大的。國內新能源汽車銷量持續數月環比正增長，9月國內銷量35.70萬臺，環比達 11.22%，同比158.81%。

②充電樁：從充電樁的成本結構來看，充電機、充電模塊是充電核心設備，其中充電模塊占充電系統成本近50%，其核心功能是將電網中的交流電轉化成可以為電池充電的直流電。充電模塊的關鍵又在于IGBT功率開關，當充電模塊工作時，三相交流電經過整流濾波后，變成直流輸入電壓供給IGBT橋。直流充電樁中，IGBT是最核心的部分，占總成本達到20%。由于中國新能源汽車市場最大，每年新增的充電樁數量也是全球最多。*規劃的車樁比是到1：1，不過目前還遠未達到。超級快充是未來的趨勢，而實現大功率快充，必然離不開IGBT等功率元器件。

③新能源發電： 新能源發電主要以光伏發電和風力發電為代表。由于新能源發電輸出的電能不符合電網要求，需通過光伏逆變器或風力發電逆變器將其整流成直流電，再逆變成符合電網要求的交流電后輸入并網。IGBT模塊是光伏逆變器和風力發電逆變器的最核心器件。根據宏微科技招股說明書顯示，IGBT模塊在逆變器價值量占比為10%~15%，測算2019~2020年IGBT 價值為2000~2300萬元/GW。預計隨著組串式逆變器生產規模逐步提升，逆變器每GW制造成本降低，單GW的IGBT價值也會隨之降低。光伏裝機容量持續超預期，1-8 月裝機22.05GW，同比增長 45%。

④儲能：儲能系統中一個重要的設備之一就是儲能變流器，用于家庭戶用儲能方面一般也稱為儲能逆變器，而在大規模的工商業儲能領域一般稱為PCS，是連接在儲能電池與電網之間，實現電能雙向轉換的裝置。儲能變流器既可以把儲能電池中的直流電逆變為交流電，輸送至電網；也可以把電網中交流電整流為直流電，給儲能系統充電。券商普遍預測儲能變流器5年需求復合增長超過50%，而IGBT是儲能變流器核心部件之一，不過也有不用IGBT的。

⑤其他:變頻白色家電,具有變頻功能的白色家電最核心的部件之一是其內部的“變頻器”，而IGBT模塊是變頻器最核心元器件，變頻是實現節能環保的*。主要包括變頻空調、變頻冰箱、變頻洗衣機，其中變頻冰箱增長空間是最大的，目前滲透率只有22%。

5、涉及標的：國內IGBT行業市場參與者包括斯達半導、宏微科技、時代電氣、新潔能、揚杰科技、捷捷微電、士蘭微、華潤微、聞泰科技等，以上先后排序是邏輯哥考慮了業務占比與彈性做出的判斷。

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