2022年绝缘栅双极型晶体管(IGBT)行业市场研究报告

2022年绝缘栅双极型晶体管(IGBT)行业市场研究报告行业现状发展历程驱动因素行业痛点产业链行业环境目录01、行业概述

02、发展环境03、行业现状

04、行业痛点

05、行业前景趋势行业概述行业定义行业发展历程行业产业链01行业定义IGBT，InsulatedGateBipolarTransistor，即绝缘栅双极型晶体管。IGBT是一种由双极性晶体管（BJT）和绝缘栅场效应管（MOS）组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼并了BJT的导通电压低、通态电流大等优点和MOS的开关速度高、控制功率小等优点。IGBT作为能源转换和传输的核心器件，具有高效节能、高电压、大电流、高频率和易于开关等性能，适用于各类需要交流电和直流电转换及高低电压转换的应用场景，可提高用电效率和质量，被广泛应用在消费电子（汽车电子、家用电器、变频白色家电）和工业（轨道交通、智能电网、交通运输）领域。IGBT的种类众多，综合IGBT原理和作用，可将IGBT根据电压等级划分为低压、中压和高压IGBT:(1)低压IGBT的电压等级分布在650V-1,200V之间，主要用于低消耗的消费电子和太阳能逆变器领域。(2)中压IGBT的电压等级分布在1,200V-2,500V之间，主要用于新能源汽车、风力发电等领域。(3)高压IGBT的电压等级分布在2,500V-6,500V之间，主要用于高压大电流的高铁、动车、智能电网、工业电机等领域。发展历程1992年：采用沟槽型替代平面栅,工艺线宽从5um发展到3um1997年：以低掺杂的N-基区作为衬底,不采用外延技术，而采用离子注入的“透明集电区技术"2001年：结合了"透明集电区技术”与“电场中止技术”2003年：基于第五代FS-IGBT芯片产品改进了沟槽型结构产业链上游产业链上游：绝缘栅双极型晶体管(IGBT)行业上游龙头企业已开始对产业链进行延伸，逐渐进军原材料生产领域，以规避高额进口原料的成本支出，攫取上游毛利。此外，伴随着上游原料生产企业的重组进程加快以及中国市场参与者技术水平的提高，绝缘栅双极型晶体管(IGBT)行业上游原材料供应有望朝着专业化和规模化的方向继续发展，逐渐抢夺外资企业在行业内的话语权。产业链中游产业链中游：绝缘栅双极型晶体管(IGBT)行业中游企业原材料大部分依靠进口，主要原因是下游消费终端为保障科研成果，对行业产品的质量稳定性要求较高，因此，中游科研用制备厂商更倾向于选择仪器先进、供应链稳定的进口原材料供应商。企业产品价格主要受市场供求关系的影响。由于绝缘栅双极型晶体管(IGBT)企业的产品毛利较高，原材料价格波动不会对企业的盈利能力产生重大影响。产业链下游产业链下游：绝缘栅双极型晶体管(IGBT)行业下游企业市场空间广阔、销售范围广、用户分散、单批数量少、销售单价高等特点。随着全球范围内生物医药行业研究的深入及产业化程度的提升，中国行业产品种类进一步丰富，应用领域持续增加，个性化、高端化的产品将逐渐获得更广阔的应用空间。发展环境政策环境经济环境社会环境02PartOne政策环境1提出了以体系化思维来弥补信息领域核心技术弱势，打造国际先进和安全可靠的核心技术体系，带动中国集成电路和核心元器件等薄弱环节发展，实现中国信息领域核心技术的突破。国务院《关于组织实施2010年新型电力电子器件产业化专项的通知》《国家信息化发展战略纲要》发改委《战略性新兴产业重点产业和服务指导目录》发改委提出要重点发展以IGBT为代表的芯片与器件的设计开发和功率模块产业化。此项政策的颁布为IGBT行业的技术和产业化发展指明了方向，奠定了行业的发展基调。IGBT行业与中国集成电路产业的发展也有着密切关系，明确指出将IGBT列入大力推动突破发展的新型元器件领域之一，鼓励IGBT研发和改进技术，促进中国IGBT行业持续快速发展。《发改委办公厅关于组织实施2010年新型电力电子器件产业化专项的通知》提出到2020年，中国纯电动车和插电式混合动力汽车年生产能力将达200万辆，等效为8英寸IGBT晶圆年需求100万片，有助于推进IGBT行业下游新能源汽车应用领域的发展，也推动IGBT在新能源汽车领域技术的发展，为中游IGBT生产商提供了发展保障明确提出到2025年,单位工业增加值(规模以上)能耗比2020年下降15.0%左右,要求风机、变压器、汽车、家用电器和一些类型的电动机等耗能设备能效指标达到国际先进水平，有效减少主要污染物排放总量，实现节能减排效益最大化，推动了IGBT在工业、交通运输、家电电器等重点领域应用,夭幅度提高这些领域的能源利用效率提出要重点发展以IGBT为代表的芯片和器件的设计开发和功率模块产业化，为IGBT行业的技术和产业化发展指明了方向，奠定了行业的发展基调《国家信息化发展战略纲要》提出了以体系化思维来弥补信息领域核心技术弱势，打造国际先进和安全可靠的核心技术体系，带动中国集成电路和核心元器件等薄弱环节发展，实现中国信息领域核心技术的突破。《节能减排“十四五”规划》《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》政策环境2社会环境随着工业控制及电源行业市场的逐步回暖，IGBT在此领域的市场规模有望逐步扩大。IGBT是变频器、逆变焊机等传统工业控制及电源行业的核心元器件，且已在此领域中得到广泛应用。我国变频器行业的市场规模总体呈上升态势，目前，变频器在冶金、煤炭、石油化工等工业领域的应用规模将保持稳定增长，同时，在城市化率提升的背景下，变频器在市政、轨道交通等公共事业领域的需求也会继续增长。此外，逆变式弧焊电源凭借优异的电源特性在电焊机市场持续渗透，推动逆变式弧焊电源的应用市场规模逐步扩大。随着变频器、逆变焊机等传统工业控制及电源行业的发展，IGBT的市场规模有望持续增长。IGBT既可控制信号的导通、也可控制信号的关断，是典型的全控型功率半导体器件，目前，以IGBT为代表的全控型功率半导体器件在工作频率、工作电压和信号控制性等方面的性能出众，正逐步发展为中高端功率半导体器件的主流应用形态。社会环境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。随着新能源汽车的发展以及变频白色家电的普及，IGBT的应用优势逐步凸显，它不仅在工业应用中提高了设备的自动化水平、控制精度等，也大幅提高了电能的应用效率，同时减小了产品体积和重量，节约了材料，未来的应用空间十分广阔。经济环境由于下游应用较广泛，据调查数据预测，未来几年全球IGBT市场空间整体保持5%左右增速，到2020年全球IGBT单管市场空间达到60亿美元左右。随着下游产业向中国的转移，中国目前已经成为全球最大的IGBT需求市场，中国IGBT市场空间占到全球空间的40%-50%。同时，受益于部分下游新兴应用领域的崛起（如电动车、新能源等），未来国内IGBT市场将保持10%左右增长。行业现状分析03PartOne行业现状分析在中国“工业0”和“中国制造2025”的背景下，各种涉及到电的场合都离不开以IGBT为核心的电力电子技术的应用，推动了中国IGBT行业的发展，驱使中国本土企业加大了在IGBT产品领域的投入与研发。中国IGBT产品产量从2014年的380万只增长到了2018年的1,125万只，年复合增长率为32%。在中国国内本土IGBT企业加大在产业链上中游的投资及国外IGBT上游企业陆续在中国本土建立晶圆厂的趋势影响下，中国IGBT行业的市场化进程将不断推进。中国IGBT行业产业链有望持续完善，IGBT技术水平将不断革新，中国IGBT行业产量有望进一步提升，到2023年IGBT产品产量达到4,660万只。行业现状分析在中国“工业0”趋势和“中国制造2025”发展规划的带动下，中国制造业进入了快速发展阶段。在制造业技术浪潮推动下，中国传统制造行业趋向电动化和智能化升级，如汽车发展到新能源汽车、铁路发展到磁悬浮高铁、电网发展到智能电网，对能源的转换效率和电能利用效率均提出了更高的要求。由于IGBT具有能源转换和高效节能等优点，因此在电力电子设备应用的比例也在不断提高，为中国IGBT行业的发展带来了良好发展机遇。根据数据显示，中国IGBT行业市场规模由2014年的79.8亿元增长到2018年的159.6亿元，年复合增长率为18.9%。在环保政策日益趋严的背景下，节能减排相关的电力电子设备需求量将增加，促进中国IGBT行业发展。与此同时，在中国智慧城市建设、物联网和大数据等科技应用的背景下，大功率IGBT模组拥有较大的发展空间。未来中国IGBT行业市场将持续增长，到2023年中国IGBT行业市场规模有望达到290.8亿元，市场前景广阔。行业现状南车时代、比亚迪等均主要为自己的高铁和新能源汽车做配套，华微电子属于国内在消费类IGBT市场的龙头企业，此前主要产品是第四代产品，和国际龙头差距较大，公司非常重视也极为看好战略性新兴产业的发展给功率半导体产业带来的广阔空间，因此公司进一步加大新技术、新产品的研发投入，研发投入达到营业收入的6%以上，研发的重心以符合国家战略性新兴产业发展需求的第四代、第六代IGBT产品、COOLMOS产品以及TRENCHSBD等为主，力求实现高端功率半导体核心技术快速突破。目前新技术产品已陆续应用于市场，随着公司新技术、新产品的系列化，将真正实现国内自主技术在中高端市场的规模化应用，有效加快公司的客户、市场结构调整步伐，进而提升公司整体运营质量，实现公司经营业绩的提高。目前我国IGBT优秀企业不多目前中国IGBT行业中高端技术已有突破初步形成从芯片设计到芯片封装的产业链，较强的成本优势将是中国本土企业与国外公司竞争的有力手段。伴随着未来几年IGBT市场的高速增长，国产化进程的启动将会使产业链覆盖的公司受惠IGBT行业是中国重点鼓励和扶持的产业之一，为扶持中国IGBT行业的发展，推动中国IGBT行业自主化进程，中国政府推出多项相关政策促进IGBT产业化发展政策支持政策支持、中国制造2025、下游应用领域、技术提升等是行业主要驱动因素IGBT下游应用领域广泛，汽车行业、消费电子行业、能源行业、电机行业等都需要利用IGBT来提高能源使用效率。对于高功耗损耗的电子制造设备，IGBT不仅能够保障设备工作时的可靠性和安全性，还能对设备起到节能减排作用。随着IGBT下游应用广泛，下游需求逐步扩大，促进IGBT行业的快速发展。中国制造2025”驱动下游转型升级，带动行业需求IGBT下游应用领域广泛，汽车行业、消费电子行业、能源行业、电机行业等都需要利用IGBT来提高能源使用效率。对于高功耗损耗的电子制造设备，IGBT不仅能够保障设备工作时的可靠性和安全性，还能对设备起到节能减排作用。随着IGBT下游应用广泛，下游需求逐步扩大，促进IGBT行业的快速发展。下游应用领域覆盖广泛，拉动行业需求中国是全球最大的家电生产和消费国家，大部分中国本土IGBT生产商从家电领域作为切入点进入IGBT行业。现阶段，中国本土IGBT生产商在1,200V平面非穿通型和1,200V沟槽非穿通型IGBT取得较大的突破，IGBT模组在消费电子领域已逐步实现由国产化进口，逐步缩小了与国外厂商的差距。中国IGBT技术提升，推动行业发展驱动因素70%50%下游应用领域覆盖广泛，拉动行业需求中国是全球最大的家电生产和消费国家，大部分中国本土IGBT生产商从家电领域作为切入点进入IGBT行业。现阶段，中国本土IGBT生产商在1,200V平面非穿通型和1,200V沟槽非穿通型IGBT取得较大的突破，IGBT模组在消费电子领域已逐步实现由国产化进口，逐步缩小了与国外厂商的差距。IGBT下游应用领域广泛，汽车行业、消费电子行业、能源行业、电机行业等都需要利用IGBT来提高能源使用效率。对于高功耗损耗的电子制造设备，IGBT不仅能够保障设备工作时的可靠性和安全性，还能对设备起到节能减排作用。随着IGBT下游应用广泛，下游需求逐步扩大，促进IGBT行业的快速发展。驱动因素2中国IGBT技术提升，推动行业发展行业痛点及发展建议行业痛点行业发展建议04PartOne行业痛点8英寸晶圆材料供不应求，限制行业发展近年来，全球硅晶圆材料供货能力不足，构成了制约IGBT行业发展的一大因素。由于工艺及成本的限制，半导体功率器件的生产规模较难从8英寸产线转移到12英寸硅晶圆产线，因此，中国对8英寸硅晶圆材料产能需求迅速扩大。IGBT投资成本大，制约行业发展专业人才不足在IGBT行业的投资成本中，基础设施建设占据了50%左右，主要包括了土地和设备购置成本，土地资源紧缺、土地价格上涨和相关设备配置成本上升将直接影响中国IGBT建设投资成本上涨，导致IGBT相关投资人或企业利润空间变小，在一定程度上不利于行业发展。在中国“工业0”和“智能制造”的背景下，行业下游应用端顺应时代的发展，各行业品牌商皆追求差异化和定制化产品，以提高下游各品牌的竞争力。因此，行业下游应用端不仅对IGBT产品技术和质量有一定的要求，也相当重视IGBT厂商的成套制造工艺。行业下游应用端要求IGBT与下游应用产品的制造工艺紧密结合，从而更好地发挥下游应用端产品性能。因此，IGBT生产商对从业人员的教育背景提出了更高的要求，而该领域的人才供需失衡的矛盾正日益凸显，阻碍了行业的发展。发展建议1发展建议2发展建议3提升产品质量（1）政府方面：政府应当制定行业生产标准，规范绝缘栅双极型晶体管(IGBT)行业生产流程，并成立相关部门，对科研用绝缘栅双极型晶体管(IGBT)行业的研发、生产、销售等各个环节进行监督，形成统一的监督管理体系，完善试剂流通环节的基础设施建设，重点加强冷链运输环节的基础设施升级，保证绝缘栅双极型晶体管(IGBT)行业产品的质量，促进行业长期稳定的发展；（2）生产企业方面：绝缘栅双极型晶体管(IGBT)行业生产企业应严格遵守行业生产规范，保证产品质量的稳定性。目前市场上已有多个本土绝缘栅双极型晶体管(IGBT)行业企业加强生产质量的把控，对标优质、高端的进口产品，并凭借价格优势逐步替代进口。此外，绝缘栅双极型晶体管(IGBT)行业企业紧跟行业研发潮流，加大创新研发力度，不断推出新产品，进一步扩大市场占有率，也是未来行业发展的重要趋势。全面增值服务单一的资金提供方角色仅能为绝缘栅双极型晶体管(IGBT)行业企业提供“净利差”的盈利模式，绝缘栅双极型晶体管(IGBT)行业同质化竞争日趋严重，利润空间不断被压缩，企业业务收入因此受影响，商业模式亟待转型除传统的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)行业需求外，设备管理、服务解决方案、贷款解决方案、结构化融资方案、专业咨询服务等方面多方位综合性的增值服务需求也逐步增强。中国本土绝缘栅双极型晶体管(IGBT)行业龙头企业开始在定制型服务领域发力，巩固行业地位多元化融资渠道可持续公司债等创新产品，扩大非公开定向债务融资工具（PPN）、公司债等额度获取，形成了公司债、PPN、中期票据、短融、超短融资等多产品、多市场交替发行的新局面；企业获取各业态银行如国有银行、政策性银行、外资银行以及其他中资行的授信额度，确保了银行贷款资金来源的稳定性。绝缘栅双极型晶体管(IGBT)行业企业在保证间接融资渠道通畅的同时，能够综合运用发债和资产证券化等方式促进自身融资渠道的多元化，降低对单一产品和市场的依赖程度，实现融资地域的分散化，从而降低资金成本，提升企业负债端的市场竞争力。以远东宏信为例，公司依据自身战略发展需求，坚持“资源全球化”战略，结合实时国内外金融环境，有效调整公司直接融资和间接融资的分布结构，在融资成本方面与同业相比优势突出。行业发展建议行业前景及竞争格局行业前景行业竞争格局行业标杆企业05PartOneIGBT行业下游应用端的市场竞争日趋激烈，各企业正积极寻求差异化优势，致使下游应用端企业对IGBT的技术工艺和生产工艺等方面的要求不断往差异化、定制化、个性化方向发展。IGBT生产企业需要根据下游消费电子、家用电器领域客户提出的整体生产工艺和定制化设计需求，设计和制造出符合客户产品的技术和生产工艺，同时还需提供一体化的配套售后服务和产品升级服务等解决方案，因此，在中国制造业供给侧结构升级的背景下，行业下游消费电子和家用电器市场将趋向非标准化、定制化的IGBT需求增长，刺激IGBT行业迎来新的增长点。行业下游消费电子和家用电器领域向个性化需求增长01020304在中国“工业0”趋势和“中国制造2025”发展规划的带动下，中国制造业进入了快速发展阶段。在制造业技术浪潮推动下，中国传统制造行业趋向电动化和智能化升级，如汽车发展到新能源汽车、铁路发展到磁悬浮高铁、电网发展到智能电网，对能源的转换效率和电能利用效率均提出了更高的要求。由于IGBT具有能源转换和高效节能等优点，因此在电力电子设备应用的比例也在不断提高，为中国IGBT行业的发展带来了良好发展机遇。IGBT行业进入高速发展期从IGBT模组和分立器件产品来看，IGBT分立器件和模组的封装工艺逐步向器件小型化发展。目前全球各大IGBT生产厂商都在积极研发新的IGBT封装技术和改进当前IGBT封装技术，压缩IGBT封装尺寸。如目前各大IGBT生产厂商皆尝试将嵌入式、叠层、三维互联等封装技术应用在分立IGBT器件，从而减小封装尺寸。由此可见，IGBT行业向模块化和小型化发展已成为行业的必然发展趋势之一。行业趋向模块化和小型化发展随着12英寸硅晶圆的生产技术逐步成熟，硅晶圆将从8英寸向12英寸过度。在中国各大晶圆生产商启动12英寸产线的趋势下，12英寸硅晶圆将成为IGBT行业上游晶圆材料的主流发展趋趋，带动行业上游晶圆材料的逐步替换。上游晶圆材料趋向12英寸发展行业趋势绝缘栅双极型晶体管(IGBT)行业标准化与定制化界限被打破，未来趋于融合。标准化加微定制的产品战略，有效平衡企业操作层面与消费者需求层面的矛盾让消费者既拥有足够的确定性，也有足够的弹性。绝缘栅双极型晶体管(IGBT)行业大数据应用使得实际操作和施工赋能方式深入介入，使得平台从简单的流量供给入口转变为工具供给、技术供给、工人供给的模式。中国消费升级倒逼绝缘栅双极型晶体管(IGBT)行业提高服务质量，用户需求从获取公司信息并与公司对接畅通转变为更加注重体验注重实际的效果，满足用户需求，提供个性化定制服务，成为绝缘栅双极型晶体管(IGBT)行业新的发展方向.行业面临洗牌标准化趋势融合行业平台职能转化注重用户体验行业趋势由于新冠疫情对经济的巨大冲击，各行各业都面临资源重新洗牌，因此绝缘栅双极型晶体管(IGBT)行业也进入洗牌期。下游企业缺乏核心技术。投资融资主要集中于行业主流企业，对中小企业面临巨大挑战。纵观全球IGBT行业，以欧美、日本为主的国家和地区占据绝大部分话语权，行业集中度高，竞争激烈，头部效应明显。从全球IGBT竞争格局分析，全球中高端IGBT行业主要集中在欧美和日本。欧美IGBT制造商代表有英飞凌和ABB，其中英飞凌发展较早，具有较高的技术沉淀，IGBT芯片已发展到第四代French-FS-IGBT。英飞凌拥有大功率沟槽技术，其IGBT主要应用在军工、电力电子、家电行业等行业，在全球IGBT市场拥有较大竞争优势。ABB研发的IGBT器件电压等级覆盖600V-6,500V，形成了较为完善的IGBT产品系列，尤其在1,700V以上电压等级的工业IGBT领域占据绝对优势。而日本IGBT厂商不仅在上游材料技术具有较高精度制造工艺优势，且在中游制造环节也拥有较高的制造工艺，已成为IGBT器件技术的制高点。由于日本是全球家电行业领先者，日本IGBT厂商在电磁炉、变频空调、冰箱等家电行业占据较强优势，如三菱电机、富士等厂商，其中三菱电机在1,700V以上电压等级的电力电子IGBT也占据较强的竞争优势。相比国外IGBT市场，中国IGBT企业与国外企业在技术上存在差距。由于中国在IGBT核心部件及工艺制造能力方面的不足，导致了中国IGBT行业主要集中在中低端市场。近年来，在中国国家产业政策的支持和资本市场力量的助推下，中国IGBT行业取得较大的发展。中国IGBT行业不仅在企业数量上得到了大幅增长，在技术上也取得较大的进步。与国外IGBT厂商不同的是，中国IGBT厂商产品在不同的细分应用领域呈现出了不同的竞争格局；(1)中车时代主要发展高功率IGBT，电压等级分布在1,200V-6,500V，是中国目前自主掌握了高铁动力IGBT芯片和模块技术的企业。(2)比亚迪的IGBT产品主要应用在工业级和汽车级领域。比亚迪与上海先进、国家电网合作，共同打造IGBT产业链，成为了中国新能源汽车领域IGBT的领先者，产品已在自家新能源汽车逐步实现应用。(3)士兰微、华微电子有限公司（以下简称“华微”）、中环股份的IGBT产品电压主要集中在低压IGBT，产品集中应用在消费电子、变频白色家电等领域。总体而言，中国IGBT市场在消费电子、变频白色家电领域市场竞争较为激烈，而高铁、新能源汽车市场集中度则较高。未来随着IGBT制造技