IGBT作為電力電子領(lǐng)域的“CPU”,其技術(shù)演進與市場擴張緊密關(guān)聯(lián)于新能源汽車、可再生能源等戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。國內(nèi)廠商在政策扶持與技術(shù)突破下加速國產(chǎn)化替代,但高端技術(shù)突破與產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同仍需持續(xù)投入。隨著SiC材料的商業(yè)化落地,IGBT與SiC的融合將成為下一代功率半導體的核心方向。
一、IGBT的定義
IGBT是一種復合全控型電壓驅(qū)動式功率半導體器件,結(jié)合了MOSFET(金屬-氧化物-半導體場效應(yīng)晶體管)的高輸入阻抗與BJT(雙極型晶體管)的低導通壓降優(yōu)勢。其核心結(jié)構(gòu)由四層半導體(P+/N-/P-body/N+)和MOS柵極構(gòu)成,形成類似“MOS柵控雙極晶體管”的復合結(jié)構(gòu)。IGBT作為一種新型功率半導體器件,是國際上公認的電力電子技術(shù)第三次革命最具代表性的產(chǎn)品,被稱為電力電子行業(yè)里的“CPU”。
IGBT產(chǎn)業(yè)鏈上游為半導體材料及半導體設(shè)備供應(yīng)商;中游為IGBT芯片的設(shè)計、制造、封測過程,IGBT按照產(chǎn)品的封裝形式分類可分為IGBT單管、IGBT模塊和智能功率模塊(IPM);下游廣泛應(yīng)用于新能源汽車、消費電子、光伏發(fā)電、工業(yè)控制、智能電網(wǎng)、軌道交通等行業(yè)。
二、IGBT行業(yè)發(fā)展政策
近年來,中國IGBT行業(yè)受到各級政府的高度重視和國家產(chǎn)業(yè)政策的重點支持。國家陸續(xù)出臺了多項政策,鼓勵I(lǐng)GBT行業(yè)發(fā)展與創(chuàng)新,《新產(chǎn)業(yè)標準化領(lǐng)航工程實施方案(2023─2035年)》《制造業(yè)可靠性提升實施意見》《關(guān)于推動能源電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導意見》等產(chǎn)業(yè)政策為IGBT行業(yè)的發(fā)展提供了明確、廣闊的市場前景,為企業(yè)提供了良好的生產(chǎn)經(jīng)營環(huán)境。
三、IGBT行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
1.全球IGBT市場規(guī)模
IGBT是目前發(fā)展最快的功率半導體器件之一。2024年全球IGBT的市場規(guī)模約為75億美元,較上年增長5.6%。受益于新能源汽車、風光儲、工業(yè)控制等領(lǐng)域需求的爆發(fā)式增長, 2025年全球IGBT市場規(guī)模將達到80億美元。
2.中國IGBT市場規(guī)模
在雙碳戰(zhàn)略驅(qū)動和人工智能浪潮下,市場對能源轉(zhuǎn)換效率、設(shè)備智能化水平的要求持續(xù)提升,進而推動市場對各類半導體功率器件需求持續(xù)增加,IGBT等半導體功率器件將成為國民經(jīng)濟發(fā)展中不可或缺的電子元器件。2024年中國IGBT市場規(guī)模達到223.3億元,較上年增長10.7%。2025年中國IGBT市場規(guī)模將達到244.9億元。
3.中國IGBT產(chǎn)量
IGBT被稱為電力電子行業(yè)里的“CPU”,廣泛應(yīng)用于電機節(jié)能、軌道交通、新能源汽車等領(lǐng)域。目前在軌道交通領(lǐng)域已經(jīng)實現(xiàn)技術(shù)突破,在新能源汽車領(lǐng)域,IGBT是電控系統(tǒng)和直流充電樁的核心器件,我國IGBT產(chǎn)量快速增長。2024年中國IGBT產(chǎn)量達到3859萬只。2025年中國IGBT產(chǎn)量將超過4000萬只。
4.IGBT應(yīng)用領(lǐng)域占比情況
IGBT下游應(yīng)用領(lǐng)域中,新能源汽車、消費電子、新能源發(fā)電是最主要的應(yīng)用領(lǐng)域,分別占比31%、27%和11%。在新能源汽車的電機驅(qū)動系統(tǒng)中,IGBT是關(guān)鍵的功率器件,它負責將電池的直流電轉(zhuǎn)換為交流電來驅(qū)動電機工作,或者在再生制動過程中將電機產(chǎn)生的交流電轉(zhuǎn)換為直流電給電池充電,新能源汽車是最大的應(yīng)用市場。
5.IGBT市場競爭格局
全球IGBT市場由英飛凌(德國)、三菱電機(日本)、富士電機(日本)、安森美(美國)、賽米控丹佛斯(歐洲)等企業(yè)主導。其中,英飛凌以約30%的全球市場份額穩(wěn)居首位。本土企業(yè)中,斯達半導市場占比最大,為15%。其次是比亞迪半導體、中車時代、華潤微、士蘭微、揚杰科技、捷捷微電,分別占比12%、9%、3%、1%、1%、1%。
四、IGBT行業(yè)重點企業(yè)
1.斯達半導
斯達半導體股份有限公司主營業(yè)務(wù)是以IGBT和SiC為主的功率半導體芯片和模塊的設(shè)計研發(fā)、生產(chǎn)及銷售。公司長期致力于IGBT、快恢復二極管、MOSFET等功率芯片的設(shè)計和工藝及IGBT、SiC MOSFET等功率模塊的設(shè)計、制造和測試,產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制和電源、新能源、新能源汽車、白色家電等領(lǐng)域。2025年一季度,公司營業(yè)總收入為9.19億元,同比上升14.22%,歸母凈利潤為1.04億元,同比下降36.22%。分產(chǎn)品來看,2024年公司主營業(yè)務(wù)中,IGBT模塊收入31.14億元,占比91.83%。
2.比亞迪半導體
比亞迪半導體股份有限公司是國內(nèi)領(lǐng)先的高效、智能、集成新型半導體企業(yè),主要從事功率半導體、智能控制IC、智能傳感器、光電半導體、制造及服務(wù),覆蓋了對光、電、磁等信號的感應(yīng)、處理及控制,產(chǎn)品市場應(yīng)用前景廣闊。公司以車規(guī)級半導體為核心,產(chǎn)品已基本覆蓋新能源汽車核心應(yīng)用領(lǐng)域,同時也廣泛應(yīng)用于工業(yè)、家電、新能源、消費電子等應(yīng)用領(lǐng)域。
3.時代電氣
在功率半導體領(lǐng)域,公司建有6英寸雙極器件、8 英寸IGBT和6英寸碳化硅的產(chǎn)業(yè)化基地,擁有芯片、模塊、組件及應(yīng)用的全套自主技術(shù)。公司生產(chǎn)的全系列高可靠性IGBT產(chǎn)品打破了軌道交通和特高壓輸電核心器件由國外企業(yè)壟斷的局面,目前正在解決我國新能源汽車、新能源發(fā)電裝備的核心器件自主化問題。2025年一季度,公司營業(yè)總收入為45.37億元,同比上升14.81%,歸母凈利潤為6.31億元,同比上升13.42%。
4.士蘭微
杭州士蘭微電子股份有限公司從集成電路芯片設(shè)計業(yè)務(wù)開始,逐步搭建了特色工藝的芯片制造平臺,并已將技術(shù)和制造平臺延伸至功率器件、功率模塊、MEMS傳感器、光電器件的封裝領(lǐng)域,建立了較為完善的IDM經(jīng)營模式。2025年一季度,公司營業(yè)總收入為30.0億元,同比上升21.7%,歸母凈利潤為1.49億元,同比上升1072.43%。分產(chǎn)品來看,2024年公司主營業(yè)務(wù)中,分立器件產(chǎn)品收入54.38億元,占比48.46%,集成電路收入41.05億元,占比36.59%,發(fā)光二極管產(chǎn)品收入7.684億元,占比6.85%。
5.揚杰科技
揚州揚杰電子科技股份有限公司集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售于一體,專業(yè)致力于功率半導體硅片、芯片及器件設(shè)計、制造、封裝測試等中高端領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。公司主營產(chǎn)品主要分為三大板塊,具體包括材料板塊、晶圓板塊及封裝器件板塊(MOSFET、IGBT、SiC 系列產(chǎn)品、整流器件、保護器件、小信號及其他產(chǎn)品系列)。2025年一季度,公司營業(yè)收入為15.79億元,同比增長18.90%,歸母凈利潤為2.73億元,同比增長51.22%。分產(chǎn)品來看,2024年公司主營業(yè)務(wù)中,半導體器件收入52.04億元,占比86.25%。
五、IGBT行業(yè)發(fā)展前景
1.政策驅(qū)動與技術(shù)創(chuàng)新加速國產(chǎn)替代
中國IGBT行業(yè)在國家政策強力支持下快速發(fā)展,《中國制造2025》和“雙碳”目標明確將功率半導體列為重點突破領(lǐng)域。政府通過稅收優(yōu)惠、專項補貼(如每千瓦10-15元應(yīng)用補貼)及產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同政策,推動企業(yè)研發(fā)投入,2023年國產(chǎn)IGBT自給率已超30%。技術(shù)層面,國內(nèi)企業(yè)如中車時代電氣、斯達半導等在車規(guī)級模塊和高壓技術(shù)(如1700V以上IGBT)取得突破,芯片良率提升至接近國際水平(失效率200ppm),并加速布局第三代半導體(SiC/GaN),目標2025年成本降至硅基產(chǎn)品的1.5倍以內(nèi)。國產(chǎn)替代進程在新能源汽車、光伏逆變器等領(lǐng)域尤為顯著,預計2025年國產(chǎn)化率將達70%。
2.下游需求爆發(fā)驅(qū)動市場規(guī)模持續(xù)擴張
新能源汽車、智能電網(wǎng)和工業(yè)自動化成為核心增長引擎。2023年新能源汽車銷量超600萬輛,單車IGBT價值量約1700元,帶動車規(guī)級模塊需求激增;光伏領(lǐng)域每GW裝機對應(yīng)IGBT價值量達2100萬元,2025年市場規(guī)模預計突破200億元。此外,5G基站、數(shù)據(jù)中心電源等高頻應(yīng)用場景推動GaN-IGBT混合模塊需求,工業(yè)控制領(lǐng)域因智能制造升級(如機器人、伺服系統(tǒng))保持15%以上年增速。
3.國產(chǎn)替代加速提升市場份額
長期以來,中國IGBT市場主要被國外企業(yè)占據(jù),但近年來,隨著國家政策的支持和國內(nèi)企業(yè)技術(shù)水平的提升,IGBT國產(chǎn)化進程加速推進。國內(nèi)企業(yè)如比亞迪等在IGBT領(lǐng)域不斷取得突破,市場份額逐年提升,國產(chǎn)化率也在不斷提高。未來,在國家政策的持續(xù)支持和國內(nèi)企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的不斷推動下,國產(chǎn)IGBT將在更多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)進口替代,逐步向高端市場滲透,進一步提升在國內(nèi)乃至全球市場的份額,推動中國IGBT行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。