摘要：IGBT是功率半導體中的關鍵產品門類。在各大應用領域主要負責交直流轉換、電流電壓轉換等功能，在應用中起到關鍵的作用，屬于高價值、高技術壁壘的產品。目前IGBT主要應用領域有電網輸變電、新能源汽車、軌道交通、新能源、變頻家電等。由于新能源汽車的快速發(fā)展，將為IGBT帶來快速增長的機遇。

　　IGBT 應用領域較為廣泛，小到家電、數(shù)碼產品，大到軌道交通，·以及清潔發(fā)電、新能源汽車、智能電網等戰(zhàn)略性新興產業(yè)都會用到 IGBT。按電壓分布來看，消費電子領域的運用的 IGBT 產品為 600V 以下;太陽能逆變器需要 600/650V 和 1200V 低損耗的 IGBT;新能源汽車常用的的電壓為600-1200V，動車組常用的 IGBT 模塊為 3300V 和 6500V，軌道交通所使用的 IGBT 電壓在 1700V-6500V 之間;智能電網使用的 IGBT 通常為 3300V。而其中很多領域都在快速發(fā)展，新能源汽車為IGBT開辟了一個全新的應用領域，光伏部分地區(qū)已經可以平價上網，全球將迎來快速發(fā)展階段，國內風電，智能電網等都有快速發(fā)展的需求，預計全球IGBT行業(yè)未來幾年將保持10%以上的增長率，為國內企業(yè)帶來巨大的市場空間

　　IGBT市場規(guī)模大約50億美元

　　IGBT屬于功率半導體，在數(shù)據(jù)統(tǒng)計中，功率半導體一般會放入分立器件統(tǒng)計，與存儲、邏輯、光電子半導體與區(qū)分。據(jù)WSTS數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2017年全球半導體市場規(guī)模為4086.91 億美元，同比增長 20.6%，首破4000 億美元大關，主要的貢獻者為存儲器市場的高速增長。其中分立器件(DS)占到全球半導體市場總值的16.8%，到達210億美元左右，市場銷售額同比增長10.7%。主要得益于功率器件的快速增長，如電動汽車領域。

　　圖1 全球分立器件銷售額及增長率

　　(數(shù)據(jù)來源：WSTS)

　　功率半導體中，IGBT、MOSFET、二極管及整流橋是主要的產品類別，三個產品類別約占功率半導體市場的80%左右。其中IGBT約占整個功率半導體市場份額的20%。以2016年為例，據(jù)WSTS數(shù)據(jù)，IGBT市場份額占比約為22%左右，大約44億美元左右。

　　圖2 2016年功率半導體中各產品類別占比

　　(資料來源：WSTS)

　　據(jù)Infineon數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2012-2013年全球IGBT市場規(guī)模反而有所下降，從40億美元下降到30億美元，降輻較大。2014年市場規(guī)模回升至38.45億美元，2015年回落至36.21億美元。從英飛凌數(shù)據(jù)可以看到，IGBT市場并不穩(wěn)定，市場波動較大。

　　圖3 全球IGBT市場規(guī)模變化

　?。〝?shù)據(jù)來源：英飛菱）

　　另據(jù)WSTS和賽迪的數(shù)據(jù)，2017年全球IGBT芯片和模組的市場規(guī)模為40.6億美元，約占全球功率器件市場總規(guī)模的19%。其中，IGBT芯片和模組的市場規(guī)模分別為10.3億美元和30.3億美元。

　　另外，根據(jù)Yole數(shù)據(jù)，2017年全球IGBT市場規(guī)模已達到58億美元，同比增長率約8%，主要得益于新能源汽車，全球工業(yè)領域機器人等行業(yè)的快速發(fā)展。同時，據(jù)iSuppli的估算，未來幾年全球IGBT市場將保持年均12%左右的增長速度，到2020年市場規(guī)模將達到80億美元以上。

　　由于不同分析公司數(shù)據(jù)來源不同，對整體市場規(guī)模的測算也有所差異，不過從以上幾個數(shù)據(jù)看，加之近幾年IGBT應用領域發(fā)展看，預計IGBT整體市場規(guī)模大約在50億美元以上。下圖為IGBT各應用領域占比情況。

　　圖4 2017年全球IGBT下游市場應用需求占比

　　(數(shù)據(jù)來源：Yole )

　　雖然在整個半導體市場中不大，但作為單一的、高技術壁壘的功率器件產品，市場規(guī)模已相當可觀。而中國是半導體市場主要的消費國家，以2015年數(shù)據(jù)為例，中國IGBT市場規(guī)模約為94億元，約占全球市場份額的40%。經過近幾年的發(fā)展變化，預計這一比例有所增大。

　　IGBT漲價將帶來整體規(guī)模繼續(xù)上升

　　自2017年下半年以來，IGBT和MOSFET等功率半導體出現(xiàn)持續(xù)的缺貨狀態(tài)，各大廠商基本處于滿負荷生產，由此價格也一路走高，最高累計漲幅達到40%。由于日本是IGBT主要供應國之一，從日本經濟產業(yè)省數(shù)據(jù)，2018年IGBT價格較2017年平均漲幅還在10%左右。

　　IGBT主要原因上游原材料價格的緊缺與漲價。2017年整個半導體行業(yè)景氣度較高，需求大幅增長，但產能不可能在短時間內滿足，價格大幅上漲，尤其是存儲芯片，2017市場銷售額大幅上漲60%。晶圓整體需求在增長的同時，結構性的變化使得IGBT的材料供應更加緊缺。由于工藝和性價比的要求，功率半導體一般采用8英寸晶圓制造，但在大硅片趨勢下，8英寸及以下晶圓產能處于持續(xù)下降狀態(tài)。2017年8英寸及以下產能僅占21%，較2011下降13個點。

　　IGBT上游材料緊缺的同時，8英寸生產設備的投資情況也不融樂觀。根據(jù)Gathner數(shù)據(jù)，2017年全球晶圓設備投資在510億美元左右，較2016年增長35%。而據(jù)SEMI統(tǒng)計，8英寸的設備投資占比僅在4%左右。各大廠商重心已經從8英寸轉向12英寸，設備廠商也逐步放棄了8英寸生產設備的生產。預計未來8英寸晶圓的產能仍不能得到有效解決。

　　根據(jù)日本經濟產業(yè)省數(shù)據(jù)及我們IGBT供需關系的判斷，我們認為未來幾年，IGBT產品價格仍有望維持穩(wěn)定增長趨勢，按照日本2018年1-8月IGBT產品價格增幅水平，預計2019年IGBT產品價格漲幅在預計仍在10%左右。

　　電動汽車產業(yè)快速增長，開啟IGBT全新領域

　　全球新能源電動車在過去5年得到全面快速發(fā)展，據(jù)第一電動研究院數(shù)據(jù)，2017全球新能源電動車銷售達到了122萬輛，較2012年增長了近10倍，復合增長率高達60%。其中中國市場最大，2017年中國電動車銷售達77萬輛，占全球市場的的63%。其次為美國，2017年銷量約20萬輛。挪威、德國與法國分別位列第三、第四、第五名。

　　這里不再討論各國及中國對新能源汽車產業(yè)的支持政策，總之未來電動車是汽車行業(yè)發(fā)展的大趨勢。

　　我們以中國新能源汽車銷售為例，來測算IGBT市場需求空間有多大。電動車成本結構中最大的為鋰電池，占比約40~50%，其次為電機驅動系統(tǒng)，約占全車成本15%至20%，其中，IGBT占驅動系統(tǒng)一半左右，即IGBT占電動車約8%至10%。這個價值估算其實相對較高。我們以行業(yè)內領先的特斯拉model x為例，Model x 的IGBT由英飛凌提供，共使用了132個IGBT管，其中前電機使用了96個，后電機使用了36個，每個單管價格大約4-5美元，合計約650美元。如果改為模塊，其價格更高。據(jù)英飛凌研究，插電混動汽車功率半導體使用增量約為300美元。純電動車半導體增量價值單車約為750美元，其中功率半導體約為450美元。商用電動車功率半導體使用價值量會更高，預計1000美元以上。2016年全球電動車銷量大約200萬輛，共消耗了大約9億美元的IGBT管，平均每輛車大約450美元，這與業(yè)幾預計的純電動車單車IGBT平均使用價值相差不大。

　　中國2017年新能源電動車銷量約為77萬輛，其中A00級車占比依然較高，但A級車占比有所提升，未來隨著A級車占比提高，平均IGBT單車價值會更高一些。我們仍以450美元計算，以國內規(guī)劃，到2020年，新能源產量將達到200萬輛，2020年IGBT中國汽車應用領域市場份額約為9億美元。

　　我們參考中國半導體行業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù)，中國功率半導體由于工業(yè)領域涉及范圍比較廣，預計整體增長率低于10%。這量不再預測。

　　總體來看，新能源汽車高速增長，工業(yè)及其他領域穩(wěn)步發(fā)展，如高鐵、電網、UPS、通信等，我們預計未來幾年國內IGBT行業(yè)需求量將保持10%以上的行業(yè)增長速度，加之IGBT價格的上升，IGBT市場規(guī)模增長速度預計超過15%。

　　市場格局集中度高，少有國內企業(yè)能夠進入市場參與競爭

　　全球IGBT市場中，主要的供應廠商基本由國外公司占據(jù)，如英飛凌、三菱、富士電機、東芝、ABB、仙童。其中仙童等企業(yè)在消費級領域有競爭優(yōu)勢;ABB、英飛凌、三菱等在中高壓的工業(yè)級領域優(yōu)勢明顯;而在3300V以上的高壓領域，基本由英飛凌、ABB、三菱三家公司壟斷市場。

　　據(jù)HIS數(shù)據(jù)，2016 年，英飛凌、三菱電機、 富士電機(Fuji Electric)、德國賽米控(SEMIKRON)四大海外供應商占了全球IGBT市場的70.8%。盡管中國功率半導體市場占全球市場的40%左右，但很少有國內企業(yè)能夠提供芯片、單管及模塊產品，目前90%主要依賴進口。當前軌道交通領域可以實現(xiàn)國產化， 但市場占有非常低，2016年國廠嘉興斯達、中國中車市占率分別只有1.6和0.6%。

　　圖5 2016年IGBT全球供應商市場份額

　　(數(shù)據(jù)來源：HIS)

　　結語

　　IGBT全球市場規(guī)模目前在50億美元左右，中國市場約占世界的40%左右，未來在新能源汽車高速發(fā)展及工業(yè)領域穩(wěn)步增長的情況下，預計未來IGBT保持高速增長。雖然中國擁有全球最大的消費市場，但國內企業(yè)幾乎很少有企業(yè)能夠參與競爭，國內市場基本被國外廠商壟斷。據(jù)IHS2016年數(shù)據(jù)，CR4全球市場占有率達到70%，全部為國外廠商，國產代替空間非常大。