国产IGBT自主研发群雄争跑:有企业去年营收增5倍,国产替代正当时

芯圈那些事 2022-01-17

igbt半导体光伏逆变器

2609 字丨阅读本文需 5 分钟

作为电力电子技术第三次革命最具代表性的产品之一,IGBT在工业控制及自动化领域扮演着核心元器件的角色,在新能源汽车、光伏发电等领域发挥着关键作用。中国是全球最大的IGBT市场。2020年,中国IGBT市场已经成功突破200亿元。

在过去的一年里,由于新能源车的迅速崛起,车用功率半导体的高度景气早已不是新鲜事。受政策引导,功率半导体在储能领域应用近期亦受到极大关注。有分析人士告诉财联社记者,半导体在储能领域需求也很大,尤其IGBT,作为储能逆变器、光伏逆变器的核心器件,需求很高。展望2022年,多数业内人士都认为,国产厂商的崛起有机会缓解IGBT因依赖进口等原因带来的紧张。

IGBT成储能核心器件

“功率半导体在储能领域的主要作用就是变压、变频、交变转换等,是储能应用中不可缺少的器件,以IGBT、高压MOSFET、SiC器件为主” 鲸平台专家、创道咨询合伙人步日欣向记者介绍道。随着储能走上风口,功率半导体在储能中的重要作用开始被重视。

目前,“双碳”已经成为经济发展的“关键词”,自从2021年7月国家能源局出台了《关于加快推动新型储能发展的指导意见》以来,各地出台的储能方面政策利好不断。德邦证券根据国家能源局数据推算,预计到2025年,我国用户侧新增储能装机量在8.0GWh,未来5年CAGR达68%。

“功率半导体中需求最大的还是用于储能逆变器(也叫储能交流器)的IGBT,其原理与在光伏逆变器相近”集邦咨询分析师龚瑞骄告诉记者。储能系统成本主要由电池和储能逆变器构成,两者合计构成电化学储能系统成本的80%,其中储能逆变器占到20%。

由于储能逆变器与光伏逆变器技术相近,进入储能逆变器的行业的竞争者大多为光伏逆变器厂商。因此,在光伏逆变器领域本就拥有较高话语权的国内企业们,如阳光电源(300274.SZ)、锦浪科技(300763.SZ)等,亦都顺利成为储能逆变器头部企业。

在这一情况下,IGBT作为逆变器的核心器件成为了新的“兵家必争之地”。据记者不完全统计,有超十家A股企业在2021年进行了IGBT的扩产扩能。

中国IGBT受制于人

可惜的是,中国这片庞大的市场却大多被国外企业掌控在手中。长久以来,全球IGBT市场早已经被欧洲、美国、日本等少数几个国家的企业掌控在手中。英飞凌、三菱电机、富士电机、安森美与ABB这五家企业呈现出寡头垄断的态势,占据了全球近74%的市场。

而中国市场自然也没能逃过。据中国产业信息网数据,仅英飞凌一家在我国IGBT市场的占比便有47.5%。在中高端MOSFET与IGBT主流器件市场上,我国受垄断程度更是达到90%。中国在IGBT领域上从起步开始便落后于国外,我国不仅工艺基础薄弱,而且还面临着人才缺乏的困境。加之IGBT的技术门槛也很高,想要攻克这一技术并不容易。

此外,因为IGBT的关键作用,所以客户对IGBT的性能、可靠性极为关注,对价格敏感度反而不高。因此,中国企业在这一领域难以发挥出低价竞争策略。由此,很长时间来中国在IGBT上都高度依赖进口,受制于人的程度颇为严重。虽然在IGBT行业,我国也有许多企业涌现,但这些企业普遍规模小又分散,不是国外巨头的对手。

好在令人欣慰的是,如今这些企业正在加速发力,开始从英飞凌等海外巨头手中抢市场。

国产打破垄断:IGBT产品收入同比预增5倍,未来5年市场将超百亿元

士兰微、扬杰科技、斯达半导等企业,都是我国领先的IGBT厂商。它们的出现,有力地冲击了外资垄断的境况。作为中国为数不多的,形成了半导体分立器件产业链垂直一体化的厂商,扬杰科技形成了自己独特的竞争力。这让扬杰科技在这场IGBT突围战中,能够迅速崛起。

2021年,扬杰科技目标年产能1200万片的新能源汽车电子级大功率半导体晶圆项目开工,且公司与中芯绍兴在IGBT领域达成战略合作,更是进一步强化了扬杰科技的优势。

值得注意的是,扬杰科技拥有100多个、3000余个半导体器件产品,在诸多细分领域实现了“多点开花”。

从产品部分来看,IGBT及MOSFET产品是公司重要增长动力。

业绩预告显示,2021年,公司新产品业绩突出,MOSFET产品营收同比增长130%,小信号产品营收同比增长82%,IGBT产品营收同比增长500%,模块产品营收同比增长35%。

盘和林表示,“扬杰科技所主营的功率半导体芯片领域本身是多用途的,其下游的新能源汽车和新能源电力在2021年都是最火爆的行业,同时,由于新冠疫情导致进口IGBT类产品受到限制,国产替代的IGBT已经成为重要趋势,国家层面也对国产功率半导体相关产品加快了验证和导入,从而推动了产业发展。”

据开源证券测算,全球风电、光伏及储能对IGBT的需求价值量将由2021年的86.7亿元增长至2025年的182.5亿元。同时,作为IGBT的另一大增长动力,据Yole预计,2026年全球汽车IGBT市场规模将达84亿美元。

在盘和林看来,我国具有光伏全产业链优势,有利于功率半导体企业发展,下游储能变流器和光伏逆变器是我国优势产业,将成为IGBT需求的重要出口,助推我国国产功率半导体市场占比大幅度提升。

上述分析师告诉记者,“半导体功率器件的主要类别MOSFET和IGBT,基本被英飞凌、安森美等国外厂商占据。未来,功率半导体部件研发和制造过程中,尖端的设计技术、高精度的加工设备和掌握复杂的工艺流程是打破国外企业垄断的必备条件,从低端转向中高端的产品研发和制造,逐步取得较大的市场份额。”

扬杰科技公开表示,公司的IGBT技术及发展水平相当于英飞凌(IGBT产品的标杆型企业)第四代水平,当前IGBT产品多应用于工控、消费电子等领域。在现有中低压IGBT模块产品发展的同时,公司正积极致力于高频IGBT芯片的研发,届时会同步推出适合高频开关应用的高速IGBT模块。

“随着未来新产品顺利拓展,扬杰科技二极管整流桥、MOSFET、IGBT以及SiC的全系列功率产品布局将形成,未来市场可期。”上述分析师说道。

2019年,扬杰科技以20.5%的市场占有率,取得了全球功率半导体整流桥市场冠军。同时,扬杰科技还凭借着30%的份额,拿下了全球光伏二极管市场第一。

由此不难看出,扬杰科技是我国芯片领域又一“隐形冠军”。而在IGBT市场上,相信在扬杰科技等企业的努力下,我国也能实现突围。

国产替代正当时

对于中国企业来说,如今正是国产替代的好机会。目前,在全球“双碳”目标的促进下,IGBT下游市场已经迎来全面爆发。这使得,IGBT全球需求量大增,出现供需失衡的状况。据英飞凌分析,全球IGBT紧缺的状况在2023年时才有缓解的可能。

这无疑是给了中国厂商,一个抢夺IGBT订单的大好机会。而且,IGBT市场并不会是一时的热闹,其未来发展潜力、增长速度都十分巨大。

IGBT下游的新能源汽车、新能源发电这两大主要市场,无疑是如今最火热的两大赛道。其中,IGBT在前者主要是作新能源汽车电机电控系统、直流充电桩的核心器件;而在后者,IGBT则是光伏、风电逆变器的核心部件,可见IGBT地位的重要性。

而新能源汽车与新能源发电这两大赛道,增长冲劲十足。前者到2026年时,市场规模有望达84亿美元;而后者到2025年时,需求规模有望达182.5亿美元。不难看出,IGBT广阔的前景,这一庞大的市场给了中国企业更多施展拳脚的机会。同时,我国对功率半导体产业的政策支持,以及业界掀起的一股国产替代的潮流,都将为中国IGBT产业发展注入更多的动力。

所以才说,如今是我国在IGBT领域实现国产替代的大好机会。随着中国IGBT厂商技术实力的不断提升,相信我国终究能够彻底改变如今受制于人的情况,将核心技术掌握在自己的手中,这很是令人期待。

本文来源:财先说,证券日报,科创板日报

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