隨著全球制造業(yè)向中國的轉移,我國功率半導體市場占世界市場的50%以上,是全球最大的IGBT市場。但IGBT產(chǎn)品嚴重依賴進口,在中高端領域更是90%以上的IGBT器件依賴進口,IGBT國產(chǎn)化需求已是刻不容緩。
一、技術差距縮小+成本優(yōu)勢凸顯成趨勢
從全產(chǎn)業(yè)鏈看,IGBT的前期資本開支大,中期制造良品率重要,后面市場開拓需要培育,壁壘極高。
量產(chǎn)經(jīng)驗與裝車量方面,英飛凌等海外巨頭量產(chǎn)經(jīng)驗豐富,國內市場比亞迪憑借自身品牌電動車穩(wěn)定應用場景具備獨有優(yōu)勢。
自第六代技術以后,各大廠商開始將精力轉移到IGBT封裝上。在IGBT封裝材料方面,日本在全球遙遙領先,德國和美國處于跟隨態(tài)勢,我國的材料科學則相對落后。
伴隨國內企業(yè)8寸晶圓產(chǎn)線先后投產(chǎn),良率逐步提升,國產(chǎn)IGBT有望較此前采購英飛凌等巨頭晶圓價格大幅下降。
二、國內企業(yè)在IGBT布局進入加速模式
國內廠商發(fā)展具有自身優(yōu)勢,從需求端講,中國功率半導體需求量世界第一;從供給端講,自主可控是發(fā)展趨勢。
今年4月底,比亞迪IGBT項目已在長沙開工建設,該項目建成后可年產(chǎn)25萬片8英寸新能源汽車電子芯,可滿足年裝車50萬輛的產(chǎn)能需求。
此外,其他廠商也在加快IGBT的產(chǎn)能建設,斯達半導新能源汽車用IGBT模塊擴產(chǎn)項目投產(chǎn)后可年產(chǎn)120萬個新能源汽車用IGBT模塊。
中車時代電氣已完成第一條投資10億元的IGBT生產(chǎn)線產(chǎn)能釋放,第二條投資35億元的生產(chǎn)線預計2020年底開始試生產(chǎn),產(chǎn)值可達40-50億元。
華虹半導體7月31日宣布,其8+12英寸大功率半導體產(chǎn)線將全面發(fā)力,積極承接IGBT代工業(yè)務。
賽晶電力電子一期產(chǎn)能將于2021年初建成投產(chǎn),計劃不晚于2024年形成200萬件IGBT模塊產(chǎn)能。
華潤微發(fā)布的2020年半年度報告顯示,公司目前在研項目共13項,其中包括IGBT產(chǎn)品設計及工藝技術研發(fā)。
三、IGBT技術與壁壘成攻堅難點
IGBT制造難度大,具有極高的技術壁壘,中國功率半導體市場約占世界市場份額50%,但是中高端的MOSFET、IGBT主流器件市場基本被歐美、日本企業(yè)壟斷。
國內IGBT技術(芯片設計、晶圓制造、模塊封裝)目前均處于起步階段。國內IGBT企業(yè)在研發(fā)與制造工藝上與世界先進水平差距較大。
因此,行業(yè)內的后來者往往需要經(jīng)歷一段較長的技術摸索和積累,才能和業(yè)內已經(jīng)占據(jù)技術優(yōu)勢的企業(yè)相抗衡。
高鐵、智能電網(wǎng)、新能源與高壓變頻器等領域所采用的IGBT模塊規(guī)格在6500V以上,技術壁壘較強;
而IGBT技術集成度高的特點又導致了較高的市場集中度,因此英飛凌、三菱和富士電機等國際廠商占有天然的市場優(yōu)勢,這讓國內廠商的發(fā)展再失一個機會。
加上IGBT行業(yè)存在技術門檻較高、人才匱乏、市場開拓難度大、資金投入較大等困難,國內企業(yè)在產(chǎn)業(yè)化的進程中始終進展緩慢。
IGBT模塊是下游產(chǎn)品中的關鍵部件,其性能表現(xiàn)、穩(wěn)定性和可靠性對下游客戶來說至關重要,因此認證周期較長,替換成本高。
因此,新進入本行業(yè)者即使研發(fā)生產(chǎn)出IGBT產(chǎn)品,也需要耗費較長時間才能贏得客戶的認可。
四、國內產(chǎn)能無法實現(xiàn)供求平衡
但是相比于國內暴增的IGBT市場需求,國內IGBT市場的產(chǎn)量卻無法與之實現(xiàn)供求平衡。
除了供需無法平衡,現(xiàn)有產(chǎn)量無法滿足火熱的市場需求以外,技術也是國產(chǎn)IGBT的另一大硬傷。
隨著軌道交通、智能電網(wǎng)、航空航天、電動汽車與新能源裝備等領域的加速發(fā)展,國內IGBT需求迎來爆發(fā),近幾年國內IGBT市場規(guī)模呈加速增長趨勢。
電動乘用車依據(jù)配置不同,IGBT單車價值量高達1000-5000元,2020年全球空間接近百億元,伴隨全球電動車產(chǎn)銷快速增長,預計行業(yè)2025年空間有望達370億,CAGR約+30%。
新能源汽車補貼退坡,電驅企業(yè)與主機廠面臨降本壓力,國產(chǎn)IGBT價格優(yōu)勢明顯。
面對IGBT需求大增,行業(yè)內公司產(chǎn)能擴大及時:比亞迪開放車規(guī)級IGBT產(chǎn)品閉環(huán)供應鏈,建設長沙比亞迪IGBT4.0工廠,以滿足公司外供IGBT的需求。
五、進口依賴短期難動搖
逆變器,變流器以及其它光伏、風電技術裝置均離不開IGBT器件,近年來,雖然光伏發(fā)電、風力發(fā)電邁向國際前沿,產(chǎn)業(yè)鏈整體國產(chǎn)化,但其核心功率器件IGBT仍是依賴進口,依存度達90%。
盡管后來變流器開始國產(chǎn)化,但核心器件IGBT仍是以進口為主,以德國、日本居多。
對于風電行業(yè)來講,國產(chǎn)IGBT發(fā)展需要一個培養(yǎng)期。不能等到國產(chǎn)產(chǎn)品成熟了,我們才開始使用它,否則不利于國產(chǎn)IGBT的成長。
IGBT作為電動化核心部件,進入壁壘高,目前國產(chǎn)化率低,供應長期被歐美日企業(yè)壟斷。隨著IGBT技術趨勢成熟,國內企業(yè)快速發(fā)展,已經(jīng)逐步批量應用于電動車,長期有望逐步實現(xiàn)國產(chǎn)替代。