政策支持、節能減排雙重驅動，新能源汽車加速滲透，預計 2025 年國內新能源汽車滲透 率將達到 20%，2030 年歐盟新能源汽車滲透率將達到 40%。汽車電動化趨勢下車用功率 半導體單車價值大幅提升。據英飛凌統計，功率半導體 ASP 將從傳統燃油車的 71 美元 大幅提升至全插混/純電汽車的 330 美元，是傳統燃油車的 4.6 倍。根據我們的測算，預 計 2025 年全球汽車功率半導體市場規模將達到 80 億美元，2025 年全球新能源車用功率 半導體市場規模將達到 53 億美元，是 2020 年的 7.3 倍，年復合增速高達 48.8%，未來 十年中美歐三地區新能源汽車充電樁用 IGBT 市場將有 94 億美元增量空間。目前車用功 率半導體中主要用到的是 IGBT 和 MOSFET，而 IGBT 在新能源車中是電驅系統主逆變 器的核心器件，并可用于輔逆變電路、DC/DC 直流斬波電路、OBC（充電/逆變）等，單 車價值達到 273 美元，占車用功率半導體 ASP 的 83%，是絕對大頭。我們預計 2025 年 全球新能源汽車 IGBT 市場規模將達到 44 億美元，年復合增速約 48.8%，是電動化趨勢 下的汽車功率半導體中最受益品種。

 

1）產品壁壘：車規級 IGBT 需具備使用壽命長、故障率低、抗震性高等嚴格要求，能適 應“極熱”“極冷”的高低溫工況、粉塵、鹽堿等惡劣的工況環境，承受頻繁啟停帶來的 電流頻繁變化，對產品要求極高。2）工藝壁壘：車規級 IGBT 設計時需保證開通關斷、 抗短路和導通壓降三者的平衡，參數優化特殊復雜。生產制造時薄片工藝容易碎裂、正 面金屬熔點限制導致退火溫度控制難度大。此外，IGBT 模塊封裝的焊接和鍵合環節技 術要求同樣較高。3）認證周期長、替換成本高、具備經驗曲線效應，行業先發優勢明顯。a）車規級 IGBT 需滿足可靠性標準、質量管理標準、功能安全標準，才有資格進入一級 汽車廠商的供應鏈，認證周期一般至少 2 年。b）由于 IGBT 模塊是汽車中的關鍵部件， 下游廠商出于安全性、可靠性的考慮，替換時往往呈謹慎態度，只有經過大量驗證測試 并通過綜合評定后，才會做出大批量采購決策，替換成本高。c）IGBT 業務需要長期的 經驗積累才能達到良好的 know-how 水平。d）IGBT 行業屬于資本密集型行業，生產、 測試設備基本需要進口。此外，對 IGBT 生產企業的流動資金需求量也較大，新進入者 在前期往往面臨投入大、產出少的情況，需要較強的資金實力作后盾，才能持續進行產 品的研發、生產和銷售。綜合來看，IGBT 行業中的先行企業具有明顯的先發優勢。
 

競爭格局優成為成長行業“優質賽道”，但當前國產化率仍然較低
 

據 Omdia 2019 年統計數據，全球 IGBT 模塊前十大廠商占據了 76%份額，市場份額集 中，競爭格局較好。車規級 IGBT 方面，由于較高的行業壁壘，2019 年中國新能源汽車 IGBT 模塊 CR4 份額合計達 81%，呈現寡頭壟斷格局。其中，英飛凌市占率 58.2%排名 第一，比亞迪市占率 18%排名第二，三菱電機、賽米控分列第三、第四。車用 IGBT 憑 借廣闊的成長空間和良好的競爭格局已成為成長行業中的“優質賽道”。但 2019 年中國 新能源汽車 IGBT 前十大廠商中僅有比亞迪、斯達半導及中車時代電氣三家國內廠商入圍，市場份額合計 20.4%，國產替代空間廣闊。
 

多重因素加速國產替代：1）中國已是全球最大的汽車消費市場，且未來汽車消費需求仍 將提升，為國內 IGBT 廠商提供了良好的發展契機。2）貿易摩擦加劇，半導體自主可控需求日益迫切。3）國內廠商率先布局新能源汽車產業，搶占先發優勢，隨著國內新能 源車廠商的份額提升，出于供應鏈安全考慮，預計將更多采用國內半導體廠商產品。4） 國內 IGBT 廠商具備性價比高、響應速度快等本土化服務優勢，契合新能源車降本增效 需要，有望實現份額提升。5）政策鼓勵、資金支持助力國內 IGBT 行業快速發展。國 內市場空間方面，根據我們的測算，預計 2025 年中國新能源車用功率半導體市場規模 將達到 177 億元，是 2020 年的 6 倍，年復合增速高達 44%，預計 2025 年中國新能源 汽車 IGBT 市場規模將達到 147 億元，年復合增速約 44%。2025 年中國充電樁用 IGBT 市場規模將達 109 億元，復合增速達 35%。綜合以上分析，我們認為車用 IGBT 國產替 代進程將加速推進，結合目前較低的市場份額占比和廣闊的行業成長空間，未來國內 IGBT 廠商增長潛力巨大。
 

5G 商用以及疫情宅經濟加速推動社會數字化轉型，新能源車、家電、數碼等終端設備 市場景氣度轉暖，帶動半導體需求增長，疊加半導體廠商因供應鏈安全需要提高安全庫 存，多項因素共振導致半導體產能緊張，目前各大晶圓代工廠商均處于滿產狀態。從全 球來看，IC insight 預計 2021 年全球將新增 2080 萬片等效 8 寸晶圓產能，從國內來看， 在建的晶圓制造等效 8 寸產能約 2796 萬片/年，大部分集中在 2022 年投產。但考慮到 新產線投產后約有 3-5 年的產能爬坡期，短期內產能緊張較難緩解。受益于新能源汽車 和充電樁需求的快速提升，預計 2025 年全球僅車規級 IGBT 模塊所需的 8 寸晶圓量就 達 169 萬片，較 2020 年增長 5.4 倍，晶圓制造需求缺口巨大。年初以來海內外各大芯 片廠商紛紛上調產品價格或延長交期，預計半導體產業鏈景氣度仍將持續上升。
 

政策支持&節能減排驅動新能源汽車加速滲透。我國《新能源汽車產業發展規劃（2021— 2035 年）》提出新能源汽車發展愿景，計劃到 2025 年，國內新能源汽車滲透率達到 20%。國 際上，歐洲多國二氧化碳限排政策，新能源汽車補貼政策雙管齊下，以應對全球氣候變暖的壓 力，汽車電動化路線愈加明顯。在歐盟，ACEA 汽車溫室氣體排放協議規定，到 2030 年以前， 汽車二氧化碳排放量需低于每公里 59 克。根據英飛凌測算，歐盟新能源汽車滲透率將在 2030 達到 40%。

電動化帶動功率半導體單車價值大幅提升，純電車用功率半導體 ASP 達 330 美元是傳統 燃油車的 4.6 倍。以電力系統作為動力源的新能源汽車，對電子元器件功率管理，功率轉換能 力提出了更高的要求。在傳統汽車中，功率半導體主要應用于車輛啟動，發電和安全領域，低 壓低功率電子元器件即可滿足其工作需求。而在新能源汽車中，電池輸出的高電壓需要進行頻 繁的電壓變換，電流逆變，這些電路大幅提高了汽車對 IGBT、MOSFET 等功率半導體的需求。根據英飛凌數據，傳統燃油車中，功率半導體含量為 71 美元，全插混/純電池電動車中，功率 半導體價值量為 330 美元，是傳統燃油車的 4.6 倍。
 

2025 年全球汽車功率半導體市場規模將達到 80 億美元。根據 Yole 預計，2025 年全球功 率半導體市場規模將達到 225 億美元。智研咨詢統計 2019 年全球功率半導體市場中汽車領域 占比 35.4%，假設該比例維持不變，則預計 2025 年全球汽車功率半導體市場規模將達到 79.65 億美元。
 

預計 2025 年全球新能源汽車功率半導體市場規模將達 53 億美元，是 2020 年的 7.3 倍， CAGR 為 48.8%。根據 Alix Partners 預測全球汽車銷量將從 2020 年 7050 萬輛增長至 2025 年 9400 萬輛，EV Tank 預計全球新能源汽車銷量將從 2019 年 221 萬輛增長至 2025 年 1200 萬 輛，2025 年全球新能源汽車滲透率將達到 13%，較 2019 年提升 10.36pct。上文提到，英飛凌 2020 年最新統計數據中，新能源汽車功率半導體單車價值量為 330 美元，考慮到目前全球半 導體晶圓代工產能緊張，預計今年新能源汽車功率半導體價格仍將保持在較高水平，且未來單 車價值將隨著電動化趨勢及雙電機滲透率的增加逐步提升。根據以上數據，我們測算 2025 年 全球新能源汽車功率半導體市場規模將達到 53 億美元，是 2020 年的 7.3 倍，年復合增速為 48.8%。

 

新能源車重要配套設施充電樁數量將快速增長，帶動關鍵零部件 IGBT 需求快速提升。隨著新能源汽車滲透率的逐步提高，作為新能源汽車重要配套設施的充電樁數量也需要同步 提升。根據麥肯錫統計，2020 年中美歐新能源汽車充電需求約為 180 億千瓦時，預計到 2030 年，新能源汽車充電需求量將達到 2710 億千瓦時，年復合增速 31.2%。新能源汽車充電設施 需求的快速增長，也將帶動充電樁關鍵零部件 IGBT 用量的大幅提升。
 

預計 2020-2030 十年間中美歐充電樁 IGBT 市場將有 94 億美元增量空間。根據麥肯錫預 計，中國、美國、歐盟三個地區需要在 2020-2030 十年間分別投入 190 億/110 億/170 億美元資金建設新能源汽車充電樁 2000 萬/2000 萬/2500 萬座，用以填補新能源汽車充電需求缺口。單 個充電樁中，IGBT 占總成本比例約 20%.。由此我們可以推算出，未來十年中美歐新能源汽車 充電樁用 IGBT 市場將有 94 億美元增量空間。
 

IGBT 和 MOSFET 是車用功率半導體的主要器件。IGBT 在汽車內有四種不同應用，第 一是主逆變器核心器件，主逆變器將電池輸出的直流電逆變為交流電驅動汽車電機；第二應用 在輔助逆變電路中，用來為其他汽車電子供電；第三應用在 DC/DC 直流斬波電路中，用來輸 出電壓不同的電流；第四應用在 OBC（充電/逆變）中，將外部輸入的交流電逆變為直流電為 新能源汽車電池充電。在電動化程度較低的汽車中，由于其電池輸出電壓低，功率器件工作的 功率范圍不高，可以用 MOSFET 替代輔助逆變電路、DC/DC 直流斬波電路、OBC 中的 IGBT ， 以達到控制成本的目的。

性能優越，是新能源汽車中功率半導體的核心部件。IGBT 是 Insulated Gate Bipolar Transistor 的縮寫，即絕緣柵極雙極型晶體管。它是 BJT 和 MOSFET 組成的復合功率半導體器 件，集合了 MOSFET 開關速度快、輸入阻抗高、控制功率小、驅動電路簡單、開關損耗小和 BJT 導通電壓低、通態電流大、損耗小的優點。在新能源汽車中，IGBT 模塊主要用于大功率 逆變器，以逆變直流電為交流電從而驅動汽車電機；還用于輔助功率逆變器，為車載空調等汽 車電子設備供電。
 

IGBT 按照不同應用環境，可分為 IGBT 單管，IGBT 模塊和 IPM 智能模塊。IGBT 單管 是 N 溝道增強型絕緣柵雙極晶體管，通過向 PNP 型晶體管提供基極電流，導通整個電路。由 于其適用電流較小，通常在 100A 以下，適用功率較低。但 IGBT 單管外部電路復雜，封裝難 度高，能體現 IGBT 制造商技術、工藝水平。IGBT 模塊是由 IGBT 芯片與 FWD（快速回復二 極管）通過特定的電路橋接封裝而成的模塊化半導體產品，多芯片通過絕緣方式并聯集成封裝 在模塊中，其安全性、可靠性得到有效提升，更適合在高壓大電流場景中工作。IPM 智能模塊 是將 IGBT 器件與驅動電路、保護電路集成在一個模塊上，由于其具有自我電路診斷、保護的 功能，相比普通 IGBT 模塊更智能化，常用于變頻家電中。

當前英飛凌 IGBT 已發展至第 7 代產品，國內廠商逐步趕上世界先進水平。從 1988 年到 2019 年間 30 余年間，英飛凌共發布了 7代IGBT 產品，技術水平朝著減少芯片面積、工藝線寬、通態飽和壓降、關斷時間、功率損耗和提高斷態電壓的趨勢發展。雖然目前國內 IGBT 市 場主要由國外企業占據，但在國內廠商不斷地研發投入下，產品技術不斷趕上世界先進水平。例如斯達半導自主研發的第二代 IGBT 芯片，對標英飛凌第六代 IGBT 芯片（FS-Trench），且 已于 2016 年實現量產，2019 年共裝配 16 萬套車規級 IGBT 模塊；比亞迪 IGBT4.0 產品相比 市場上主流的英飛凌第四代 IGBT，開關損耗更低、電流輸出能力更強、溫度循環壽命更長。
 

2025 年全球新能源汽車 IGBT 市場規模達 44 億美元，CAGR 為 48.8%。根據 Yole 數 據，2019 年全球新能源汽車 IGBT 市場規模為 6 億美元。EV Sales Blog 數據公布 2019 年全球 插電式混合動力汽車和純電池電動車的銷量約為 220 萬輛，由此可推算出 IGBT 單車平均價 值量為 273 美元（占單車功率半導體價值量 83%），考慮到目前全球半導體晶圓代工產能緊張， 預計今年新能源汽車功率半導體價格仍將保持在較高水平，且未來單車價值將隨著電動化趨 勢及雙電機滲透率的增加逐步提升，乘以 EV tank 給出的未來各年全球新能源汽車的銷量預 測，預計全球新能源汽車 IGBT 市場規模將從 2020 年約 6 億增長至 2025 年 44 億美元，復合 增速約 48.8%。

第三代半導體材料基底的功率器件具有更好的性能優勢。與硅基半導體材料相比，以 GaN，SiC 為代表的第三代半導體材料具有更寬的禁帶寬度、更高的擊穿電場、更高的熱導率、 更高的電子飽和速率及更高的抗輻射能力，更適合于制作高溫、高頻、抗輻射及大功率器件。據英飛凌數據顯示 SiC 材料的逆變器在體積、重量上比 Si 基材料逆變器分別低 3 倍、4 倍；Rohm 數據顯示 SiC MOSFET 在應用中，開關頻率可達到 50KHz 以上（而主流 IGBT 開關頻 率最高 20KHz），能量損耗比 Si 基 IGBT 低 73%。SiC 基 MOSFET 相比 IGBT 具備更高的性 能和更小的體積優勢。
 

部分高端車型已啟用 SiC 基 MOSFET，有望成為未來發展方向。特斯拉 Model 3 是第一 款集成全 SiC 功率模塊的車型，由特斯拉工程設計部門與意法半導體合作完成，隨即，英飛凌 也成為了特斯拉 Model 3SiC 功率模塊供應商。除此之外，比亞迪漢 EV 四驅版，成為國內首 款批量搭載 SiC MOSFET 組件的車型，其 SiC 電控的綜合效率高達 97%以上。目前國內廠商 也在積極布局 SiC 生產應用，如華潤微在 2020 年 7 月已實現國內首條商用的 6 寸 SiC 生產線 量產，規劃產能為 1000 片/月。新潔能也已擁有多項第三代半導體相關專利，并預計推出 SiC 二極管系列產品，未來將重點布局新能源汽車應用領域。
 

當前 SiC 受制于成本、良率因素，大規模普遍采用還需時間。目前國際主流 SiC 襯底尺 寸為 4 英寸、6 英寸，由于晶圓面積小，芯片裁切效率低導致 SiC 襯底成本高昂，后續工藝中 制造、封裝良率低更使得 SiC 器件成本居高不下。根據中科院數據，同一級別下，SiC MOSFET 的價格比 Si IGBT 高 4 倍。車規級電控器件要滿足更為嚴格的性能指標，需要在極端溫度、強 烈震動的環境下保持穩定工作。因此在導入終端產品之前，SiC MOSFET 需要經過長時間的可 靠性認證，一般車規級 IGBT 模組認證期在 2 年左右。
 

1）需適應“極熱”“極冷”的高低溫工況：車規級 IGBT 的工作溫度范圍廣，不同的安裝位 置有不同的溫度區間，比如發動機艙要求-40℃-155℃、車身控制要求-40℃-125℃，而常規消 費類芯片和元器件只需要達到 0℃-70℃。

2）需承受頻繁啟停帶來的電流頻繁變化：車輛在擁堵路況時常會遇到頻繁啟停，此時升 壓器、逆變器的 IGBT 模塊工作電流會相應的頻繁升降，從而導致 IGBT 的結溫快速變化， 對 IGBT 的耐高溫與散熱性能要求甚高。

3）需具備高抗震性：由于車況的不確定性，如山地、泥地、石子路等，車用 IGBT 在車 輛行駛中可能會受到較大的震動和顛簸，要求 IGBT 模塊的各引線端子有足夠強的機械強度， 能夠在強震動情況下正常運行。

4）能適應惡劣的工作環境：考慮到發霉、粉塵、水、鹽堿自然環境（海邊，雪水，雨水 等）、EMC 以及有害氣體侵蝕等，對 IGBT 防水防塵防腐蝕等安全性能提出了極高要求。IGBT 在這些干擾下既不能不可控地影響工作，也不能干擾車內別的設備（控制總線，MCU，傳感 器）。

5）需具備長使用壽命，低故障率。一般的汽車設計壽命都在 15 年或 60 萬公里左右。在 整個壽命周期里，車廠對車用半導體故障率基本要求是個位數 PPM（百萬分之一）量級，大 部分車廠要求到 PPB（十億分之一）量級，幾乎達到故障零忍受。
 

車規級 IGBT 設計需保證開通關斷、抗短路和導通壓降三者平衡，參數優化非常特殊復雜。車規級 IGBT 芯片通常在大電流、高電壓、高頻率的環境下工作，芯片設計需保證開通關 斷、抗短路能力和導通壓降（控制熱量）三者處于均衡狀態，芯片設計與參數調整優化非常特 殊復雜。芯片設計環節的主要難點有：

（1）終端設計實現小尺寸滿足高耐壓的前提下須保證其高可靠性；

（2）元胞設計實現高電流密度的同時須保證其較寬泛的安全工作區，要求極高的散熱能力；

（3）元胞設計實現高電流密度的同時須保證其足夠的短路能力；
 

生產工藝難度大：薄片容易碎裂、正面金屬熔點限制導致退火溫度控制難度大。IGBT 導 通時可以看作導線，電流從上而下垂直穿過 IGBT，直至抵達驅動電機。1）芯片越薄，熱阻越 小，但極易破碎。減薄工藝：芯片越薄，電流流過的路徑越短，損耗在芯片上的能量也就隨之 降低，整車電池續航時間越長。2018 年底，比亞迪公布能將晶圓減薄到 120 μm，而英飛凌的 IGBT 芯片最低已經可減薄到 40 μm。在此厚度的晶圓和芯片上進行后續的加工，技術難度非 常高，極易破碎。2）背面工藝須在低溫下進行，否則易導致正面金屬熔化。背面工藝：包括 背面離子注入，退火激活，背面金屬化等工藝步驟，由于正面金屬熔點的限制與 IGBT 芯片不 斷減薄，這些背面工藝必須在低溫下進行(不超過 450°C)，否則容易導致正面金屬熔化，退火 激活難度極大。
 

IGBT 模塊封裝的焊接和鍵合技術壁壘高。車用 IGBT 多為模塊形式使用，模塊封裝結構 是將半導體分立器件通過某種集成方式封裝到模塊內部，一個 IGBT 模塊通常需要經過貼片、 焊接、等離子清洗、X 光檢測、鍵合、灌膠&固化、成型、測試、打標共 9 道工藝后才能投放 到市場。其中，又以焊接和鍵合是模塊封裝技術難點。

 

（1）焊接：最新的低溫銀燒結貼片互聯工藝參數難掌握、材料與設備成本高，成為進入 壁壘。目前，主流的焊接技術是軟釬焊接。但是這項技術生產的一致性和可靠性不高。為此已 經開發出了低溫銀燒結貼片互聯工藝，這種工藝的焊接層具有高熱導率、高電導率、高可靠性 的優點。但是，這項技術難度很高，工藝參數的設定、設備購置成本高昂、生產所用銀粉成本 高等成為制約廠商使用這一技術的壁壘。目前，只有英飛凌、三菱為代表的先進企業已在其部 分高性能 IGBT 模塊上使用低溫銀燒結進行焊接。
 

（2）鍵合：具有較高的工藝難度。目前，IGBT 模塊內部芯片表面互連普遍采用的鍵合 線為鋁線與銅線。銅線電阻率低、熱導系數高，膨脹系數低，更適合車用高功率密度、高效散 熱的模塊。但是銅線鍵合工藝的難點是需要對芯片表面進行銅金屬化處理，同時需要更高的超 聲能量，很有可能損害 IGBT 芯片本身。1）銅具有較強的親氧性，要求嚴格密封，操作迅速。銅線與空氣接觸即刻產生氧化，原則上在拆封 48 小時內完成封裝。氧化的銅絲更堅硬，難鍵 合，容易產生焊點脫落或拉力強度低。2）在鍵合過程中，起保護作用的惰性氣體流量難把控。為了降低銅氧化程度，需將保護氣體加在易出現氧化的芯片加熱區域，流量太大會影響加熱溫 度，太小則會削弱保護效果。3）壓焊夾具制作材料要求嚴格。夾具表面要光滑，保證載體和 管腳無松動，否則將直接影響產品焊接過程中燒球不良、短線、翹絲等一系列焊線問題。4） 鍵合設備參數設置必須綜合考慮焊接力、待機功率、彈坑的可能性等因素，難以平衡調控。任 何步驟出現問題，都將導致鍵合失敗。
 

因車用 IGBT 高可靠性的要求，其認證周期長，替換成本高，先行企業具有明顯的先發 優勢。
1） 認證嚴格，時間周期長。IGBT 分立器件或模塊必須滿足可靠性標準 AECQ100(IC)/101(分立器件)、質量管理標準 ISO/TS1649，和功能安全標準 ISO 26262 ASIL B(D)，才有資格進入一級汽車廠商的供應鏈，認證周期一般至少 2 年。
 

2）替換成本高。IGBT 模塊是下游產品中的關鍵部件，負責調節電路中的電壓、電流、頻 率、相位等，其性能表現、穩定性和可靠性對下游客戶來說至關重要。對于新的 IGBT 供應商， 客戶往往會保持謹慎態度，不僅會從理論上綜合評定供應商的實力，而且要經過產品單體測 試、整機測試、多次小批量試用等環節后，才會做出大批量采購決策，替換成本較高，采購決 策周期較長。
 

3）IGBT 業務需要長期的經驗積累才能達到良好的 know-how 水平。IGBT 芯片和快恢復 二極管芯片是 IGBT 模塊的關鍵環節，其生產步驟多，使用的生產設備多，生產的組織、控制、 設備調試等工作龐雜。比如散熱材料的選擇與處理，減薄程度與兩次注入磷離子的濃度、數量 與速度，背面工藝溫度的把控以及各環節設備，均需要長期相關經驗的摸索才能掌握芯片的設 計和生產工藝。新能源汽車應用中往往要求大批量地生產出可靠性高、穩定性好的 IGBT 模 塊，需要經過長時間的經驗積累，才能了解器材和材料的特性，掌握生產工藝。以貼片流程為 例，就涉及到芯片位置的確定、不同材料的熱膨脹系數及其特性、回流爐回流曲線及其他參數 的設置等，這些生產工藝要經過長期的研發試驗才能找到合適的方案。
 

4）資金壁壘高。IGBT 行業屬于資本密集型行業，產業鏈涵蓋芯片設計、芯片制造、模 塊制造及測試等環節，其生產、測試設備基本需要進口，設備成本較高，同時產品的研發和市 場開拓都需要較長時間。此外，對 IGBT 生產企業的流動資金需求量也較大，新進入者在前期 往往面臨投入大、產出少的情況，需要較強的資金實力作后盾，才能持續進行產品的研發、生 產和銷售。
 

綜合來看，新入行的公司即使生產出 IGBT 產品，也需要耗費較長時間才能贏得客戶的 認可，并需要長時間才能達到良好的 know-how 水平，同時還要面臨長期較大的資金投入和 市場開發的困難，先行企業先發優勢明顯。
 

競爭格局集中，CR4 份額合計 81%；但國產化率較低，TOP10 中僅 3 家內資入圍。據 Omdia 2019 年統計數據顯示，全球 IGBT 模塊前十大供應商占據市場份額的 75.6%，市場 格局集中,競爭格局較好。根據 NE 時代數據，2019 年中國共裝配 108 萬套車用 IGBT 模塊， 其中英飛凌以 62.8 萬套裝配數量占據了 58.2%的份額，處于市場領先地位。比亞迪微電子排 名第二，共裝配 19.4 萬套，份額占比為 18%。三菱電機、賽米控分列第三、第四，份額為 5.2% 和 3%。斯達半導位列第五，份額占比為 1.6%。另一家國內廠商中車時代電氣位列第九，份額 占比為 0.8%。2019 年新能源汽車 IGBT 模塊前 4 大廠商份額合計 81.4%，呈現寡頭壟斷格局。而國內廠商僅有比亞迪微電子、斯達半導及中車時代電氣三家企業入圍市場份額 TOP10，占 比 20.4%，國產化率較低。

 

從電壓覆蓋看，國產企業 IGBT 產品線覆蓋日趨完善。國內廠商斯達半導目前擁有國內 最全面的 IGBT 模塊產品線之一，廣泛覆蓋高壓（3300V）至中低壓（600V）的應用領域；中 車時代電器則以高鐵、動車等細分領域為主，目前主要在 4500V 以上高壓領域具備一定競爭 力。英飛凌的產品完整覆蓋了下游全電壓等級應用領域，ABB 則主要面向高壓和最高電壓等 級產品。整體看來，內資企業 IGBT 產品覆蓋低壓至高壓的全市場，低壓領域布局較為完善， 但與國外廠商相比，我國功率分立器件在高壓領域仍需加強。

貿易摩擦加劇，半導體自主可控需求日益迫切。近年中美貿易摩擦呈現加劇趨勢。2016 年 3月及2018 年 4 月，中興兩次被列入美國“實體清單”。2019 年 5 月 15 日，華為被列入 “實體清單”，被禁止與美國企業進行業務合作或向其采購電信設備，受此影響谷歌已停止 向華為提供服務。2020 年 5 月 15 日，美國再次頒布針對華為的新禁令，要求采用美國技術 和設備生產的芯片，經美國批準才能出售給華為。2020 年 8 月 17 日，華為 38 家子公司被 列入實體清單，同年 9 月 15 日禁令全面實施。2020 年 12 月，中芯國際被美國列入中國涉 軍企業名單。在美對華加強技術封鎖的背景下，中國面臨貿易摩擦加劇、供給受阻、國際合 作不暢的風險，建立自主可控的半導體供應鏈，加速國產替代的需求日益迫切。
 

中國已成為全球最大的汽車消費市場，奠定車用 IGBT 良好發展契機。2019 年中國新 車銷量達 2575 萬輛，約占全球新車銷量的 28.5%，是全球最大的汽車消費市場。雖然我國 目前汽車保有量超過 2.6 億量，但人均汽車保有量與發達國家仍有較大差距。根據世界銀行 數據顯示，2019 年我國人均汽車保有量為 0.173 輛；美國為 0.837 輛，是中國的 4.8 倍；日 本為 0.591 量，是中國的 3.4 倍，預計未來中國汽車銷量仍將持續提升。廣大的汽車消費市 場為我國 IGBT 企業的發展提供了廣闊空間，奠定了良好的發展基礎。

 

國內新能源廠商份額提升，加速 IGBT 國產替代。燃油車方面，我國由于起步較晚，在傳 統燃油汽車行業競爭力偏弱，2020 年前三季度我國乘用車銷量 1338 萬輛，其中國產品牌乘用 車銷量占比僅約 36%。而在新能源汽車行業，我國搶抓布局，已建立起不俗的技術、市場優 勢。2020 年前三季度，中國新能源乘用車銷量 62 萬輛，其中自主品牌/造車新勢力/外資合資 廠商占比分別為 55%、15%、30%，國內廠商占比合計達到 70%，較傳統燃油車提升明顯。未 來隨著新能源汽車滲透率的逐步提升，預計國內汽車廠商的市場份額也將隨之提升，迎來彎道 超車。在貿易摩擦加劇背景下，國內新能源廠商出于供應鏈安全考慮，預計將更多使用國產 IGBT，帶動國產 IGBT 份額提升。
 

國內廠商具有性價比和快速響應優勢，契合新能源汽車降本增效趨勢。與國外競爭對手 相比，國內 IGBT 廠商與汽車廠商的溝通成本低，供貨速度快，服務能力強，能夠快速響應下 游客戶需求，具有快速響應的優勢。此外，國內功率半導體廠商還具有高性價比優勢以及較低 的物流和人工成本，契合新能源汽車廠商提升滲透率、市占率要求下的降本增效需求。
 

政策、資金助力國內 IGBT 行業發展。IGBT 具有巨大的國內和國際市場，且在產業結構 升級、節能減排、新能源等領域發揮著不可替代的重要作用。近年來，國家推出多項政策分別 從產業發展、研究開發、財稅投資等方面支持包括 IGBT 在內的半導體產業發展。國務院于 2020 年 8 月印發《新時期促進集成電路產業和軟件產業高質量發展的若干政策》從財稅、投 融資、研究開發等全面支持半導體行業的發展。政策的全面支持將成為 IGBT 行業快速發展的 有效助力。此外國家在資金層面也給予積極支持，國家集成電路產業基金（簡稱大基金）一期、 二期也先后于 2014 年、2019 年成立，其中大基金一期募資金額 1387 億元，大基金二期注冊 資本 2041.5 億元。據集微網統計，大基金一期投資領域包括：集成電路制造 67%，設計 17%， 封測 10%，裝備材料 6%。在大基金及其所撬動的社會資本的投資帶動下，包括 IGBT 在內的 集成電路產業取得了良好發展。
 

綜上所述, 我們預計車用 IGBT 國產替代將加速推進，助力國內廠商份額提升。第一：我 國是全球最大的汽車消費市場，且未來汽車消費需求仍將持續提升，為國內車用 IGBT 廠商 的發展提供了良好契機。第二：貿易摩擦加劇，半導體自主可控需求日益迫切。第三：新能 源汽車產業國內廠商率先布局，搶占先發優勢，有望實現彎道超車，隨著國內新能源車企業份 額提升，并出于供應鏈安全考慮，預計將更多傾向使用國內半導體廠商產品，國產 IGBT 份額 有望提升。第四：國內 IGBT 廠商具備性價比高、響應速度快等本土化服務優勢，契合新能源 車降本增效的需要，有望在未來的競爭中提高市場份額。第五：國家政策、資金助力 IGBT 行 業發展。綜合以上分析，我們認為車用 IGBT 國產替代進程將加速推進，實現份額提升。
 

除了份額提升外，國內 IGBT 廠商還將充分受益國內車用 IGBT 市場空間的快速增長。據我們測算，預計 2025 年中國新能源汽車用 IGBT 市場規模達 177 億元，復合增速為 43.45%， 2025 年中國新能源車充電樁 IGBT 市場空間將達 147 億元，復合增速為 43.45%。
 

預計 2025 年中國新能源汽車用 IGBT 市場規模達 177 億元，是 2020 年的 6 倍，復合增 速為 43.45%，根據中汽協數據，2020 年中國汽車銷量為 2530 萬輛，預計到 2025 年中國汽車 銷量將達到 3000 萬輛，其中 2020 年中國新能源汽車銷量為 132 萬輛，新能源車滲透率為 5.22%。若 2025 年中國新能源汽車滲透率能夠達到《新能源汽車產業發展規劃（2021—2035 年）》中提出的 20%，則 2025 年中國新能源汽車銷量將從 2020 年 132 萬輛提升至 2025 年 600 萬輛。按上文中我們測算的新能源汽車功率半導體單車價值量，預計 2025 年中國新能源汽車 功率半導體市場規模將達到 177 億元，是 2020 年的 6 倍，復合增速為 43.45%。
 

預計 2025 年中國新能源汽車用 IGBT 市場規模達 147 億元，復合增速為 43.45%。IGBT 最受益。根據 Yole 數據，2019 年全球新能源汽車 IGBT 市場規模為 6 億美元。EV Sales Blog 數據公布 2019 年全球插電式混合動力汽車和純電池電動車的銷量約為 220 萬輛，由此可推算 出 IGBT 單車平均價值量為 273 美元（占單車功率半導體價值量 83%），受晶圓代工緊張影響， 考慮到目前全球半導體晶圓代工產能緊張，預計今年新能源汽車功率半導體價格仍將保持在 較高水平，且未來單車價值將隨著電動化趨勢及雙電機滲透率的增加逐步提升。乘以 2025 年 我國新能源汽車銷量 600 萬輛，預計中國新能源汽車 IGBT 市場規模將從 2020 年約 24 億增 長至 2025 年 147 億元，復合增速為 43.45%。

預計 2025 年中國新能源車充電樁 IGBT 市場空間將達 109 億元，復合增速為 35%。目 前，新能源汽車的報廢周期在 8-10 年之間，按照上文各年新能源汽車銷量的測算，預計 2025 年新能源汽車的保有量將達到 2246 萬輛。隨著新基建的推進，保守假設到 2025 年車樁比提 升至 2：1，可推算出 2025 年充電樁保有量約為 1123 萬個。由于新基建政策側重公共充電樁 的建設，預計公共充電樁占比將從 2020 年 48%提升至 2025 年 50%。此外由于快充需求的增 加，預計直流充電樁在公共充電樁中的比例將從 2020 年 38%提升至 2025 年 50%。根據國家 電網歷年充電車樁項目招標公示數據，我們統計出招標主力 60Kw 公共直流充電樁平均單瓦 價格從 2017 年 1.15 元/W 降至 2019 年 0.9 元/W（單機價格從 2017 年 6.9 萬元降至 2019 年 5.4 萬元）；公共交流充電樁單機平均價格從 2017 年 0.95 萬元降至 2019 年 0.54 萬元。根據我們 調研的市場上主流新能源汽車廠商私人充電樁價格，我們測算出私人充電樁價格從 2017 年 1.27 萬元/臺降至 2020 年 0.78 萬元/臺。按 IGBT 在充電樁中成本占比約 20％測算，預計 2025 年國內充電樁用 IGBT 市場規模將達到 109 億元，較 2020 年的 25 億元增長 3.4 倍，年復合增 速為 34.5%。

8 寸產能緊張，代工廠產能滿載。2020 年 5G 商用化、以及疫情“宅經濟”加速推動社 會數字化轉型，汽車、家電、數碼等終端設備市場景氣度持續回暖，大幅拉動了半導體需求 增長。此外，歐美疫情尚未得到完全控制，中美貿易關系前景不明朗等因素驅動芯片廠商提 高安全庫存，多重因素共振導致晶圓代工產能供不應求，各大晶圓代工廠商 8 英寸產能接 近滿載。世界先進，華虹宏力 2020Q3 產能利用率均超過 100%，聯電，中芯國際產能利 用率也處在 95%的高位附近。

全球新增晶圓產能滿產時間主要集中在 2023-2025 年，短期內較難解決產能緊張狀 況。從全球產能來看，根據 IC Insights 數據，預計 2020 年全球新增（等效 8 寸）晶圓產 能約 1790 萬片，2021 年新增 2080 萬片。但由于設備購買、調試、客戶驗證等原因，晶 圓制造廠的產能爬坡期較長，通常在 3-5 年左右，這部分新增產能真正實現滿產預計將在 2023-2025 年，短期內較難解決產能緊張狀況。
 

國內在建半導體制造產能折合 8 英寸約 2796 萬片/年，大部分集中在 2022 年投產， 但考慮到新產線投產后仍有較長時間的產能爬坡期，短期內產能緊張較難緩解。據我們不 完全統計，目前國內半導體制造產能約為 288 萬片/月（折合 8 英寸晶圓計算，包含硅基 晶圓及化合物半導體基底晶圓），國內在建的半導體制造產能合計約為 233 萬片/月（2796 萬片/年），其中大部分新產線的投產時間集中在 2022 年，但考慮到新產線投產后仍有 3- 5 年的產能爬坡期，無法迅速實現滿產，預計產能緊缺情況短期內仍較難緩解。
 

預計到 2025 年，全球車規級 IGBT 模塊所需的 8 寸晶圓數量為 169 萬片，較 2020 年 將增長 5.4 倍。目前市場上的電動車有單電機與雙電機兩種，目前主流的新能源汽車使用 的是單電機配置，但隨著未來新能源汽車制造技術的提升，可為車輛提供更高性能的雙電 機新能源汽車滲透率將得到提升。在新能源車中，每個電機使用一個逆變器，每個逆變器 中使用一個 IGBT 模塊。鑒于雙電機優異性能，我們假設其滲透率在 2025 年達到 20%， 可以測算出 2025 年全球共需要向 1200 萬輛電動車 1440 萬臺電機裝配 IGBT 模塊。目前 單個車規級 IGBT 模塊中封裝 10-18 個 IGBT 芯片（因 IGBT 模塊電壓級別不同，芯片數 量有所差異）按平均 15 個計算，則需要 2.16 億個 IGBT 芯片。按每片 8 寸晶圓約可切出 128 個 IGBT 芯片計算，則預計 2025 年全球僅車規級 IGBT 模塊所需的 8 寸晶圓量就達 169 萬片，較 2020 年增長 5.4 倍。

晶圓漲價已傳導至產業鏈下游，半導體景氣度持續上升。終端需求持續增長、現有代工 產能已經滿產、新增產能短期內無法快速放量，供需矛盾導致了晶圓代工價格的上漲。臺積 電已取消了針對主要客戶 12 寸晶圓代工 3%的折扣優惠，聯電在陸續調漲 8 寸晶圓代工價格 后跟進調漲 12 寸晶圓代工價格。代工價格調漲隨即傳導到了產業鏈下游的廠商，大部分廠商漲價幅度都在 10%以上，其中瑞薩電子宣布部分模擬和電源產品價格將調漲 15%-100%。受益產品漲價趨勢，英飛凌等公司延長產品交期，預計半導體產業鏈景氣度還將持續上升。
 

新能源汽車加速滲透，預計 2025 年國內新能源汽車滲透率將達 20%/2030 年歐盟新能源 汽車滲透率將達 40%。汽車電動化趨勢下帶動功率半導體單車價值從 71 美元大幅提升至 330 美元。測算可得 2025 年中國新能源汽車/充電樁用 IGBT 市場規模將達到 133/110 億元，復合 增速為 35%/55%，5 年 5 倍空間。產品類型上，車用功率半導體中 IGBT ASP 占比達 83%，是 電動化趨勢下的最受益品種。壁壘方面，車規級 IGBT 產品、工藝、先發優勢三大壁壘構筑強 護城河，疊加該行業市場份額集中，2019 年中國新能源汽車 IGBT 模塊 CR4 份額合計達 81%， 競爭格局良好，成為成長行業“優質賽道”。但當前國產化率仍然較低，前十大廠商中僅三家 國內廠商入圍，市場份額合計 20.4%。展望未來來看，國內市場空間巨大、自主可控需求加強、 下游使用國產產品意愿提升、國內企業具備高性價比、快速響應優勢，以及產業政策資金支持， 多重因素加速國產替代，國內 IGBT 廠商未來發展潛力巨大。

建議關注：斯達半導、中車時代電氣、聞泰科技、華潤微、新潔能、立昂微。
 

深耕 IGBT 十五年， IGBT 技術處于行業領先地位。公司在 IGBT 技術中深耕多年，打破了歐美日功率半導體巨頭在 IGBT 技術、市場領域的壟斷局面，開發出覆蓋了 600V-3300V 電壓等級、 10A-3600A 電流等級的 600 余款 IGBT 模塊產品，成為目前國內 IGBT 模塊型號最齊全的廠商，可以為工控變頻、電動車、新能源發電、變頻家電等下游應用領域提供定制化服務。為提升毛利率，公司持續投入 IGBT 芯片研發以提升芯片自給率，降低芯片外購成本。根據公司招股說明書數據，芯片自給率從 2017 年 35.7%提升到了 2019 年 54.1%， 未來有望進一步得到提升。
 

受益國產替代，工業控制 IGBT 市場份額有望提升。根據中國產業信息網， 2018 年中國工業控制 IGBT 市場規模為 32.38 億元， 2018 年斯達半導工業控制領域收入 5.26 億元，市占率 16.24%。受到中美貿易摩擦沖擊供應鏈安全影響，預計 IGBT 國產替代進程將進一步加速。斯達半導在工業控制 IGBT 領域布局早，并且可以向客戶提供成熟的高、中、低壓變頻器全套解決方案，預計公司在工業控制 IGBT 的市場份額將得到提升。
 

新能源車高速增長，帶來 IGBT 量價齊升。2016 年公司成功量產 FS-Trench IGBT 模塊，成為了國內少數可大規模生產車規級 IGBT 模塊的廠商， 2019 年共為 16 萬輛新能源汽車裝配FS-Trench IGBT 模塊，約占國內市場份額 13%。目前公司主要為國產 A 級、 A00 級汽車裝配IGBT 模塊，單機價值量較低。隨著未來公司產品競爭力的提高，市占率將進一步提升，產品也將逐步導入到 B/C 級高端轎車，車用 IGBT 模塊將迎來量價齊升。
 

布局車規級 SiC 模組，進一步開拓新能源汽車市場。2020 年，公司與 CREE 合作開發1200VSiC 模塊已通過宇通客車認證，預計將于 2021 年開始裝配。2020 年 12 月 18 日公司發布公告將投資 2.29 億元建設年產 8 萬顆車規級 SiC 模組產業化項目，繼續加大新能源汽車領域投入。
 

國內軌交裝備電氣系統龍頭。株洲中車時代電氣股份有限公司是中國中車二級子公司，是我國軌道交通行業內具有領導地位的牽引變流系統供應商。公司堅持以技術研發為核心，在“同心多元化”戰略指導下，從軌道交通業務出發，布局功率半導體器件、工業變流產品、新能源汽車電驅系統、傳感器件、海工裝備等領域，打造新的業績增長點。
 

以軌交 IGBT 為切入口，逐步打開新能源汽車、電網 IGBT 市場。公司 IGBT 產品定位于高端電力電子行業，目前已經實現 650V-6500V 全電壓范圍覆蓋，是國內唯一自主掌握高鐵動力 IGBT 芯片及模塊技術的企業。2015 年，有公司自主研發的 IGBT 變流器首次走向海外，取得了印度 100 輛機車的訂單，公司 IGBT 技術受到國際市場的認可；在輸配電領域，公司生產的 IGBT 已經應用于烏東德工程、廈門柔直、渝鄂柔直、蘇南 STATCOM、江蘇 UPFC 等多個項目，隨著公司電網 IGBT 技術的成熟，未來將獲得更多訂單；在新能源汽車領域， 公司目前已經在向長安、江淮、一汽供應 IGBT， 產品主要由 2014 年 6 月竣工投產的 8 英寸 IGBT晶圓生產線（一期）生產，該產線年產量為 12 萬片。由公司建設的國內首條 8 英寸車規級IGBT 芯片生產線（二期） 也于 2020 年 9 月 26 日下線， 年產量達 60 萬片， 這將為公司進一步打開新能源汽車 IGBT 市場。
 

全球 ODM 龍頭企業，收購安世半導體進軍半導體行業。聞泰科技是全球領先的 ODM 制造商，從事移動終端、智能硬件等產品的研發、制造業務。2018 至 2019 年通過收購安世半導體股權，實現對安世的控股，進入半導體領域。
 

受益 5G 浪潮， ODM 迎來業績增長。公司是全球手機 ODM 龍頭， 2019 年出貨 1.13 億臺，占全球市場 27.6%的份額。2020 年，各大手機廠商密集推出新款 5G 機型， 12 月 5G 手機銷量占比達到 68.4%。作為已率先布局 5G 的行業龍頭，聞泰科技將在 5G 手機滲透逐步提升的過程中充分受益。
 

安世半導體汽車業務有望為公司帶來豐厚業績。汽車是安世半導體產品最大的下游應用領域， 2019 年安世實現收入 103 億元， 其中汽車板塊業務收入 43 億元，占比 42%。對于車規級半導體產品，產品本身的可靠性與供應的穩定性是客戶的核心需求。安世半導體在汽車領域已通過 ACE-Q100 和 Q101 兩項汽車標準認證測試，產品受到博世、比亞迪、大陸、德爾福、 電裝等客戶的認可，建立了長期的合作關系， 構筑成強生態壁壘。隨著未來汽車電動化程度加深，新能源汽車滲透率提高，汽車半導體將迎來量價齊升， 安世半導體汽車業務有望為公司增厚業績。
 

新能源汽車銷量不及預期。《新能源汽車產業發展規劃（2021—2035 年）》提出 2025 年中 國新能源汽車滲透率將達到 20%，但 2019 年受新能源汽車補貼退坡因素影響，新能源汽車產 銷量有所下滑。IGBT 制造廠商已向車規級 IGBT 投入了大量研發經費。如果新能源汽車市場 需求因產業政策變化受到影響，將對 IGBT 廠商盈利能力產生影響。
 

國內企業技術進步不及預期。功率半導體行業為技術密集型行業，技術創新、產品創 新是行業競爭的關鍵。技術、產品研發機及產業化時間周期長、資金投入大。新技術、新 產品量產后還面臨技術迭代等問題。若技術進步、產品開發速度不及預期，將削弱國內企 業在市場上的競爭能力。
 

產品替代風險。各項性能指標皆優于 IGBT 的 SiC 功率器件已導入部分高端新能源汽車， 若 SiC 功率器件制造技術出現突破，成本開始下降，IGBT 產品競爭能力將大大削弱。