摘要：IGBT被譽(yù)為電力電子行業(yè)的“CPU”，其應(yīng)用廣泛，深入電機(jī)節(jié)能、軌道交通、新能源汽車(chē)等多個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域。尤其在軌道交通領(lǐng)域，IGBT技術(shù)已取得重大突破。而在新能源汽車(chē)領(lǐng)域，IGBT更是電控系統(tǒng)和直流充電樁不可或缺的核心器件。近年來(lái)，隨著技術(shù)的進(jìn)步和市場(chǎng)需求的激增，我國(guó)IGBT產(chǎn)量呈現(xiàn)迅猛增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。2022年中國(guó)IGBT產(chǎn)量達(dá)3058萬(wàn)只，同比增長(zhǎng)18.53%。未來(lái)，隨著國(guó)產(chǎn)替代的深入推進(jìn)，我國(guó)IGBT行業(yè)將迎來(lái)更加廣闊的發(fā)展前景，為電力電子行業(yè)的持續(xù)繁榮做出重要貢獻(xiàn)。

一、定義及分類(lèi)

絕緣柵雙極晶體管（簡(jiǎn)稱(chēng)IGBT）是由BJT（雙極型三極管）和MOS（絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管）組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件，兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)，非常適合應(yīng)用于直流電壓為600V及以上的變流系統(tǒng)如交流電機(jī)、變頻器、開(kāi)關(guān)電源、照明電路、牽引傳動(dòng)等領(lǐng)域。絕緣柵雙極晶體管按照產(chǎn)品集成度形式不同可分為IGBT芯片、FRD芯片、IGBT單管、IGBT模塊、IPM模塊。

二、行業(yè)政策

1、主管部門(mén)和監(jiān)管體制

絕緣柵雙極晶體管行業(yè)主管部門(mén)為工信部。工信部負(fù)責(zé)提出新型工業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略和政策，協(xié)調(diào)解決新型工業(yè)化進(jìn)程中的重大問(wèn)題，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略性調(diào)整和優(yōu)化升級(jí)；制定并組織實(shí)施工業(yè)、通信業(yè)的行業(yè)規(guī)劃、計(jì)劃和產(chǎn)業(yè)政策；監(jiān)測(cè)分析工業(yè)、通信業(yè)運(yùn)行態(tài)勢(shì)，統(tǒng)計(jì)并發(fā)布相關(guān)信息，進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)警和信息引導(dǎo)；指導(dǎo)行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步，以先進(jìn)適用技術(shù)改造提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)等。

絕緣柵雙極晶體管行業(yè)自律協(xié)會(huì)是中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)。中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)主要負(fù)責(zé)貫徹落實(shí)政府有關(guān)的政策、法規(guī)，向政府業(yè)務(wù)主管部門(mén)提出本行業(yè)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和裝備政策的咨詢(xún)意見(jiàn)和建議；做好信息咨詢(xún)工作；調(diào)查、研究、預(yù)測(cè)本行業(yè)產(chǎn)業(yè)與市場(chǎng)，匯集企業(yè)要求，反映行業(yè)發(fā)展呼聲；廣泛開(kāi)展經(jīng)濟(jì)技術(shù)交流和學(xué)術(shù)交流活動(dòng)；開(kāi)展國(guó)際交流與合作；制（修）訂行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及推薦標(biāo)準(zhǔn)等任務(wù)。

2、行業(yè)相關(guān)政策

近年來(lái)，中國(guó)政府出臺(tái)了一系列政策措施，鼓勵(lì)和支持絕緣柵雙極晶體管等功率半導(dǎo)體器件的研發(fā)和應(yīng)用。2023年1月，工信部等六部門(mén)印發(fā)《關(guān)于推動(dòng)能源電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》，提出面向光伏、風(fēng)電、儲(chǔ)能系統(tǒng)、半導(dǎo)體照明等，發(fā)展新能源用耐高溫、耐高壓、低損耗、高可靠IGBT器件及模塊，SiC、GaN等先進(jìn)寬禁帶半導(dǎo)體材料與先進(jìn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和封裝技術(shù)，新型電力電子器件及關(guān)鍵技術(shù)。該政策明確了絕緣柵雙極晶體管發(fā)展方向，并推動(dòng)絕緣柵雙極晶體管行業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新方面取得更大突破，提升產(chǎn)品的性能和可靠性，滿(mǎn)足新能源領(lǐng)域?qū)Ω咝А⒖煽侩娮与娏ζ骷男枨蟆?

三、發(fā)展歷程

絕緣柵雙極晶體管經(jīng)歷多年發(fā)展，已經(jīng)發(fā)展至第七代，各方面性能不斷優(yōu)化，襯底從PT穿通，NPT非穿通到FS場(chǎng)截止，柵極從平面到Trench溝槽，最后到第七代的精細(xì)Trench溝槽。隨著技術(shù)的升級(jí)，芯片面積、工藝線寬、通態(tài)功耗、關(guān)斷時(shí)間、開(kāi)關(guān)功耗均不斷減小，斷態(tài)電壓由第一代的600V升至第七代7000V。

四、行業(yè)壁壘

1、技術(shù)壁壘

絕緣柵雙極晶體管作為電力電子領(lǐng)域的核心器件，其設(shè)計(jì)與制造涉及復(fù)雜的技術(shù)和工藝。目前，IGBT的核心技術(shù)主要掌握在發(fā)達(dá)國(guó)家的企業(yè)手中，尤其是高電壓、大電流的IGBT產(chǎn)品，其設(shè)計(jì)和制造難度更高。中國(guó)企業(yè)在IGBT的芯片設(shè)計(jì)、材料選擇、工藝控制等方面與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在一定的差距。此外，IGBT的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，如新能源汽車(chē)、軌道交通、智能電網(wǎng)等，這些領(lǐng)域?qū)GBT的性能和可靠性要求極高，進(jìn)一步加大了技術(shù)壁壘。

2、市場(chǎng)壁壘

由于IGBT產(chǎn)品的特殊性，其市場(chǎng)需求具有一定的集中性和穩(wěn)定性。國(guó)際知名企業(yè)在全球范圍內(nèi)建立了完善的銷(xiāo)售網(wǎng)絡(luò)和客戶(hù)關(guān)系，占據(jù)了較大的市場(chǎng)份額。中國(guó)企業(yè)進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)時(shí)，需要面對(duì)激烈的競(jìng)爭(zhēng)和復(fù)雜的貿(mào)易環(huán)境。同時(shí)，國(guó)內(nèi)IGBT市場(chǎng)也呈現(xiàn)出一定的寡頭壟斷態(tài)勢(shì)，新進(jìn)企業(yè)難以獲得市場(chǎng)份額。

3、產(chǎn)業(yè)生態(tài)壁壘

IGBT產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要完善的產(chǎn)業(yè)鏈和生態(tài)系統(tǒng)支持，包括原材料供應(yīng)、設(shè)備制造、封裝測(cè)試等環(huán)節(jié)。目前，全球IGBT產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)形成了較為穩(wěn)定的格局，發(fā)達(dá)國(guó)家的企業(yè)在產(chǎn)業(yè)鏈上游擁有較強(qiáng)的議價(jià)能力和話語(yǔ)權(quán)。中國(guó)企業(yè)要想在IGBT領(lǐng)域取得突破，需要構(gòu)建完整的產(chǎn)業(yè)鏈和生態(tài)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自主可控。

五、產(chǎn)業(yè)鏈

1、行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析

絕緣柵雙極晶體管產(chǎn)業(yè)鏈上游主要為原材料和設(shè)備供應(yīng)商，其中原材料主要為硅片、光刻膠、封裝材料等，設(shè)備主要為工藝制造設(shè)備和檢測(cè)設(shè)備等；產(chǎn)業(yè)鏈中游為絕緣柵雙極晶體管生產(chǎn)制造商；產(chǎn)業(yè)鏈下游應(yīng)用領(lǐng)域包括工業(yè)控制、消費(fèi)電子、家電、新能源汽車(chē)、智能電網(wǎng)等。

絕緣柵雙極晶體管行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈

硅片

隆基綠能科技股份有限公司

中環(huán)新能源科技股份有限公司

晶科能源股份有限公司

晶澳太陽(yáng)能科技股份有限公司

光刻膠

晶瑞電子材料股份有限公司

江蘇雅克科技股份有限公司

北京科華微電子材料有限公司

江蘇南大光電材料股份有限公司

封裝材料

宏昌電子材料股份有限公司

上海新陽(yáng)半導(dǎo)體材料股份有限公司

寧波康強(qiáng)電子股份有限公司

深圳丹邦科技股份有限公司

工藝制造設(shè)備

應(yīng)用材料公司

株式會(huì)社日立高新技術(shù)

上海微電子裝備(集團(tuán))股份有限公司

華海清科股份有限公司

上游

英飛凌科技公司

三菱電機(jī)集團(tuán)公司

斯達(dá)半導(dǎo)體股份有限公司

比亞迪半導(dǎo)體股份有限公司

中游

工業(yè)控制

消費(fèi)電子

家電

新能源汽車(chē)

下游

2、行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)分析

（1）斯達(dá)半導(dǎo)體股份有限公司

斯達(dá)半導(dǎo)體股份有限公司長(zhǎng)久以來(lái)深耕于IGBT、快恢復(fù)二極管、SiC等功率芯片的設(shè)計(jì)與制造工藝，以及IGBT、MOSFET、SiC等功率模塊的研制與測(cè)試領(lǐng)域。公司的產(chǎn)品以卓越的性能，廣泛應(yīng)用于新能源、新能源汽車(chē)、工業(yè)控制及電源、白色家電等諸多領(lǐng)域，為眾多行業(yè)提供了穩(wěn)定可靠的功率解決方案。2023年前三季度，斯達(dá)半導(dǎo)營(yíng)業(yè)收入為26.19億元，同比增長(zhǎng)39.72%；歸母凈利潤(rùn)為6.58億元，同比增長(zhǎng)11.53%。在新能源汽車(chē)領(lǐng)域，斯達(dá)半導(dǎo)生產(chǎn)的適用于主電機(jī)控制器的車(chē)規(guī)級(jí)IGBT模塊持續(xù)放量，為新能源汽車(chē)的高效、穩(wěn)定運(yùn)行提供了有力保障。在光伏儲(chǔ)能方面，公司更是基于第七代微溝槽Trench Field Stop技術(shù)，成功研發(fā)出適用于光儲(chǔ)行業(yè)的IGBT芯片以及模塊，并已開(kāi)始批量供貨。這一技術(shù)突破不僅提升了光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)的效率與穩(wěn)定性，也使斯達(dá)半導(dǎo)成為全球光伏和儲(chǔ)能行業(yè)的重要戰(zhàn)略供應(yīng)商，進(jìn)一步鞏固了公司在功率半導(dǎo)體行業(yè)的領(lǐng)先地位。

（2）杭州士蘭微電子股份有限公司

杭州士蘭微電子股份有限公司，作為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的綜合型半導(dǎo)體設(shè)計(jì)與制造（IDM）企業(yè)，其在功率半導(dǎo)體領(lǐng)域的成就尤為矚目。公司主打的功率半導(dǎo)體產(chǎn)品包括IGBT、超結(jié)MOSFET以及高密度溝槽柵MOSFET等，更在超薄片槽柵IGBT的研發(fā)上取得了重要突破。2023年前三季度，士蘭微營(yíng)業(yè)收入為69.00億元，同比增長(zhǎng)10.49%；歸母凈利潤(rùn)為-1.89億元，同比下降124.44%。公司加大對(duì)模擬電路、IGBT器件、IPM智能功率模塊、PIM功率模塊、碳化硅功率模塊等產(chǎn)品在大型白電、通訊、工業(yè)、新能源、汽車(chē)等高門(mén)檻市場(chǎng)的推廣力度，帶動(dòng)公司總體營(yíng)收保持了較快的增長(zhǎng)勢(shì)頭。與此同時(shí)，歸母凈利潤(rùn)大幅下滑主要系公司持有的其他非流動(dòng)金融資產(chǎn)中昱能科技、安路科技股票價(jià)格下跌，導(dǎo)致其公允價(jià)值變動(dòng)產(chǎn)生稅后凈收益下降。

六、行業(yè)現(xiàn)狀

IGBT被譽(yù)為電力電子行業(yè)的“CPU”，其應(yīng)用廣泛，深入電機(jī)節(jié)能、軌道交通、新能源汽車(chē)等多個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域。尤其在軌道交通領(lǐng)域，IGBT技術(shù)已取得重大突破。而在新能源汽車(chē)領(lǐng)域，IGBT更是電控系統(tǒng)和直流充電樁不可或缺的核心器件。近年來(lái)，隨著技術(shù)的進(jìn)步和市場(chǎng)需求的激增，我國(guó)IGBT產(chǎn)量呈現(xiàn)迅猛增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。2022年，中國(guó)IGBT產(chǎn)量達(dá)3058萬(wàn)只，同比增長(zhǎng)18.53%。IGBT作為我國(guó)重大科技突破專(zhuān)項(xiàng)中的重點(diǎn)扶持項(xiàng)目，承載著國(guó)家對(duì)于核心元器件國(guó)產(chǎn)化的殷切期望?；趪?guó)家相關(guān)政策中提出的國(guó)產(chǎn)化要求，IGBT行業(yè)正迎來(lái)國(guó)產(chǎn)替代的重要機(jī)遇。這一趨勢(shì)不僅為國(guó)內(nèi)IGBT企業(yè)提供了廣闊的市場(chǎng)空間，更是推動(dòng)行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級(jí)的重要驅(qū)動(dòng)力。未來(lái)，隨著國(guó)產(chǎn)替代的深入推進(jìn)，我國(guó)IGBT行業(yè)將迎來(lái)更加廣闊的發(fā)展前景，為電力電子行業(yè)的持續(xù)繁榮做出重要貢獻(xiàn)。

七、發(fā)展因素

1、機(jī)遇

（1）各類(lèi)新產(chǎn)業(yè)發(fā)展推動(dòng)市場(chǎng)需求持續(xù)旺盛

以物聯(lián)網(wǎng)為代表的新需求所帶動(dòng)的如云計(jì)算、人工智能、大數(shù)據(jù)等新應(yīng)用的興起，逐漸成為IGBT行業(yè)新一代技術(shù)變革動(dòng)力。同時(shí)，新能源驅(qū)動(dòng)的智能汽車(chē)已經(jīng)成為萬(wàn)物互聯(lián)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，隨著智能汽車(chē)復(fù)雜程度的提高，智能汽車(chē)網(wǎng)聯(lián)化、智能化以及電動(dòng)化程度進(jìn)一步提升，新能源汽車(chē)行業(yè)對(duì)汽車(chē)IGBT元件的需求勢(shì)必會(huì)大幅增長(zhǎng)，因此汽車(chē)板塊對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)而言屬于推動(dòng)其長(zhǎng)期發(fā)展的新引擎。IGBT下游應(yīng)用領(lǐng)域的不斷延展帶動(dòng)了市場(chǎng)需求的持續(xù)旺盛。

（2）全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)資源轉(zhuǎn)移大趨勢(shì)下的進(jìn)口替代市場(chǎng)機(jī)遇

IGBT行業(yè)目前呈現(xiàn)專(zhuān)業(yè)分工深度細(xì)化、細(xì)分領(lǐng)域高度集中的特點(diǎn)。全球IGBT行業(yè)正經(jīng)歷第巨變，產(chǎn)業(yè)資源正處于向中國(guó)大陸和東南亞等地區(qū)轉(zhuǎn)移的進(jìn)程之中，產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移是市場(chǎng)需求和資本驅(qū)動(dòng)的綜合結(jié)果。中國(guó)擁有全球最大且增速最快的IGBT消費(fèi)市場(chǎng)，巨大的下游市場(chǎng)配合積極的國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策與活躍的社會(huì)資本，正在全方位、多角度地支持國(guó)內(nèi)IGBT行業(yè)發(fā)展。隨著IGBT產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)技術(shù)的不斷突破，加之我國(guó)在物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、新能源汽車(chē)等下游市場(chǎng)走在世界前列，有望在更多細(xì)分市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代。

（3）政策支持

IGBT行業(yè)作為信息產(chǎn)業(yè)中的基礎(chǔ)和核心部分，是關(guān)系國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展全局的基礎(chǔ)性、先導(dǎo)性和戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，對(duì)國(guó)家安全有著舉足輕重的戰(zhàn)略意義。發(fā)展我國(guó)IGBT相關(guān)產(chǎn)業(yè)，是我國(guó)成為世界制造強(qiáng)國(guó)的必由之路。近年來(lái)，國(guó)家各部門(mén)相繼推出了一系列優(yōu)惠政策，鼓勵(lì)和支持IGBT行業(yè)發(fā)展。在政策的推動(dòng)下，中國(guó)IGBT行業(yè)將迎來(lái)更加廣闊的發(fā)展空間。

2、挑戰(zhàn)

（1）資金投入巨大

IGBT行業(yè)從前期產(chǎn)線建設(shè)，設(shè)備投入到工藝研發(fā)，都需要大量的資金投入，大多數(shù)企業(yè)的資金實(shí)力無(wú)法滿(mǎn)足動(dòng)輒數(shù)十億甚至上百億美元的生產(chǎn)線投入。產(chǎn)線建成以后，企業(yè)還需要維持較高的研發(fā)投入來(lái)豐富產(chǎn)品類(lèi)型以應(yīng)對(duì)下游客戶(hù)多樣化的需求，并為優(yōu)質(zhì)人才提供有競(jìng)爭(zhēng)力的薪酬，這對(duì)行業(yè)內(nèi)公司的資金實(shí)力和資源調(diào)配能力形成了一定的挑戰(zhàn)。

（2）與具備頂尖技術(shù)水平的國(guó)際龍頭企業(yè)仍有一定差距

盡管?chē)?guó)內(nèi)企業(yè)在IGBT技術(shù)上取得了一定進(jìn)步，但與國(guó)外先進(jìn)水平相比，仍存在較大差距。這主要體現(xiàn)在芯片設(shè)計(jì)、制造工藝、封裝測(cè)試等方面。技術(shù)差距導(dǎo)致國(guó)內(nèi)IGBT產(chǎn)品在性能、可靠性和壽命等方面難以與國(guó)外產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)，限制了其在高端領(lǐng)域的應(yīng)用。

（3）產(chǎn)業(yè)鏈完善程度不足

IGBT產(chǎn)業(yè)鏈涉及芯片設(shè)計(jì)、制造、封裝、測(cè)試等多個(gè)環(huán)節(jié)，需要各環(huán)節(jié)之間緊密協(xié)作，形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈。然而，目前中國(guó)IGBT產(chǎn)業(yè)鏈上游原材料和設(shè)備供應(yīng)主要依賴(lài)進(jìn)口，下游應(yīng)用領(lǐng)域也相對(duì)有限，這制約了行業(yè)的整體發(fā)展。

八、競(jìng)爭(zhēng)格局

我國(guó)IGBT產(chǎn)業(yè)起步較晚，市場(chǎng)主要被國(guó)外企業(yè)壟斷。數(shù)據(jù)顯示，行業(yè)前三名企業(yè)的市場(chǎng)份額合計(jì)達(dá)51%。其中英飛凌占比最多，達(dá)27%；三菱排名第二，占比14%；安森美占比10%，位居第三。本土企業(yè)中，士蘭微在全球IGBT單管及IPM市占率達(dá)到3.5%、2.2%，均位列全球第八；斯達(dá)半導(dǎo)在全球IGBT模塊市占率達(dá)3.0%，位列全球第六。

九、發(fā)展趨勢(shì)

1、模塊化、集成化的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

隨著IGBT應(yīng)用場(chǎng)景不斷拓展，下游產(chǎn)品對(duì)其電能轉(zhuǎn)換效率、穩(wěn)定性、高壓大功率需求及復(fù)雜度提出了更高要求。IGBT的組裝模塊化和集成化能有效滿(mǎn)足上述要求，有助于優(yōu)化客戶(hù)使用體驗(yàn)并保障產(chǎn)品配套性和穩(wěn)定性，IGBT的組裝模塊化和集成化將成為行業(yè)技術(shù)發(fā)展的主流趨勢(shì)。同時(shí)，隨著工藝技術(shù)的不斷升級(jí)，更高性能、更小體積的IGBT為模塊化和集成化創(chuàng)造了技術(shù)條件。

2、市場(chǎng)應(yīng)用拓展將為IGBT行業(yè)帶來(lái)新的增長(zhǎng)點(diǎn)

新能源汽車(chē)、電力電子、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域是IGBT的主要應(yīng)用領(lǐng)域，隨著這些領(lǐng)域的快速發(fā)展，IGBT的市場(chǎng)需求將持續(xù)增長(zhǎng)。特別是新能源汽車(chē)市場(chǎng)，隨著政策推動(dòng)和消費(fèi)者認(rèn)知度的提高，其市場(chǎng)規(guī)模將不斷擴(kuò)大，為IGBT行業(yè)提供巨大的市場(chǎng)空間。此外，IGBT在智能電網(wǎng)、風(fēng)電、光伏等新能源領(lǐng)域的應(yīng)用也將不斷拓展，為行業(yè)帶來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇。

3、可持續(xù)發(fā)展和綠色制造

隨著環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)和政府政策的支持，企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中需要更加注重節(jié)能減排和資源利用效率，推動(dòng)綠色制造和可持續(xù)發(fā)展。未來(lái)，行業(yè)將逐步轉(zhuǎn)向綠色、低碳的生產(chǎn)模式，推動(dòng)循環(huán)經(jīng)濟(jì)和資源綜合利用，同時(shí)加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)和社會(huì)責(zé)任，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的雙贏。