逆变器芯片国产替代

逆变器芯片国产替代

        IGBT芯片也称为绝缘栅双极晶体管。它是由BJT和MOSFET组成的复合功率半导体器件 。它结合了MOSFET和BJT的优点。它在高电压，大电流和高速下均具有出色的性能，使其成为电力电子领域中的理想开关器件。 IGBT模块是一种模块化产品，由多个IGBT芯片和FRD（快速恢复二极管）芯片通过特定电路封装在一起组成。输入阻抗大，驱动功率小，控制电路简单，开关损耗低，开关速度快。工作频率高，部件容量大等特点。

        就下游应用而言，新能源 汽车 市场占31％，成为最大的IGBT芯片应用市场。第二是家电领域，占27％。在工业控制领域排名第三，占20％。新能源发电占11％，其余占11％。下游工业控制和消费电子产品的逐步复苏有望推动IGBT芯片市场的逐步扩展 。 IGBT芯片是光伏逆变器和风力发电逆变器的核心组件。新能源发电产业的快速发展将成为IGBT芯片产业的持续增长。随着新能源 汽车 市场的快速发展，IGBT芯片的需求和价值有望进一步增加，从而推动了IGBT芯片产业的增长。

        目前，IGBT芯片的国产化已成为国家重点半导体器件的发展重点之一，IGBT芯片也被列为国家“ 02专项”的重点扶持项目，相关产业已进入阶段发展迅速。作为国内领先的IGBT芯片公司，斯达半导一直专注于IGBT芯片的独立研发。 该公司的IGBT芯片模块型号齐全。目前，它已经形成了涵盖工作电流5A-3600A和工作电压600V-3300V的产品布局。同时，该公司还具有提供MOSFET模块，IPM模块，整流器模块，晶闸管，碳化硅器件和其他产品的能力，从而形成了功率半导体的完整产品布局。先进的IGBT芯片设计，模块设计和制造工艺领先市场。

        中高端IGBT芯片设计和制造中的技术创新和突破主要由国外制造商主导。在全球市场上，英飞凌，富士电机和IXYS等国际制造商涵盖了IGBT芯片产品的整个电压范围，而瑞萨，罗姆和意法半导体等制造商则专注于中低压产品。三菱，中国中车和斯达半导之类的制造商仅提供IGBT芯片模块产品。 随着公司产品技术水平逐步与国际水平接轨，公司在国内的替代优势越来越明显，主要体现在细分行业的领先优势，快速满足客户个性化需求的优势以及价格竞争的优势。 。该公司是IGBT芯片的领导者。随着IGBT芯片市场的快速扩展和国内替代产品的强劲趋势的帮助，企业有望凭借自身的竞争优势突围并扩大市场份额。公司在行业中的领先地位已得到牢固确立。公司的 IGBT芯片模块的全球市场份额约为2.2％，在中国排名第一，在全球排名第八。

        2020年前三季度，公司营业收入为6.68亿元，同比增长18.14％，归属于母公司股东的净利润1.34亿元，同比增长29.44％，其中第三季度，公司实现营业收入2.52亿元，同比增长26.39％，实现母公司实现净利润5300万元，同比增长36.24％。

浙商证券：SiC碳化硅产业化黄金时代已来，衬底为产业化突破的核心

       智通 财经 APP获悉，浙商证券发布研究报告指出，受益新能源车爆发，SiC产业化黄金时代将来临。Yole预计2026年SiC功率器件市场规模将达45亿美元，2020-2026年CAGR为36%。SiC衬底的市场空间方面，预计2025年新能源车加光伏逆变器市场需求达261亿元，2021-2025年CAGR达到79%。目前国内外差距在逐步缩小，国产替代可期。目前海外龙头（Wolfspeed、II-VI占据60%以上市场份额）已实现6英寸规模化供应、向8英寸进军；国产厂家（天岳先进、天科合达、晶盛机电、露笑 科技 等）以小尺寸为主、向6英寸进军。浙商证券重点推荐晶盛机电（300316.SZ）。

        1）高压、高功率应用场景下性能优越,适用于600V以上高压场景。相同规格的碳化硅基MOSFET与硅基MOSFET相比，尺寸减小至原来1/10，导通电阻降低至原来1/100，总能损耗降低70%，能源转换效率提高。下游应用新能源车、充电桩、光伏、风电、轨道交通等领域。

        2）受益新能源车爆发，SiC产业化黄金时代将来临。Yole预计2026年SiC功率器件市场规模将达45亿美元，2020-2026年CAGR=36%。新能源 汽车 是碳化硅功率器件市场的主要增长驱动，应用端：解决续航痛点。成本端：单车可节省400-800美元的电池成本。客户端：特斯拉等车企相继布局。目前特斯拉仅使用在主逆变器上、未来有进一步应用提升空间。

        3）性价比是决定SiC器件大批量使用的关键，衬底制备为碳化硅性价比提升的核心。在碳化硅器件的成本占比当中：衬底、外延、器件分别占比46%、23%、20%。衬底为碳化硅降本的核心、也是技术壁垒最高环节，是未来SiC降本、大规模产业化推进的核心关键。

        SiC衬底：新能源车+光伏需求潜力巨大；国内外差距逐步缩小、国产替代可期

        1）市场空间：预计2025年新能源车+光伏逆变器市场需求达261亿元，2021-2025年CAGR=79%。新能源车：目前单特斯拉Model 3/Y一年需求量就能消耗全球SiC晶圆绝大产能。我们测算如2025年SiC在新能源车渗透率达60%，预计6英寸SiC衬底需求达587万片/年，市场空间达231亿元。光伏逆变器：“大组件、大逆变器、大组串”时代，光伏电站电压等级从1000V提升至1500V以上，碳化硅功率器件有望成为标配。我们假设2025年碳化硅渗透率提升至50%，对应SiC衬底市场达30亿元。行业核心瓶颈在于供给端不足。

        2）竞争格局：国内外差距在逐步缩小，国产替代可期。目前海外龙头（Wolfspeed、II-VI占据60%以上市场份额）已实现6英寸规模化供应、向8英寸进军。国产厂家（天岳先进、天科合达、晶盛机电、露笑 科技 等）以小尺寸为主、向6英寸进军。但可观测到，国内外差距正在缩小、且整体差距小于传统硅基半导体。国内外差距已从过去的10-15年（4英寸）、缩小至5-10年以内（6英寸）。预计未来向8英寸进军过程中，差距是、有望进一步缩小。

        3）生产工艺：较硅基半导体难度大幅增加；长晶环节是关键。碳化硅衬底属于技术密集型行业。核心难点在于：长晶工艺复杂（只有4H型等少数几种是所需的晶型），生长速度慢（每小时仅能生长0.2-0.3mm，较传统晶硅慢近百倍以上），产出良率低（硬度与金刚石接近，切磨抛难度大）。“产学研用”为国内碳化硅衬底发展的重要推进动力。国内高校和科研单位主要包括中科院物理所、山东大学、上海硅酸盐所等。

        4）行业趋势：降本是产业化核心，向大尺寸延伸。目前6英寸SiC衬底价格在1000美金/片，数倍于传统硅基半导体。未来降本方式包括：提升材料使用率（大尺寸化，由4英寸向6英寸、8英寸延伸）、降低制造成本（提升良率）、提升生产效率（更成熟长晶工艺）。

        SiC衬底设备：与传统晶硅差异较小，工艺调教为核心壁垒

        主要包括：长晶炉、切片机、研磨机、抛光机、清洗设备等。与传统传统晶硅设备具一定相通性、但工艺难度更高。碳化硅衬底第三方设备厂商较少，企业更多为设备+制造一体化布局为主，便于将核心工艺机密掌握自己手里。设备+工艺联合研发、形成互哺是关键。

        投资建议

        风险提示：研发进度不及预期风险；国际贸易争端加剧风险。

盘点未来3年极具潜力的5大半导体黑马，国产MCU芯片需求旺盛

        半导体MCU是指微控制器，俗称单片机，一般可以分为芯片级芯片和系统级芯片，将CPU、存储、电源管理、I/O接口等功能集成在一起的是芯片级芯片，一般仅可运行由汇编语言等低级语言编制的简单系统。

        目前MCU按照位数分为4位、8位、16位、32位、64位等，位数越高性能越强，32位MCU为目前主流。

        截至5月比亚迪半导体车规级MCU量产装车突破1000万颗，公司车规级与工业级MCU芯片至今累计出货已突破20亿颗，国产MCU在 汽车 领域应用持续提升。

        在 汽车 行业“缺芯”大潮中， MCU芯片是受影响最严重的芯片， 目前，全球半导体产能供不应求，业界普遍预计，产能短缺将持续至2022年或2023年。

        例如成立于1980年的联电(UMC)半导体设备交货期一般已达14-18个月，其投资产能已规划至2023年，MCU需求旺盛，紧缺状态下价格继续上行，相关公司有望受益。

        老俞盘点未来3年极具潜力的5大半导体黑马如下：

        兆易创新： 公司在通用MCU 领域一直保持技术创新性和市场先进性，目前也在积极布局超低功耗市场，传统车身控制、新能源 汽车 新应用等 汽车 MCU 市场，高性能工业控制、多媒体控制等市场。

        公司的核心产品线为FLASH、32位通用型MCU及智能人机交互传感器芯片及整体解决方案，公司产品以“高性能、低功耗”著称。

        目前公司MCU 全球市占率仍较低，考虑到公司32 位产品优势及全球供需趋紧，我们认为公司MCU 业务有望打开更大的市场空间。

        东软载波： 公司已形成以芯片设计为源头，能源互联网与智能化应用两翼齐飞的产业格局，在完成智能制造的基础上，构建了跨越发展的3+1模式。

        公司拥有独特而完整的MCU-SOC芯片设计平台，主要提供8位、32位MCU，公司MCU产品主要应用于白色家电、消费电子、工业控制、工业以太网、电机控制、仪器仪表、电池管理、 健康 医疗电子等领域， 汽车 电子也有一定应用。

        公司已构建全面满足物联网需求的芯片产品组合，MCU芯片持续更新迭代，并先发布局Wi-Fi芯片、锂电池管理芯片，老俞认为将受益于集成电路国产替代加速、物联网终端设备放量。

        北京君正： CPU+存储器双龙头，拥有全球领先的32位嵌入式CPU技术和低功耗技术。

        公司 收购ISSI 后已形成“CPU+存储+模拟布局”， 公司整合ISSI 的效果开始在报表正常显现，随着公司在车载存储和模拟芯片领域的持续加码， 未来有望持续受益于下游需求爆发。

        公司目前拓展海外市场，ISSI 也可以借助北京君正在国内市场的渠道资源，实现国内的市场拓展，形成“海外+国内”并进的市场布局，强化公司的行业竞争力。

        紫光国微： 公司作为中国特种IC、安全IC、FPGA三大赛道龙头企业 ， 旗下的子公司紫光同芯主要提供8位、16位的MCU，产品应用于智能家电。

        公司布局车载控制器芯片，有望打破国外厂商在该领域的垄断，抢占车载芯片国产化发展先机，目前公司车联网应用相关的安全芯片已经开始进入试用阶段，车载控制芯片正在紧密开发过程中， 推动车载芯片关键技术和产业落地进程。

        公司通过长期耕耘建立了显著的渠道优势、品牌优势和先发优势，并持续通过研发提升技术能力构筑高竞争壁垒，更能享受到下游行业的高景气红利，行业地位进一步增强。

        士兰微： 国内半导体领先企业，是国内产品线最为齐全的半导体IDM 厂商， MCU是公司重要产品线之一，公司目前收入中约30%来自MCU/逻辑器件。

        公司MCU 主要分为8 位、32 位、可编程ASSP，其中32 位MCU 也已推出多款，公司MCU 搭配IPM 模块销售，形成整套方案，解决客户需求的同时增厚公司营收体量。

        此外，公司电控类MCU产品持续在工业变频、工业UPS、光伏逆变、新能源车、物联网等众多领域得到广泛的应用。

        投资，从来都是赚认知范围内的钱，好赛道好公司还需要好价格 。

igbt概念股有哪些

       科达股份(600986)钱江摩托(000913)华微电子(600360)、华微电子(600360)、中环股份(002129)、台基股份(300046)

       IGBT(Insulated Gate BIPOlar Transistor)，绝缘栅双极型晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大；MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。

       目前我国正处于一个产业的突破前夜。因为IGBT广泛应用于高铁、节能变频、风电、太阳能等产业中，但IGBT的核心技术与产业主要掌握在发达国家相关企业手中。而近年来，我国受高铁等领域的投资规模提振，IGBT的国产化要求迅速提升。幸运的是，目前已有突破的态势。据资料显示，株州某企业在2009年就实现了5寸线IGBT的量产，并获得了国家电网约2亿元的订单。这意味着我国已掌握了大功率IGBT产品的技术突破，我国IGBT的相关企业将获得广阔的市场空间，这是各路资金炒作科达股份等为代表的IGBT概念股的题材催化剂。从以往经验来看，一个板块能否出现疯狂炒作，与手机支付、物联网的炒作火爆相比，功率半导体已经被投资者逐渐关注的概念，随着对“IGBT”从陌生、了解到深入分析，由于产业策的滞后和相关基础的薄弱，IGBT等新型功率半导体应用的爆性前景与IGBT国产化的惨淡现状形成了极为鲜明的对比。可以说，目前国内企业，特别是上市公司，在IGBT核心技术产品方面值得挖掘，炒“IGBT”不仅仅是在炒预期，而是其发展趋势和前景。

       低碳时代的热门词少不了“新能源”、“高铁”、“电动汽车”、“智能电网”，而这些产业或产品无一例外地依赖于功率半导体的应用，IGBT在目前阶段成为它们不可或缺的功率核“芯”。IGBT是节能与新能源领域核心电子元器件，其国产化符合国家节能与新能源产业发展需求！大功率IGBT国产将提升家电企业试用国产化IGBT的积极性。而中国IGBT企业技术成熟与产品良品率提升也将推动家电领域IGBT国产化进程，毕竟中国家电企业对IGBT国产化需求迫切！因此，目前是投资中国IGBT行业最佳时机，但IGBT的进口替代指可待，在高铁与智能电网领域，2010年下半年就有望实现量产突破；而家电节能领域的量产突破或将在2011年实现。中国正在成长为全球最大的功率半导体市场，预计2010年中国功率半导体器件市场将超过1000亿元，未来几年将以15%~20%的速度持续增长。

       1.风力发电

       风力涡轮发电机如要获得稳定的电能并网发电，必须依靠相应的变频、逆变系统，这些都需要能够自关断电流的IGBT器件才可能实现。目前兆瓦级风电逆变器用大功率IGBT的供应商主要有英飞凌、富士电气、三菱等，而主要的风电逆变器供应商如艾默生、ABB、西门子和阿尔斯通都选用了英飞凌的方案。随着我国大力推广风电产业，处于上之上的IGBT无疑不只是分一杯羹而已。

       2.太阳能发电

       随着绿色电力运动势头不减，太阳能的应用即光伏发电、太阳能电池等方兴未艾。为了有效地满足这些产品的需求，电源设计师正通过最少数量的器件、高度可靠性和耐用性，以高效率把太阳能源转换成所需的交流或者直流电压。因此太阳能逆变器就需要控制、驱动器和输出功率器件的正确组合。要达到这个目标IGBT是作为功率开关的必然之选。

       3.高铁及轨道交通

       轨道车辆中广泛采用IGBT模块构成牵引变流器以及辅助电源系统的恒压恒频(CVCF)逆变器。国外的地铁或轻轨车辆辅助系统都采用方案多样的IGBT器件。

       动车组中，主变流器的开关使用耐压高达6500V／600A的IGBT器件，辅助变流器采用开关频率为1950Hz的PWM技术，由3台双IGBT和相关反并联二极管组成，每台双IGBT组成三相中的一相；上海轨道交通3号线车辆是其辅助系统由电压等级为330 V的IGBT构成2点式逆变器直接逆变；广州地铁1号线车辆上的辅助系统采用IGBT双重直-直变换器带高频变压器实现电气隔离；深圳地铁一期采用6个用作牵引逆变器的IGBT模块和2个用于制动斩波器的IGBT模块完成牵引逆变功能：天津滨海动车组主电路采用IGBT电压型三相直交逆变器，辅助电源的逆变器采用IGBT元件的逆变器，开关容量为3300V／800A。

       4.电动汽车

       电动汽车最关键的瓶颈是电机驱动控制和充放电，这些更离不开由IGBT组成的逆变桥。北京理工大学、天津大学、中科院等机构都在研究电动车的样车、仿真车时都采用了英飞凌(Infenion)HybdPACK 的IGBT功率模块，适用于最大电池电压为450V且功率高达20kW的轻度混合动力汽车。这种模块以英飞凌(Infenion)领先的IGBT沟槽栅场截止技术为基础,可实现较低的开关损耗.HybdPACK 1经过专门设计,长期工作结为150℃,采用六管三相桥结构,额定值高达400A/600V。

       5.智能电网

       广义上讲，风电、光伏发电等都是智能电网电源侧的重要组成部分。在电网部分的高压直流输电、FACTS柔性输电技术，负荷侧的电机变频控制、智能家电产品、LED照明驱动等方面也对IGBT等功率半导体形成了大量的需求。

       主要上市公司：

       科达股份(600986)、钱江摩托(000913)、华微电子(600360)、中环股份(002129)、

       长电科技(600584)、台基股份(300046)等。

HXD1型电力机车的改进

       深度国产化的HXD1型7056号机车

       深度国产化机车

       根据铁道部的要求，株洲电力机车有限公司在首批HXD1型电力机车基础上，研制了“深度国产化”的HXD1型电力机车，机车编号由1001起排序，机车采用南车株洲电力机车研究所、株洲南车时代电气自主开发的牵引逆变器和微机控制系统，替代了原来使用的西门子公司产品，有效降低了机车生产成本；司机室外观也有所改变。首台深度国产化机车（1001）于2012年3月在株洲下线，同年4月到达北京环形铁道试验基地进行各项试验，同年6月1日，机车完成环铁试验，顺利通过了特性试验、温升试验、自动过分相等试验项目。2012年6月16日，HXD1型1001、1002号机车到达武汉铁路局江岸机务段，开始投入正线运行试验。2012年7月12日起，1001、1002号机车在京广线武汉北（武昌南）至株洲北间进行运用考核，担当行包列车的牵引任务。2012年12月底，南车资阳机车有限公司按照南车株机公司提供的图纸，试制了深度国产化HXD1型电力机车，机车编号由6001起排序，并赴北京环形铁道进行试验。自2013年1月18日起，深度国产化HXD1型电力机车襄渝铁路正式投入运用，担当襄阳北至达州间货物列车牵引任务，牵引定数为4500吨，首批50台机车（1001～1050）将陆续配属武汉铁路局襄阳机务段。

       HXD1型7004号神八电力机车

       神华集团机车

       主营煤炭开采、运输的中国国家企业神华集团拥有包神铁路、神朔铁路、朔黄铁路（含黄万铁路）、大准铁路、宁东铁路五条自营煤运铁路，铁路运营里程约1600公里。在刘志军任中国铁道部部长时期，因神华集团所投资的自营铁路并非由中国铁道部控股，刘志军不满神华集团打破了铁路“全路一盘棋”的局面，因此神华集团在机车车辆采购上一直受到来自铁道部的种种限制，引进大功率交流传动电力机车的计划迟迟未能实现，而仅被批准采购韶山4B型直流传动电力机车。2011年初，盛光祖接替被免职的刘志军出任铁道部部长后，拟加快转换铁路经营机制，开始将设备采购、招投标的权力下放给了企业。随着神华集团与铁道部之间的沟通获得改善，神华集团开始大力投资铁路业务。2011年9月8日，中国神华能源股份公司与中国南车股份公司在北京签署战略合作框架协议，中国南车集团将开发适合神华集团铁路的机车车辆。株洲电力机车有限公司将与神华集团合作，在深度国产化的HXD1型电力机车基础上研制2种大功率交流传动电力机车，分别为9600千瓦的双节八轴电力机车（机车编号由7001起排序）、14400千瓦的三节十二轴电力机车，机车采用国产牵引逆变器、微机控制系统和DK-2型制动系统。2013年1月15日，神华八轴大功率交流电力机车在朔黄铁路上线投入试运行。同年2月4日，神华集团订购的八台“神华号”八轴交流电力机车全部投入使用。

三安光电值得长期持有吗

       值得。

       一、业绩大幅增长

       三安光电21年前三季度实现营收95.3亿元，业绩增长61.5%;实现净利润12.9亿元，增长37%,。其中，由于化合物半导体业务高速增长，21年前三季度三安集成收入6.5亿元，增长128%，营收占比提高至19%，带动第3季度单季公司实现营收增长46.5%至34.2亿元，实现净利润4亿元，增长32.6%，扣非后净利润3.1亿元，增长39.7%。从毛利率来看，三安光电21年前三季度综合毛利率24.5%，环比提高近3个百分点！

       二、目前化合物半导体的需与求

       需求：化合物半导体景气周期和高成长多领域共振。LED方面，自2020年下半年起，显示、背光等需求回暖，行业重新迎来上行机遇；射频方面，从国防军工到基站，氮化镓射频器件应用愈加广泛，射频前端（GaAs PA、LT/LN滤波器）伴随通信频段增加，量价齐升；电力电子方面，SiC和GaN两大方向齐头并进，2021年市场规模近10亿美元，受益于新能源汽车、电力和光伏（PV）逆变器等方面的需求增长，木木预计未来5年年均增速接近45%；光通讯方面，2020年开始，全球5G通信网络建设启动，疫情带来数据流量大爆发，数据中心建设加速，全球CSP和ICP资本开支齐升推动行业快速增长！

       供给：化合物半导体国产厂商与海外先发者竞逐全球市场。LED方面，大陆主导全球市场，LED芯片市场集中度不断上升，三安光电作为龙头，护城河日深；射频方面，基站PA和射频前端均由海外厂商主导（90%以上的市场），替代空间广阔；电力电子方面，海外厂商在衬底、外延、设计和制造方面均占据主导地位，技术领先，国内厂商追赶取得一定成效；光通讯器件方面，国产厂商已占得半壁江山！

       就目前的需求，三安光电的成长性各位应该可以预测或推断心中的疑惑了！ 三、三安光电的格局与布局

       目前三安光电在手订单充沛：导入三星电子Mini Led在手订单充沛，截止2021年底，根据取得的意向性订单，公司2022年订单金额约2.2亿元/月；2）产能布局领先：公司2019年成立湖北三安建设全球首条Mini/Micro LED外延和芯片生产线；3）新业务开发和客户导入顺利，射频国内外累计客户100家，光通讯PD量产客户104家、VCSEL量产客户55家，电力电子碳化硅二极管上半年新开拓客户518家，出货客户超过180家！

       四、滤波器进入智能机供应链，射频业务稳步推进

       三安光电的滤波器产品已被国际重要客户智能手机认证通过，并透过国内ODM厂采购本公司滤波器产品，这标志公司滤波器产品正式进入智能手机供应链，为未来产品开拓市场奠定坚实的基础。三安光电滤波器SAW和TC-SAW产品已开拓客户41家，其中17家为国内手机和通信模块主要客户，产品已成功导入手机模块产业供应链。GaAs射频2021年上半年扩产设备已逐步到位，产能达到8000片/月，目前射频产品已经覆盖了2G-5G手机PA、WiFi、滤波器等应用领域。随着手机终端厂商的直接导入以及三安光电产能的提升，木木认为未来在该领域的国产化替代市场份额将进一步提升！

湖北仙童科技有限公司 高端电力电源全面方案供应商 江生 13997866467