逆变器IGBT芯片涨价



什么是IGBT？与逆变器有何关系？

IGBT与逆变器的关系IGBT只是用在逆变器中的功率器件，配合逆变器完成把直流电能转变成交流电的功能。

逆变器是把直流电能（电池、蓄电瓶）转变成交流电（一般为220V,50Hz正弦波）的电子器件。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。

IGBT是Insulated Gate Bipolar Transistor的简称，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。

逆变器和igbt哪个技术壁垒更高

igbt。igbt是一种功率半导体器件，结合了双极性晶体管的开关能力和场效应晶体管的驱动能力，逆变器是一种电力电子设备，调节电源电压和频率，将直流电能转换为交流电能；igbt技术涉及功率半导体器件的设计、制造和集成，以及与其他电子元件的交互，需要对材料科学、半导体物理学和电力电子等领域的深入理解，逆变器技术主要涉及电路设计和控制算法等方面，技术要求较为简单，技术堡垒较低。

请问igbt芯片、igbt单管、igbt模块、igbt器件等这些的区别

英飞凌工程师解答：IGBT（绝缘栅双极型晶体管）作为高性能功率半导体器件，在现代功率电子领域中扮演关键角色。结合了MOSFET的高速开关特性和双极型晶体管的高电压与大电流能力，IGBT广泛应用于工业、交通、电力等众多领域，是高效能电力控制的核心组件。在IGBT技术领域中，常见的术语包括IGBT芯片、IGBT单管、IGBT模块和IGBT器件，它们之间存在一定的联系，但也在功能和应用上有所区别。

首先，IGBT芯片是IGBT器件的基础，通常使用硅材料制造，包含N+型集电极区、P型漏极区、N型沟道区和P+型栅极区。IGBT芯片集成了驱动电路、控制电路和保护电路，负责开关功率和控制电流。

接着，IGBT单管是将IGBT芯片封装成独立的封装形式，常见封装类型有TO-220、TO-247等。它具备三个主要引脚，能够承受高电压和大电流，并具有快速开关特性，广泛应用于家电、电机驱动、UPS等中低功率应用。

IGBT模块则是将多个IGBT单管、二极管、电容器等元件封装在一起的模块化设备，提供了更高的功率密度和可靠性，适用于高功率应用，如电动汽车、工业驱动、电网逆变器等。

最后，IGBT器件是整个包括芯片、封装和模块在内的完整功率开关装置，通过适当的驱动电路控制电流流动。在设计和应用时需考虑电流承受能力、开关速度、导通压降等关键参数。

IGBT具有的高电压能力、大电流能力、快速开关特性和低导通压降使其在电力控制和能源转换领域发挥重要作用。IGBT芯片是核心，IGBT单管和IGBT模块是封装形式，而IGBT器件是完整的功率开关装置。IGBT的独特优势使其在工业、交通、电力等多个领域得到广泛应用。

功率半导体专题报告：风光发电及储能前景广阔，IGBT深度受益

功率半导体专题报告关于风光发电及储能前景与IGBT受益情况总结如下：

风光发电及储能市场前景广阔：

在“碳中和”政策的推动下，全球能源结构转型加速，可再生能源如光伏和风能的占比持续提升。储能设施需求增加，用于应对新能源发电的季节性波动和不稳定性。

IGBT深度受益于风光发电及储能市场：

IGBT作为关键半导体器件，在逆变器/变流器市场中扮演着重要角色，特别是在光伏、风电和储能变流器中的应用日益重要。预计未来几年内，IGBT在这些领域的应用将迎来显著增长。

国产IGBT在光伏领域的发展：

中国逆变器厂商实力强大，国产IGBT的导入需求强烈。随着光伏补贴政策的变化和市场对成本控制的需求，国产功率半导体凭借性价比优势有望逐渐替代进口。士兰微、斯达半导、新洁能和宏微科技等国内企业已在光伏逆变器领域取得进展。

风电变流器和储能变流器市场中的IGBT：

国产化程度较低，但随着国内厂商的技术研发，国产IGBT产品有望逐步占领市场份额。

面临的挑战与风险：

IGBT在风光发电和储能设备中的应用虽然推动相关公司的业绩增长，但同时也面临市场竞争和风险。可能的挑战包括装机量不及预期、产品导入进度不达预期以及行业毛利率下降等。

投资建议：

投资者需密切关注技术进步、政策变化以及市场接受度等因素，以把握IGBT在新能源领域的投资机遇。

国产IGBT，迎来大丰收

根据 IGBT 的产品分类，可分为 IGBT 分立器件、IPM 模块和 IGBT 模块。IGBT 分立器件主要应用在小功率家用电器、分布式光伏逆变器等场景；IPM 模块则用于变频空调、变频洗衣机等白色家电产品；而 IGBT 模块广泛应用于大功率变频器、新能源车、集中式光伏等领域。按工作环境的电压不同，IGBT 可以分为低压（600V 以下）、中压（600V－1200V）、高压（1700V－6500V）等类型，应用领域包括变频白色家电、新能源汽车零部件、工业控制、新能源汽车、轨道交通、电网等。

全球市占率方面，英飞凌、富士电机、三菱等国外厂商占据主要市场份额。在 IGBT 分立器件领域，英飞凌、富士电机、三菱的市场规模位列前三，市占率分别为 29.3%、15.6% 和 9.3%。中国厂商士兰微排名第十，占有全球 2.62% 市场份额。在 IPM 模块领域，三菱市占 32.9%；安森美市占 17.1%；英飞凌市占 11.6%，国产厂商士兰微以 1.6% 的市占率排名第九。在 IGBT 模块领域，英飞凌为绝对龙头，市场份额占 36.5%，其次是富士电机和三菱，分别占比 11.4% 和 9.7%。国内斯达半导排名第六，市场份额占 2.8%。

国内 IGBT 厂商多集中在中低压市场，如比亚迪半导体、士兰微、扬杰科技、新洁能、华微电子等厂商的 IGBT 产品主要集中在 1500V 以下的 IGBT 市场；时代电气和斯达半导已经有高压 3300V 及以上的产品应用。国内 IGBT 厂商与国外厂商存在差距的原因主要是国外厂商成立时间早，技术领先、产品成熟、市场占比大、利润高、用户反馈丰富，明显已具先发优势。

国内 IGBT 不乏佼佼者，如斯达半导、时代电气以及士兰微等。斯达半导优势在于 IGBT 模块，主要覆盖新能源汽车和工控领域，率先实现第 7 代 IGBT 产品的研发，SiC 模块研发进程也早于国内其他厂商。时代电气在 IGBT 的布局比较特殊，其 IGBT 器件在城市轨道交通、高速铁路以及电力机车方面具有广泛应用，其 IGBT 产品电压覆盖范围最广。士兰微的产品以 IGBT 单管和 IPM 模块为主，在白电和工控领域具备显著市场地位。此外，华微电子、扬杰科技、比亚迪半导体、宏微科技、中科君芯、新洁能等厂商在 IGBT 各个领域逐步放量。

近期，IGBT 是半导体组件中唯一还能大涨价且一路供不应求的品项。需求旺盛、供给不足、风光储需求带动、特斯拉大砍碳化硅用量等因素共同导致 IGBT 缺货、涨价。全球产能紧缺，短期内供不应求，为国产企业提供了机遇。国产 IGBT 产品性能逐渐成熟，部分产品性能可对标海外大厂产品，加速国产化 IGBT 产品市场渗透，逐步切入高端市场。众多厂商如扬杰科技、斯达半导、士兰微、新洁能、紫光国微等正在加快扩产和研发步伐。

IGBT 的持续火热，不仅带来了订单的大丰收，更推动了业绩的大幅增长。时代电气、斯达半导、士兰微等公司均实现了营收、净利润双增，业绩喜人。未来，随着 IGBT 市场的不断扩大以及国产 IGBT 企业技术上的突破，中国 IGBT 正驶上发展的快车道。

国产IGBT，快跑

《高工新 汽车 评论》获悉，受全球疫情影响，IGBT产品涨价+缺货的情况持续恶化，中高端IGBT产品甚至还出现了“一芯难求”的窘境。

IGBT是新能源 汽车 的“CPU”，涨价对终端厂商而言，只是利润降低，但拿不到货就是致命打击。

目前，英飞凌、三菱等IGBT供货商的供货周期普遍是13-30周，比之前交货期延长了6-22周，最长延长至52周。

业内人士表示，如果国产IGBT技术仍然不能突破，未来三到五年，车用IGBT产品将面临大缺货。届时，我国新能源 汽车 产业的发展也将受到“大影响”。

当前，中国已成为全球最大的新能源 汽车 市场，但国内车用IGBT技术尚开始起步，每年都要付给外商超百亿元。

数据显示，我国已经成为全球最大的IGBT市场，其中2018年中国IGBT市场就规模达到161.9亿元，占全球市场份额的40%；2019年市场规模接近200亿元。

目前我国车用IGBT产品90%都是依赖国外进口，也就是说百亿级IGBT市场基本由英飞凌、三菱、西门子等国外巨头把控，其中单是英飞凌就占了近6成的市场份额。而国内仅有少数几家企业生产。

由于车规级IGBT产品对功率密度、安全性、稳定性等要求较高，加上国内IGTB产品水平大部分还在第3、4代水平，而国际先进水平已经发展到了第七代。为此，国内新能源 汽车 厂商对IGBT国产化替代的意愿并不强烈。

《高工新 汽车 评论》获悉，一辆普通的纯电动车IGBT单车成本大约在1500元左右，而A级以上纯电动车IGBT单车价值量在2000~4000元，豪华车甚至高达5000元以上。

以特斯拉Model S车型为例，其使用的三相异步电机驱动系统，其中每一相的驱动控制都需要使用28颗IGBT芯片，三相共需要使用84颗IGBT芯片，IGTBT成本大约是5000元左右。

如今IGBT产品涨价，不仅电机驱动系统企业的成本压力凸显，整车厂商的采购成本也会大幅提升。然而，除了涨价之外，IGBT还面临了断供危机，这必然会影响了新能源 汽车 的生产与制造。

到2025年，我国IGBT市场规模还将提升至522亿元。难道，百亿级市场，还要继续拱手让给外国人？

《高工新 汽车 评论》获悉， I GBT芯片和模块的技术门槛较高，并且难度大、周期长、投入高，涉及到芯片设计、晶圆制造、模块与封装、测试等环节，其中最难的就是晶圆制造和芯片制造环节，是IGBT产品难度系数最高的环节。

晶圆是芯片的载体，其制造过程是从砂子到晶圆的过程，对技术、工艺、设备等要求比较高，单是产线投入就需要数亿元，国内厂商还根本买不到先进的生产设备。

“ IGBT晶圆所需的生产、测试设备基本需要国外进口，不但设备成本高，而且真正好的设备并不会对外出售，国内晶圆厂根本买不到 。”有业内人士透露，比如，在英飞凌的工厂中，很多设备都是专门针对其开发的。

其次芯片的制造环节。 晶圆制造完成后，需要将感光材料均匀涂抹在晶圆上，利用光刻机将复杂的电路结构转印到感光材料上，最后还需用刻蚀机多余的硅片部分刻蚀掉。

这个过程需要极为精细化的工艺和技术，还需要用到光刻机、感光材料、刻蚀机等等设备和材料，这些都源于国外进口。国外没有任何一家国际芯片巨头愿意转让该领域的相关技术，就连先进的生产设备也很难买到。

比亚迪相关技术人员曾表示，IGBT芯片仅人的指甲大小，却要蚀刻十几万甚至几十万的微观结构电路，并只能在显微镜下查看。

最后是IGBT模块设计与封装环节，不仅需要考虑材料匹配、散热、结构、功率密度、重量等诸多指标，车规级IGBT还需要额外添加高温、高湿、高振动等等测试指标。

总体来看，IGBT是技术壁垒高且又“烧钱”的领域，加上国外对这一块的工艺、技术、设备有一定程度的保护，加上我国起步较晚，导致我国在IGBT产品方面始终处于弱势地位。

例如，我国普遍可以将晶圆减薄到110-175μm，而英飞凌最低可减薄到40μm，还有很大的差距

经过了多年的快速发展，国产IGBT在工业控制、变频白色家电、逆变器等中低端市场国产化程度已经很高了，但在 汽车 电子、新能源、光伏等要求较高的领域还较少国内IGBT厂商参与。其中在新能源 汽车 领域，国内仅有比亚迪、中车时代（轨道交通为主）等极少数厂商可以通过车规级认证。

目前，国内涉及IGBT产业的企业共有四大类：第一类是专门做IGBT芯片设计的厂商，有中科君芯、西安芯派、无锡紫光微等；第二类是专门做晶圆制造的厂商，有中芯国际、上海先进等；第三类是最多的模块封装厂商，斯达半导等等；

而第四类是IDM模式厂商，如比亚迪、中车时代等等，这类厂商掌握着从单晶、外延、芯片到封装的整个IGBT模块诞生的每个环节，英飞凌等国际巨头也是这类厂商。

根据相关数据显示，我国IGBT企业在全球排名较前的是斯达半导，这是国内最大的IGBT厂商，但仅做芯片设计和IGBT模块封装，其晶圆板块由于上海先进、华虹宏力负责，同时其IGBT产品在新能源 汽车 的占比还不高。

从市场层面来看，目前，包括联合电子、上海电驱动在内的大多数电机控制器厂商均采用英飞凌的IGBT模块。而国产IGBT厂商仅有比亚迪、中车时代（轨道交通为主）等少数几家企业，其中比亚迪凭借自身的造车优势，其IGBT在中国车规市场的份额已高达22.1%。

“比亚迪最早在2004年开始涉足IGBT领域，而英飞凌于1999年从西门子拆分出来，已经有很深的技术积累，技术差距短期内很难追平。”业内人士补充表示。不过国内扬杰 科技 、士兰微等等都在进行车用IGBT的研发和生产。

短期内国际半导体巨头们的地位仍难撼动，但不可否认的是，中国已经有一批半导体企业正在快速成长。

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