IGBT:2022年最确定的方向!

  • 2021-11-25
  • John Dowson

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随着美国刺激法案落地,新能源热度再次提升,加上近期800V高压平台的频繁亮相、电网柔性直流输电规模起量,SiC和IGBT也获得了越来越多的市场关注,虽然近期股价表现上已经涨过一波,但是现阶段绝对不是他的终点。

IGBT是一种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,封装后的IGBT模块直接应用于变频器、UPS不间断电源等设备上,重要性类似电脑里的CPU,我们可以把他简单理解成一个电路开关,通过开关控制改变电压。

按照使用电压范围,可以将IGBT分为低压、中压和高压三大类产品,不同电压范围对应着不同的应用场景。

低压通常为1200V以下,主要用于低消耗的消费电子和太阳能逆变器领域;中压通常为1200V~2500V,主要用于新能源汽车、风力发电等领域;高压通常为2500V以上,主要用于高压大电流的高铁、动车、智能电网、工业电机等领域。

IGBT具有多个下游应用市场,主要包括工控、家电、新能源汽车、新能源发电、轨道交通等,2020年,全球IGBT市场规模约为54亿美元,预计将于2026年增长至84亿美元,其中新能车和光伏风电是最明确的三大增长方向。

其中,工控是IGBT最大的下游应用市场,2020年,工控在全球IGBT下游应用中占比约为31.48%、家电占比约为24.07%、EV/HEV占比约为9%。

01

新能车

随着新能源汽车渗透率的提升,IGBT应用数量也将快速增长,带动新能源汽车用IGBT市场的扩大,预计2020~2026年,新能源汽车用IGBT市场规模将从5.09亿美元增长至17亿美元,年复合增长率达到22.26%,成为增速最快的IGBT下游应用。

另外,充电桩中的IGBT模块是负责功率转换的核心器件,随着新能车的剧增,充电桩数量也会快速增长,从而带动IGBT持续增长。

2020年9月至2021年8月,我国公共充电桩保有量从61万台增长至98万台,其中直流电桩约为30.9万台,占比约为38.3%;交流桩约为49.8万台,占比约为61.7%,而在直流充电桩中,IGBT占原材料成本的20~30%。

02

光伏/风电

IGBT在光伏市场中主要应用于光伏逆变器,光伏逆变器主要可分为集散式、集中式和组串式。

集中式光伏逆变器的设备功率在50KW~630KW之间,采用大电流IGBT;组串式光伏逆变器功率小于100KW,IGBT被用于其功率开关零部件。

同样的功率下,组串式光伏逆变器数量多于集中式光伏逆变器,而随着组串式逆变器应用占比的提升,光伏用IGBT数量将实现迅速增长。

2013年至2019年,全球光伏逆变器量从39GW增长至127GW,年复合增长率达到22%,2019年底累计光伏装机容量超过风电装机,成为仅次于煤炭、天然气、水电的全球第四大发电来源,且预计将于2025年增长至327GW。

在风电方面,IGBT是风电变流器的重要部件之一,变流器可通过提高IGBT等功率器件的耐压和容量来提高风电系统的功率等级。

随着碳中和相关政策的逐步出台,我国风力发电将迎来新一轮机遇,根据中商产业研究院预测,2021~2025,我国风力发电量将从82944.8亿千瓦时增长至99707.9亿千瓦时。

风电的普及也将带动风电变流器需求的增长,这也意味着风电市场对IGBT的需求量将大幅增长。

03

家电

近年来,我国白色家电产品销量已趋于稳定,冰箱销量保持在8000万台左右,洗衣机销量保持在6000万台以上,空调销量保持在14000万台以上。

虽然白电整体销量已趋于平缓,但变频家电的渗透率的增长仍为IGBT用量带来了提升空间。

家电用变频器内置IGBT,截至2019年,空调、冰箱以及洗衣机的变频占比分别为59.4%、46.8%以及39.7%,仍有较大成长空间。

04

工控

在工控市场,IGBT是电焊机重要的零部件之一,在电焊机的逆变部分,由于IGBT工作电流大,可采用半桥逆变的形式,以IGBT作为开关,使其开通与关闭由驱动信号控制。

2015年至2020年,中国电焊机产量从572万台增长至1109万台,复合增速为11.6%。

目前,海外企业IGBT产品电压覆盖范围较广,本土企业多集中在中低压市场。

但是由于新能源的快速增量市场,让国内企业积极开拓IGBT产品线,得以实现国产替代,因此未来的增速可能存在超预期。

此处附上23日【电子方竟】电话纪要的专家观点:

我们重申,IGBT作为新能源汽车、光伏逆变器及风电整流器核芯器件,随着下游行业持续爆发,景气度最为确定。由于海外龙头产能严重紧缺,给国内公司带来加速替代机遇,下游汽车、光伏风电厂商的加速导入,或将于22年、22年初步实现一定的国产自给率。

当下时代电气、斯达半导、士兰微于国内造车新势力及主流车企加速定点替代,新洁能、宏微科技等亦于光伏快速突破,明后年均将迎来营收大幅爆发。

我们预估2025年IGBT赛道国内市场空间保守估算500亿+,年复合增速30%+,其中汽车IGBT200亿+,光伏风电储能100亿+。高成长性,高壁垒加之高确定性,IGBT赛道畅享估值+盈利双升。

今年来,士兰微车载IGBT产品已在部分客户处批量供货;时代电气750V车规级逆导IGBT芯片已处于样件试验阶段;斯达半导基于第七代IGBT技术的车规级650/750VIGBT芯片已研发成功,并预计于2022年开始批量供货;宏微科技750V车规级IGBT预计于2022年开始起量。

可关注:

1.时代电气:轨道交通装备龙头,新能源车IGBT业务迎来突破。

2.士兰微:IDM深耕功率IGBT赛道,12英寸厂拥技术和产能优势。

3.华润微:功率半导体IDM头部企业,内生+外延持续扩张。

4.斯达半导:IGBT国内领先企业,募资SiC和高压产线打开成长。

5.新洁能:国内MOSFET领军企业,IGBT开启第二增长曲线。

6.宏微科技:IGBT行业新星,受益新能源、工控应用需求快速发展。君临策

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