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國產(chǎn)替代將會是未來 IGBT 行業(yè)發(fā)展的主旋律之一(附報告目錄)
1、IGBT 功率半導體器件概況
IGBT 是國際上公認的電力電子技術第三次革命具代表性的產(chǎn)品,是工業(yè)控制及自動化領域的核心元器件,能夠根據(jù)工業(yè)裝置中的信號指令來調節(jié)電路中的電壓、電流、頻率、相位等,以實現(xiàn)精準調控的目的。IGBT 核心技術包括 IGBT芯片設計、生產(chǎn)以及 IGBT 模塊的設計、封裝測試等。IGBT 芯片由于其工作在大電流、高電壓、高頻率的環(huán)境下,對芯片的可靠性要求較高,同時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(tài),芯片設計與參數(shù)調整優(yōu)化十分特殊和復雜。IGBT 芯片設計是功率半導體器件產(chǎn)業(yè)鏈中對研發(fā)實力要求很高的環(huán)節(jié),國內已有少數(shù)企業(yè)的技術實力逐步趕上國際主流先進企業(yè)水平。
IGBT 功率半導體器件廣泛應用于電機節(jié)能、軌道交通、智能電網(wǎng)、航空航天、家用電器、汽車電子、新能源發(fā)電、新能源汽車等領域,應用前景十分廣闊。
相關報告:北京普華有策信息咨詢有限公司《2021-2026年IGBT 行業(yè)深度調研及發(fā)展前景預測報告》
2、IGBT市場規(guī)模分析
全球:2019年全球 IGBT 市場規(guī)模約為70億美金,2015年-2019年年均增長率達13.7%。
2015-2019年全球IGBT 市場規(guī)模及增速分析
資料來源:普華有策
中國:我國 IGBT 市場規(guī)模增速快于全球,2015-2019 年我國 IGBT 年年均增長率為 15.5%。受益于新能源汽車和工業(yè)領域的需求大幅增加,中國 IGBT 市場規(guī)模將持續(xù)增長。
3、IGBT 功率半導體器件下游需求情況
受益于下游行業(yè)市場需求的推動,特別是在新能源汽車、新能源發(fā)電、“十三五”節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃等一系列國家政策措施的支持下,我國 IGBT 市場需求持續(xù)快速增長。
(1)新興行業(yè)加速 IGBT 未來市場
在國際節(jié)能環(huán)保的大趨勢下,IGBT 下游的新能源汽車、新能源發(fā)電、變頻家電等領域發(fā)展迅速,對 IGBT 模塊需求逐步擴大,新興行業(yè)的加速發(fā)展將持續(xù)推動 IGBT 市場的快速增長。
新能源汽車行業(yè)
IGBT 模塊在新能源汽車領域中發(fā)揮著至關重要的作用,是新能源汽車電機控制器、車載空調、充電樁等設備的核心元器件。新能源汽車中的功率半導體價值量提升十分顯著,新能源汽車中功率半導體器件的價值量約為傳統(tǒng)燃油車的 5 倍以上。其中,IGBT 約占新能源汽車電控系統(tǒng)成本的 37%,是電控系統(tǒng)中最核心的電子器件之一,因此,未來新能源汽車市場的快速增長,有望帶動以 IGBT 為代表的功率半導體器件的價值量顯著提升,從而有力推動 IGBT 市場的發(fā)展。
充電樁是新能源汽車產(chǎn)業(yè)的重要配套設施,其中直流充電樁的核心是以MOSFET、IGBT 為控制單元的充電模塊。未來五年,國內新能源汽車充電樁(站)的直接市場規(guī)模有望達到 1,320 億元。充電樁市場的快速發(fā)展將推動 IGBT、MOSFET 等半導體功率器件的需求高速增長。
新能源發(fā)電行業(yè)
由于新能源發(fā)電輸出的電能不符合電網(wǎng)要求,需通過光伏逆變器或風力發(fā)電逆變器將其整流成直流電,再逆變成符合電網(wǎng)要求的交流電后輸入并網(wǎng)。IGBT 是光伏逆變器和風力發(fā)電逆變器的核心器件,新能源發(fā)電行業(yè)的迅速發(fā)展將成為 IGBT 行業(yè)持續(xù)增長的全新動力。
家電變頻化推升 IGBT 需求
相比于傳統(tǒng)的白色家電,變頻家電除具備高效節(jié)能特點外,還能實現(xiàn)精準控制等多樣化功能,而 IGBT 是白色家電實現(xiàn)變頻功能的核心元器件。家用電器的變頻化必然也將推動家用領域功率半導體的發(fā)展。
(2)傳統(tǒng)工業(yè)控制及電源行業(yè)支撐 IGBT 市場穩(wěn)步發(fā)展
工業(yè)控制領域是功率半導體最大的市場,IGBT 在工業(yè)控制領域有廣泛的應用,應用場景包括變頻器、逆變焊機、電磁感應加熱、工業(yè)電源等。
近年來,我國變頻器行業(yè)的市場規(guī)模總體呈上升態(tài)勢。變頻器在冶金、煤炭、石油化工等工業(yè)領域的應用規(guī)模保持穩(wěn)定增長,城市化率提升的背景下,變頻器在市政、軌道交通等公共事業(yè)領域的需求也將繼續(xù)增長。
隨著焊割設備應用企業(yè)對焊割設備節(jié)能環(huán)保性能越來越重視,逆變焊割設備面臨較好的發(fā)展機遇,其中逆變焊機的核心部件 IGBT 模塊也有望快速發(fā)展。同時,逆變式弧焊電源憑借優(yōu)異的電源特性在電焊機市場持續(xù)滲透,推動逆變式弧焊電源的應用市場規(guī)模逐步擴大。隨著變頻器、電焊機、逆變焊機等傳統(tǒng)工業(yè)控制及電源行業(yè)的發(fā)展,IGBT 的市場規(guī)模有望持續(xù)增長。
(3)IGBT 等功率半導體器件進口替代空間巨大
近年來,我國半導體分立器件行業(yè)的產(chǎn)銷規(guī)模不斷擴大,對國外產(chǎn)品的進口替代效應不斷凸顯。在國內半導體分立器件市場需求迅速擴大的態(tài)勢下,我國對半導體分立器件的進口金額整體下降或持平。未來,隨著國內半導體分立器件行業(yè)逐步突破高端產(chǎn)品的技術瓶頸,我國半導體分立器件對進口的依賴將會進一步減弱,進口替代效應將顯著增加。
在全球功率半導體器件產(chǎn)地分布中,不同國家、地區(qū)的技術水平與市場地位也有著顯著的差距。我國處于功率半導體器件供應鏈的相對末端,產(chǎn)品以二極管、晶閘管、低壓 MOSFET 等低功率半導體器件為主,而在以新型功率半導體器件如 MOSFET、IGBT、FRED、高壓 MOSFET 為代表的高技術、高附加值、市場份額更大的中高檔產(chǎn)品領域,國外企業(yè)擁有絕對的競爭優(yōu)勢,國內市場所需產(chǎn)品大量依賴進口,與國外企業(yè)存在較大差距。
總的來看,我國 IGBT 行業(yè)仍存在巨大供需缺口?;趪蚁嚓P政策中提出核心元器件國產(chǎn)化的要求,“國產(chǎn)替代”將會是未來 IGBT 行業(yè)發(fā)展的主旋律之一。