车规级IGBT

摘要：从2015年到2022年，中国车规级IGBT行业的市场规模呈现快速增长的趋势。在此期间，市场规模从5.92亿元增长到近77.24亿元，增长了超过十倍。纯电动和混动车规级IGBT市场都呈现了显著增长。纯电动车规级IGBT市场规模从2015年的4.44亿元增长到2022年的近64.3亿元，增长了超过十倍。混动车规级IGBT市场规模也从2015年的1.48亿元增长到2022年的近12.94亿元，增长了近九倍。这表明纯电动汽车市场的蓬勃发展是驱动车规级IGBT市场快速增长的主要因素之一。

一、定义及分类

IGBT——电力电子行业里的“CPU”。IGBT是绝缘栅双极型晶体管的缩写，是国际上公认的电力电子技术第三次革命最具代表性的产品。IGBT作为工业控制及自动化领域的核心元器件，广泛应用于电机节能、轨道交通、智能电网、航空航天、家用电器、汽车电子、新能源发电、新能源汽车等众多领域。它能够根据信号指令来调节电路中的电压、电流、频率、相位等，以实现精准调控的目的。

车规级IGBT是指用于新能源汽车的IGBT产品。

IGBT（绝缘栅双极型晶体管）是一种功率半导体器件，常用于电力电子应用中。车规级IGBT特指适用于汽车电子领域的IGBT产品。按照集成程度可分为单模块IGBT、多模块IGBT；根据额定电压可分成抵押车轨迹IGBT、高压车规级IGBT；根据最大工作温度可分为低温车规级IGBT、高温车规级IGBT；根据最大电流可分为小电流车规级IGBT、大电流车规级IGBT等。

二、发展历程

中国车规级IGBT行业发展历程可分为五个阶段，第一阶段为1980年代的起步阶段，中国开始引进IGBT技术，并进行基础研究；第二阶段为1990年代的自主研发阶段，此时中国在IGBT技术上开始进行自主研发国内企业逐渐掌握了IGBT核心技术，开始生产车规级IGBT产品；第三阶段为2000年代技术成熟阶段，国内企业开始扩大生产规模，提高产品质量和稳定性；第四阶段为2010年代的崛起阶段，国内企业不断创新，推出多款性能优异、价格具有竞争力的车规级IGBT产品；第五阶段为2020年代的领先地位，产品性能、可靠性和功率密度持续提高，满足了多样化的汽车电子需求。

三、行业政策

近年来为了推动功率半导体行业尤其是IGBT产业健康快速发展，国家相关部门不仅制定了相关的一系列政策措施，还不断加大扶持力度。其中，IGBT曾被划为02专项重点扶持项目实施长达15年并于2021年成功收官。同时，IGBT国产化还是国家十四五规划中关键半导体器件的发展重点之一。来自市场需求持续增长和国家大量投入资金的双重刺激，不仅吸引了一批拥有丰富IGBT经验的海外华人归国，也给包括斯达半导、比亚迪、中车时代电气等在内的企业提供了掌握IGBT核心技术的机会，进一步推进IGBT国产化进程，早日摆脱IGBT产品进口依赖这一现状。

四、行业壁垒

1、技术壁垒

车规级IGBT行业是技术密集的行业，其产品研发、设计、制造涉及半导体技术、电力技术、微电子技术等。产品的生产需要全面掌握扩散、芯片制造、封装、测试等技术，必须具备强大的整体技术实力、完备的质量体系、完整的工艺装备和检测试验手段，其工艺设计和工艺过程控制的要求非常高。另外，行业非标设备很多，需要专门定制、自制，或对标准设备进行专业的改造，其工艺方法也大多不通用，掌握难度很大。

2、人才壁垒

车规级IGBT企业生产规模的不断扩大，以及客户对车规级IGBT的经济效益需求的不断提高，都促使企业需要不断增强其对新产品、新技术的研发力度，增强企业的市场竞争力。由于车规级IGBT行业综合性强，专业人才不仅需要具备一定的技术水平和研发能力，还要具备丰富的实战经验来对下游客户进行技术指导和培训。目前，国内具有上述背景的专业人才较为紧缺，将对新进入者形成一定的障碍。

3、品牌壁垒

随着车规级IGBT行业的不断发展，行业竞争也由原来单一的价格竞争模式，转向以品质和服务为核心的品牌竞争模式。行业新进入者，从品牌创立到品牌被认可需要较长的时间。因此，车规级IGBT行业具有品牌壁垒。

五、产业链

车规级IGBT行业上游为半导体设备、封装材料、EDA软件等。上游行业的发展至关重要，直接影响车规级IGBT业原料的供给数量和质量。行业下游面向新能源汽车，下游的销售既是中游的车规级IGBT业产品的流通端也是行业企业品牌影响力的作用端，过硬的产品质量和完善的销售网络是企业核心竞争力所在。

六、行业现状

从2015年到2022年，中国车规级IGBT行业的市场规模呈现快速增长的趋势。在此期间，市场规模从5.92亿元增长到近77.24亿元，增长了超过十倍。车规级IGBT市场的需求持续增加，且增速较为稳定。从数据中可以看出，纯电动和混动车规级IGBT市场都呈现了显著增长。纯电动车规级IGBT市场规模从2015年的4.44亿元增长到2022年的近64.3亿元，增长了超过十倍。混动车规级IGBT市场规模也从2015年的1.48亿元增长到2022年的近12.94亿元，增长了近九倍。这表明纯电动汽车市场的蓬勃发展是驱动车规级IGBT市场快速增长的主要因素之一。

七、发展因素

1、有利因素

（1）政策支持与推动

随着中国政府对新能源汽车产业的重视，一系列鼓励和扶持政策相继出台，为车规级IGBT行业的发展创造了有利环境。例如，国家对新能源汽车的购置税减免、补贴政策以及双积分政策等，都极大地促进了新能源汽车的普及和行业发展。这些政策不仅提高了消费者对新能源汽车的接受度，还促使汽车制造商加大在新能源汽车技术研发和生产上的投入，从而推动了车规级IGBT的需求增长。

（2）市场潜力巨大

中国是全球最大的汽车市场，随着消费者对汽车性能和环保要求的提高，新能源汽车市场呈现出快速增长的趋势。车规级IGBT作为新能源汽车电机控制器的重要元器件，其市场需求也随之不断增长。同时，中国政府提出的“碳中和”目标，进一步推动了新能源汽车市场的发展，为车规级IGBT行业带来了巨大的市场潜力。

（3）技术创新与产业链完善

中国车规级IGBT行业在技术方面不断取得突破，自主创新能力不断提升。国内企业通过引进、消化和吸收国际先进技术，逐步掌握了车规级IGBT的设计和制造工艺，并不断进行技术升级和产品创新。此外，中国在半导体材料、设备、封装测试等方面也取得了一系列重要进展，推动了车规级IGBT产业链的完善。这使得国内车规级IGBT行业在产能、品质和成本等方面具备了更强的竞争优势。

2、不利因素

（1）技术壁垒

车规级IGBT作为高端制造领域的关键元器件，其技术含量较高，涉及多个学科领域，如电力电子、材料科学、机械制造等。目前，虽然中国在车规级IGBT领域取得了一定的技术突破，但与国际领先企业相比，仍存在一定差距。这主要体现在产品性能、稳定性、可靠性等方面。由于技术壁垒的存在，中国车规级IGBT行业在高端市场上面临着较大的竞争压力。

（2）原材料和设备依赖进口

车规级IGBT的制造需要高纯度硅材料、特殊气体等原材料和先进的生产设备。目前，这些关键原材料和设备主要依赖进口，这使得中国车规级IGBT行业的生产成本较高，同时也制约了行业的自主创新能力和市场竞争力。

（3）人才短缺

车规级IGBT行业的发展需要大量高素质的专业人才，如芯片设计、工艺制程、可靠性测试等方面的人才。然而，目前中国在高端人才储备方面相对不足，尤其是具备丰富经验和专业技能的高端人才短缺。这制约了中国车规级IGBT行业的快速发展，也不利于提升企业的研发实力和技术水平。

八、竞争格局

车规级IGBT壁垒极高，除了对产品的可靠性、安全性、稳定性等方面有严苛的要求，下游企业的测试认证周期较长，导入时间通常需1-2年以上。品牌和口碑的背书有利于公司持续开拓导入更多客户，巩固其龙头地位并占据更多市场份额，提高潜在竞争对手进入该行业的壁垒，从而形成正向循环。目前行业中主要本土企业为东风汽车集团有限公司、江苏宏微科技股份有限公司、吉林华微电子股份有限公司、斯达半导体股份有限公司等。

2022年斯达半导公司生产的应用于主电机控制器的车规级IGBT模块持续放量，合计配套超过120万辆新能源汽车，其中A级及以上车型超过60万辆，同时公司在车用空调，充电桩，电子助力转向等新能源汽车半导体器件份额进一步提高。2022年公司车规级产品在海外市场取得进一步突破。公司车规级IGBT模块获得多家国际一线品牌Tier1定点；公司车规级SiC模块开始在海外市场小批量供货。此外，搭载公司车规级IGBT模块的车型已远销欧洲、东南亚、南美等地区。公司年报显示，2022年斯达半导体收入为22.25亿元。

九、发展趋势

与硅基半导体相比，碳化硅具有高性能、低损耗和低成本等优势。其高性能包括功率密度高、耐高温、高压、高频和高速等特点。由于功率密度高，设备可以做得更小，而高频特性使得电容和电感体积要求减少，从而降低了系统尺寸。碳化硅的高压特性和减小的系统体积也使能耗损失减小，从而提高了能源利用效率，降低了系统成本。目前，碳化硅已经在高铁列车、电动汽车充电系统等需要高电压功率模块领域得到应用，并取得了良好的效果。它弥补了传统的IGBT在大功率高电压方面的不足，因此是IGBT的理想替代品。未来，碳化硅的发展方向是更低电压和更小功率的乘用车领域，预计可以将新能源汽车的效率至少提高10%以上。