集微咨询：电动汽车大时代到来，IGBT国产化谁将引领？

集微咨询（JW insights）认为：

- “电动汽车大时代”即将到来，全球市场的竞争格局也将越来越激烈。我国在汽车电池、电机领域已构建了自主优势，但电控中所需的IGBT一直存在短板，长期以来中高端IGBT主流器件市场被欧美日企业垄断，如英飞凌、三菱、富士电机、安森美、ABB等，这恐将制约我国新能源汽车产业的中长期发展。

- 原本由国外厂商主导的IGBT市场，尤其是车用领域，竞争格局正在悄然生变。为更多人知晓的是，在车载IGBT领域发力的中国厂商有比亚迪半导体、中车时代电气和斯达半导体。但进一步解析《中国半导体企业 100 强（2021）》排行榜中发现，有越来越多的国内IGBT厂商在车用领域布局，且已供货，包括士兰微（第10名）、吉林华微（第35名）、宏微科技（第87名）等，这可以看作是国内车用IGBT取得突破性进步的一大标志。

- 激烈的竞争格局下，在IGBT领域采用IDM模式的厂商更有优势，更有利于开拓新能源车市场。但在这一领域投入也不乏风险，因未来的趋势是：车用功率器件逐步将采用第三代半导体碳化硅的MOSFET方案取代当前的硅材料IGBT方案，而且车规级芯片的研发、设计、验证等周期，以及产能建设到配套也至少需要3-5年，且投入资金巨大，非斯余之功可达。

IGBT（绝缘栅双极型晶体管，又称功率半导体）被称作新能源汽车的“最强大脑”，是新能源汽车电控系统的核心组成，能直接控制全车驱动系统直、交流电转换及功率调控、电机变频等核心指标，其性能将直接决定新能源整车的扭矩和输出功率，约占整车成本的8%至10%。

就IGBT的应用领域而言，未来几年，新能源汽车无疑是增长最快的市场领域。Yole 2021年的数据显示，2020-2026年，新能源汽车市场虽不是IGBT应用的最大市场，但该市场对IGBT的需求将在这期间以23%的年复合增长率惊人增长，这背后是全球范围内汽车电动化趋势助推的力量。

电动化提速，我国车用IGBT需求激增但存“短板”

2021年，全球新能源汽车销量再创新高，达到675万辆，同比增长108%。集微咨询（JW insights）指出，从全球市场格局来看，2021年全球新能源汽车的销量主要由中国和欧洲市场贡献，考虑到2022年美国新的新能源汽车政策即将到来，2022年或将由中欧美“三足鼎立”，同时随着2021年底日本车企丰田、本田等最终宣布电动化战略，未来三年，全球电动化将提速。

中国新能源汽车市场2021年继续领跑全球。中汽协发布的2021年汽车销售数据显示，国内汽车全年累计销量2627.5万辆，其中新能源汽车销售352.1万辆，市占率从2020年的5%左右跃升至13.4%。由此可见，中国新能源汽车市场将迈入高速发展阶段，中汽协预测2022年我国汽车总销量为2750万辆，其中新能源汽车预测将达到500万辆，渗透率达18.2%。

近两年，欧洲市场堪与中国市场比肩发展，2020年和2021年可以说是欧洲新能源汽车市场崛起的两年，其新能源汽车销量占比在2020年还一度超过中国，2021年同样表现不俗，全年新能源汽车销量达233.8万辆，同比增长66%，渗透率约为21%。同时，全球新能源汽车渗透率排名靠前的国家也都集中在欧洲，如几乎全面完成新能源化的挪威，全年新能源渗透率高达86%。

进入2021年，在美国电动汽车扶持政策的推动下美国电动汽车销量强势增长，电动汽车渗透率也创历史新高，2021年新能源汽车销量近67万辆，同比增长超100%，渗透率为4.2%，较2020年提升2个百分点。

至于日本市场，2021年新能源汽车销量不足5万辆，但2021年末，丰田这一在电动汽车领域拖拉太久的汽车制造商也公布了自身的“电动化战略”，这几乎标志着全球范围内的车企达成共识：电动化就在不远的未来。

集微咨询（JW insights）认为，“电动汽车大时代”即将到来，全球市场的竞争格局也将越来越激烈。未来，中国能否一直坐稳新能源汽车市场的冠军宝座，自主可控的技术无疑是核心竞争力，尤为关键的是“三电系统”——电池、电机、电控。纵观市场，我国在汽车电池、电机领域已构建了自主优势，但电控中所需的IGBT一直存在短板，长期以来中高端IGBT主流器件市场被欧美日企业所垄断，如英飞凌、三菱、富士电机、安森美、ABB等，这恐将制约我国新能源汽车产业的中长期发展。

我国车用IGBT市场，竞争格局正悄然生变

综合爱集微2021年12月25日重磅发布的《中国半导体企业 100 强（2021）》排行榜，以及其中在车用IGBT领域已供货的国内厂商的公开资料，还有Yole、Omdia的数据来看，集微咨询（JW insights）认为，原本由国外厂商主导的IGBT市场，尤其是车用领域，竞争格局正在悄然生变。

为更多人知晓的是，在车载IGBT领域发力的中国厂商有比亚迪半导体、中车时代电气和斯达半导体。但进一步解析《中国半导体企业 100 强（2021）》排行榜中发现，有越来越多的国内IGBT厂商在车用领域布局，且已供货，包括士兰微（第10名）、吉林华微（第35名）、宏微科技（第87名）等，这可以看作是国内车用IGBT取得突破性进步的一大标志。

比亚迪半导体的实力已有目共睹，车用IGBT领域足以与欧美日巨头抗衡。比亚迪半导体的招股书显示，在IGBT领域，根据Omdia统计，以2019年IGBT模块销售额计算，其在中国新能源乘用车电机驱动控制器用IGBT模块全球厂商中排名第二，仅次于英飞凌，市场占有率 19%，在国内厂商中排名第一，2020年在该领域继续保持全球厂商排名第二、国内厂商排名第一的领先地位。

比亚迪半导体在IGBT领域的产能布局也有望加速国产替代步伐。2020年，比亚迪投资10亿元在长沙建立了比亚迪IGBT项目，该项目设计年产25万片8英寸晶圆的生产线，达产后可满足年装50万辆新能源汽车的产能需求。据悉，2020年比亚迪IGBT芯片晶圆的产能已经超过了5万片/月，2021年将达到10万片/月，一年可供应120万辆新能源车。同时，2022年2月底，济南比亚迪半导体有限公司表示，计划年产芯片36万片的山东首个8英寸车规级功率半导体芯片项目已在今年1月投入生产，预计在未来的一年左右会达到全部的设计产能。此外，比亚迪半导体分拆上市后将进一步提升半导体的业务的出货能力。

中车电气时代因其不属于半导体公司，故不在此次爱集微发布的《中国半导体企业 100 强（2021）》排行榜名单中，但实力不容小觑，其是轨交领域的IGBT佼佼者，建有8英寸IGBT产业化基地，拥有芯片、模块、组件及应用的全套自主技术，目前750V和1200V IGBT也应用至新能源汽车，更具优势的是，其建立了完善的新能源汽车电驱系统产业链，目前已面向市场推出多个平台的电驱系统产品，应用于纯电动、混合动力乘用车，同时已与一汽集团、长安汽车等国内一流汽车制造商开展深入项目合作，实现批量产品交付业绩。在功率半导体器件领域，2020年收入8.01亿元，占总营收比5%。

在斯达半导体主营业务中，车载IGBT的占比虽不高，但是其增长最大的部分。Omdia的数据显示，在2020年IGBT模组厂商市场份额中，斯达半导体以2.8%的市场份额排名第六。2021年，斯达半导体在汽车领域不断放量，从公司2021年半年报来看，2021上半年实现总营收71893.67万元，其中新能源行业营业收入为18354.83万元，较上年同期增长 106.09%，占比25.5%。2021年上半年，其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20万辆新能源汽车，预计下半年配套数量将进一步增加。

斯达半导体还在持续投入。2021年上半年，基于第六代Trench Field Stop技术的650V/750V IGBT芯片及配套快恢复二极管芯片的模块新增多个双电控混动以及纯电动车型的主电机控制器平台定点，这将对2023-2029年公司新能源汽车IGBT模块销售增长提供持续推动力；另外，基于第七代微沟槽 Trench Field Stop 技术的新一代车规级 650V/750V IGBT芯片研发成功，预计2022年开始批量供货。

宏微科技和斯达半导体同属于Fabless，其业务模式相近，但其新能源汽车电控系统领域收入占比更小。公司招股书显示，宏微科技2020年新能源汽车电控系统领域收入为146.54万元，占模块收入比例仅为0.59%。2019年，宏微科技研发成功了自研第四代750V IGBT芯片，对标英飞凌于2016年推出的车用IGBT EDT2产品，对标英飞凌于2020年推出的IGBT 7系列的自研IGBT芯片尚在研发制样中。目前，其车规级IGBT模块GV系列产品已实现对臻驱科技（上海）有限公司小批量供货，2019年、2020年分别实现销售收入39.50万元和122.76万元，部分客户汇川技术、蜂巢电驱动科技河北有限公司（长城汽车子公司）和麦格米特尚在对 GV 系列产品进行产品认证。

在汽车电动化的大趋势下，原本就深耕IGBT领域的部分国内厂商，也不断在车用赛道上发力，尤其是这些国内厂商IGBT产线在2021年底相继投入量产，预计2022年国内车载IGBT市场格局将发生较大的变化。其中十分有潜力的是士兰微。

从Yole关于2020年IGBT领域厂商营收的前15名情况来看，国内厂商仅士兰微以1.58亿美元排名第六。但新能源汽车业务在士兰微整体业务中所占甚微。观未来之势，2021 年上半年，基于公司自主研发的 V 代 IGBT 和 FRD 芯片的电动汽车主电机驱动模块，已在国内多家客户通过测试，并在部分客户开始批量供货。而且，2021年上半年，子公司成都集佳公司已启动实施“汽车级和工业级功率模块和功率集成器件封装生产线建设项目一期”。

吉林华微电子的IGBT产品为第六代技术，产品主要应用在工业控制、白色家电、小家电和汽车领域。2021年12月，吉林华微电子在投资者互动平台表示，公司部分IGBT产品已用于A0级电动车，同时积极推进IGBT产品在其他车企的产品验证。不得不说，以微型车为突破口，或将加速国产主驱IGBT发展。

另外，值得关注的是闻泰科技、华大半导体，以及华润微。2021年8月，闻泰科技完成对英国最大晶圆厂NWF的100%股权收购 ，NWF最大产能可扩充至每月44000片8寸晶圆，主要产品应用中也包括车用IGBT芯片，这势必将补足闻泰科技在车用IGBT芯片领域的供给能力。而华大半导体已于2020年7月成功推出首款车规级16pin隔离型IGBT栅极驱动芯片，将填补国内隔离型栅极驱动芯片的空白。另外，华润微今年2月25日在投资者互动平台也表示，其IGBT产品有进入整车应用。

集微咨询（JW insights）认为，伴随新能源汽车的规模化效应渐起，其对车用IGBT的需求将不断提高，当然参与者也越来越多，而且除了以上这些半导体公司，或者如中车电气时代已在该领域有积淀，如今也有部分整车厂向产业链上游转移制造能力，例如，2021年7月，东风汽车半导体业务的IGBT模块已投产，项目总规划产能120万只，满足东风集团新能源汽车到2025年100万销量的IGBT需求，因此对于这一赛道来说，竞争也势必愈加激烈。

IDM更有优势，供货质量和效率有助开拓新能源汽车市场

集微咨询（JW insights）认为，长远来看，激烈的竞争格局下，比亚迪半导体、中车电气时代、士兰微等这些在IGBT领域采用IDM模式的厂商更有优势，更有利于开拓新能源车市场。

一方面关乎芯片质量，安全等级较高的整车厂对芯片的寿命、可靠性以及失效率要求较高，芯片需经过多轮筛选及测试才能拿去封装，封装后的模块仍要经过严格测试才能出货给整车厂。尤其是新能源汽车电控系统客户对产品可靠性要求更高，在引入新的供应商时通常会进行严格的供应商及产品认证，且认证周期较长，在通过认证后，客户才会与供应商建立正式商业合作关系。

而IDM模式相较于Fabless能够保证整车厂从芯片生产的源头上把控芯片质量，从而确保整车安全。因此，拥有晶圆生产线的厂商更易获得新能源汽车厂商的订单。

另一方面关乎供货的稳定性和效率，尤其在此次长周期的汽车缺芯形势下更加凸显。例如，采用Fabless模式的宏微科技在其招股书中称，外购芯片存在风险，其IGBT芯片最大的供应商英飞凌既是公司芯片重要供应商，同时也是公司IGBT产品竞争对手，鉴于国际形势的持续变化和不可预测性，其可能存在英飞凌断供芯片的情形，这在芯片紧缺形势下概率十分大。

不单单是宏微科技，英飞凌也是斯达半导体最大的IGBT芯片供应商，而2022年2月底，传英飞凌近期向经销商发布通知称，半导体产能供需失衡将贯穿2022年全年，成本结构上涨影响下，已无法再自行消化增加的成本，有意“在广泛的基础上分配负担。”此番虽然并未明确具体涨价动作，但意图已非常明显。因此对英飞凌依赖较深的厂商今年也不免陷入缺货甚至断供风险。

相比之下，IDM国内厂商在供货方面有效率优势，比亚迪半导体此前指出，目前国产产品的交期约为12周，显著高于国际厂商26周-52周的交期；另一方面，功率半导体的产品性能与应用场景密切相关，一家公司有百余种产品是常态，这就需要企业对市场有敏感度同时能够及时上线新产品，采用IDM模式，设计、制造等环节协同优化，能够充分发掘技术潜力。

正是在这一趋势下，可以看到，斯达半导体不仅是业务方向向车用转变，还开始由Fabless模式向IDM模式转型。据悉，2021年年中，理想披露的一份IGBT采购纪要提到，在英飞凌供货不足的情况下，评估了斯达半导体、中车时代电气、比亚迪半导体等多家供应商，因“首选有产线的”这一条件，斯达半导错失订单。而斯达半导体2021年3月发布公告称，公司将募集资金不超过35亿元，其中的20亿元将用于高压特色工艺功率芯片和SiC芯片研发及产业化项目，试图拓展其业务半径，而这一举措或对于斯达半导体未来发展而言尤为重要。

集微咨询（JW insights）认为，但在这一领域投入也不乏风险，因未来的趋势是：车用功率器件逐步将采用第三代半导体碳化硅的MOSFET方案取代当前的硅材料IGBT方案，而且车规级芯片的研发、设计、验证等周期，以及产能建设到配套也至少需要3-5年，且投入资金巨大，非斯余之功可达。

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