2023年11月30日发(作者：一汽丰田报价及图片)

2022车规级芯?的增量市场，IGBT及SIC（碳化硅）核?标的分析

?、功率半导体

功率半导体器件是电?电?装置实现电能转换、电路控制的核?器件，主要?途包括变频、整流、变压、功率放?、功

率控制等，?泛应?于通讯、消费电?、?控、新能源、轨交、发电配电等领域。

功率半导体可分为功率?极管、功率晶体管及功率晶闸管，其中功率晶体管?分为MOSFET/IGBT/BJT，2021年功率器

件国内市场规模约159亿美元（1000亿?民币），其中MOSFET市场规模约277亿元，IGBT约259亿元。

?、MOS与IGBT

MOS更强调?作频率，IGBT是?作功率与频率兼具。MOS应?场景较低端，适?于消费电?、家电等中功率?频率市

场，适?电压500-800V，五菱宏光低端新能源车?MOS管并联做驱动。

IGBT是个开关，透过开关控制改变电压，结合了BJT和MOSFET的优点，既有MOSFET的输?阻抗?、驱动功率?、

开关速度快、开关损耗?的优点，?有BJT导通压低、载流能??、耐压?的优点，被称为电?电??业的“CPU”。到

2025年国内IGBT市场规模将达500亿+，年复合增速19%以上。IGBT技术代际的核?是同样?积能做到多?电流。

英飞凌、?本三菱和富?占据整个IGBT市场70%份额，英飞凌产品覆盖全领域，三菱和富?集中在传统?业应?商。

国内?商和国外的差距更多体现在?艺?平和信赖性。国内包括?亚迪半导、时代电?、?兰微、斯达半导等。?亚迪

半导（IDM）全产业链都在做，其中新能源车市场份额占到18-20%，主要内部消化。

三、IGBT分类

IGBT根据封装形式可分为分?器件（单管和?极管组成）、IGBT模块（多个IGBT芯?和?极管芯?等组成）和智能功

率模块（IPM），单管主要应?于?功率家?电器、分布式光伏逆变器及?功率变频器，模块主要应?于?功率?业变

频器、电焊机、新能源汽车（电机控制器、车载空调、充电桩）等领域，IPM模块主要应?于变频空调、变频洗?机等

??家电。2018年模块、单管和IPM市场规模占?分别为52%、21%、27%。

IGBT根据使?电压范围分为低压、中压和?压三?类。低压（1200V以下）主要?于低消耗的消费电?（家?电器、?

电，变频）和光伏逆变器领域，家电领域占IGBT市场份额25%左右，国内主要是?兰微。光伏20%左右，主要是分布

式光伏，国内主要是新洁能，产品是以单管的形式。

中压（1200V-2500V）主要?于新能源汽车、风?发电等领域，新能源汽车占IGBT整体30%左右市场份额，进?门槛

很?，英飞凌占其中五成以上的份额。风电占整体11%左右。

?压（2500V以上）主要?于?压?电流的?铁、动车、智能电?、?业电机等领域。

四、硅基与碳化硅基

功率器件按材料类型分为传统硅基功率器件及宽禁带材料（SiC、GaN）功率器件。

碳化硅器件相?硅基可?持更?功率密度、体积?、低损耗，提升了逆变效率。但成本更?，在中?端场景优势更明

显，特别是需要?压、?能量密度应?场景，如充电桩、车载充电机及汽车电驱等。?前国内的碳化硅?极管（SBD）

产品较丰富，已经是红海市场。碳化硅MOS管落后很多，还处于送样验证阶段，和国外差距5-8年，蓝海市场。

碳化硅基器件价值量最?环节在于衬底，碳化硅衬底长晶速度慢，良率?常依赖?艺积累，国产碳化硅衬底产品?前主

要应?在?业领域，?车规级，与国外差距5-8年，国际主流是6?，4?不做了，国内2021年开始研发6?，?批量出

货预计5年后。另外碳化硅外延?艺难度也很?。

碳化硅在车载量产导?节奏主要取决于碳化硅成本结构，五年时间碳化硅产品价格已经降了?半，但?前同样产品碳化

硅成本仍是IGBT的2-3倍。碳化硅成本增加主要在内阻，内阻决定了效率输出。未来碳化硅和IGBT长期共存。

硅成本仍是IGBT的2-3倍。碳化硅成本增加主要在内阻，内阻决定了效率输出。未来碳化硅和IGBT长期共存。

碳化硅基未来会取代硅基的?极管和三极管，碳化硅SBD取代硅基FRD，碳化硅MOS取代硅基IGBT。

五、IGBT在新能源车中的应?

IGBT应?于汽车中的电池管理系统、电动控制系统、空调控制系统、充电系统等，主要功能是在逆变器中将?压电池

的直流电转换为驱动三相电机的交流电，主逆变器负责控制电动机，车辆的最??程与主逆变器的效率直接相关。

IGBT是电动汽车逆变器的核?电?器件，在电动车动?系统半导体价值量中占?52%，占整车成本8-9%。另外跟电动

车配套的直流快充充电桩，IGBT成本占到15-18%。新能源车功率器件价值量是传统车的20倍，模块多可实现更?功

率，加速快。斯达半导、时代电?是国产突破最快的?商。

不同于消费电?、光伏等领域，IGBT在车轨领域导??常复杂且严苛，IGBT?商需通过下游电控?及整车?长达1-2年

左右的验证周期，通过认证门槛后IGBT?商还需与汽车?商或Tier 1供应商进?2-3年的车型导?测试验证。测试验证

完成后，汽车?商也往往不会?即切换，?是要求供应商以?供或三供的?份供货，再逐步提?装机量。

新能源车领域纯设计商很难进?，主机?对车载应?的?致性、可靠性、寿命要求?常?，包括产出、产线的固定，?

业内IDM是主流，国际??如英飞凌、ABB、三菱、富?电机等都是这种模式。

六、标的

（?）时代电?

央企，IDM?商，背靠中车集团，08年通过收购英国丹尼克斯介?IGBT领域，产品覆盖650-6500V，?压领域市占率全

球前五，产品主要供给系统内的轨道应?，包括地铁、轻轨或?铁，这块业务营收占85%。18年开始发?智能电?、汽

车领域。汽车领域核?产品是IGBT模块，具备提供750V-1200V产品能?，a级车、b级车不同配置都有，客户主要是?

些?国资背景的主机?，包括?汽、红旗、?汽等，通过汇川进?物流车、?巴车及理想、?鹏等造车新势?。公司与

武汉东风、?汽成?合资公司，公司提供芯?，合资公司负责模组封装。英飞凌也是采?这种合作?式。

时代电?已进??压输电领域，主要应?在换流阀，占国?50%份额，南?60%份额。之前这块主要掌握在国外主流?

家??。风电变流器模块进?国内?部分主流客户，海上风电公司有IGBT和10MW IGCT，IGCT也是重要器件，?来做

断路器。

公司两期8英?IDM产线，?期年产12万?、100万只IGBT模块封测能?，满产，以轨道、电?等?压为主。?期年产

24万?，约240万只模块封测能?，以汽车、光伏、储能等中低压为主，若全部折算成新能源汽车，可满?国内240万

辆新能源车需求，?期在逐渐释放产能，到22年底满产。产线24?时运转，在计划三期产线。公司还有?条碳化硅产

线，在轨交领域已经验证了四五年时间。

2021年前三季度新兴装备产品收?14.89亿，同?增28.52%，其中功率半导体7.27亿收?，同?增46.69%，不包括对

内供应轨交、汽车等，新能源汽车业务收?2.84亿，同?增257%。

公司持续加?研发投?，每年超过10%的收??作研发，2021年前三季度研发投?10.78亿。光研发投?这块就是国内

其他企业难以望其项背的。公司在英国有研发平台，林肯和伯明翰两个研发中?。公司核?员?对标市场薪酬

（?）斯达半导

斯达半导专注于IGBT领域，产品覆盖600-3300V，15年趁英飞凌收购美国IR公司的时候公司收了IR公司功率器件的研

发团队，起点较?，IGBT全球3%市场份额。

收?构成??，?控变频器、UPS电源等收?占70%，?控领域已做到中?端，国产替代逻辑，英飞凌、富?仍然占国

内?头；新能源包括电动车、风电、光伏、储能等，增速很快，营收占30%+。公司08年进?电动车领域，通过汇川在

宇通的车上?规模应?，在?巴车的渗透率?较强。21H1新能源汽车累计装车量20万+，全年50万，其中A级车20%左

右，22年计划100万，A级车?例会更?。公司产品配套双电控混动系统、纯电动车型和碳化硅系统 800V系统主电机控

制芯?。混动21年已获得定点，23年开始供货。公司有车规级碳化硅产品，主做模块，20年获得定点，最快22年H2开

始放量乘?车，另外商?车也在22年上量。

碳化硅芯?也在布局，21年底募资35亿，?于投资功率芯?和碳化硅芯?研发及产业化项?，建设周期3年，达产后将

形成年产30万?6英?晶圆?压功率芯?、6万?6英?碳化硅芯?及400万?功率半导体模块?产能?。

形成年产30万?6英?晶圆?压功率芯?、6万?6英?碳化硅芯?及400万?功率半导体模块?产能?。

斯达的劣势在于不是IDM，没有??的晶圆产能，由华虹代?，只能绑定Tier 1出货。

（三）?兰微

?兰微，IDM?商，综合性半导体公司，产品除了功率器件，还有电源管理、MCU、LED等，IGBT产品电压覆盖范围

600-1350V，1200/1300/1700V在开发，主要应?领域包括车载、?控、家电、光伏，其中IPM（应?在变频家电）已

经做到全球10%份额，在扩产。光伏IGBT在导?，当前主要是单管。公司功率器件产品中MOS管较多，在往IGBT发

展，IGBT??当前主要是单管。公司?前车载IGBT客户包括零跑、菱电、?亚迪、汇川系（?鹏、理想）、上汽、?

汽。

当前8?6万?产能，未来会扩产，12?产能爬坡阶段，主要?在光伏和新能源车，21年底到4万?。正在准备投??期

设备，预计到22年底产能再扩2万?，12?2万?相当于8?4.5万?，产出要根据市场节奏。12?的产品规划以功率器

件为主。到22年IGBT模块产能做到4万颗/?。

碳化硅有条中试线，在做碳化硅MOS和车轨模块研发，22年可以少量供货。

公司在新能源车领域起点相?时代电?和斯达半导低些，但优势在?是IDM?商，?是有浙江省及杭州市政府重视?

持。

图解SIC

图解IGBT

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易、中药配?颗粒、中药创新药、国企混改、智能汽车、?业互联? 等未来细分赛道龙头分析。未来只有极度分化的结

构性?市，选对细分赛道，把握龙头内在核?价值才是盈利的根本。

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