在碳中庸布景下，连年新动力汽车进入发展快车谈。据中国汽车工业协会最新统计透露，2022年我国新动力汽车爆发式增长，产销折柳完成705.8万辆和688.7万辆，同比折柳增长96.9%和93.4%，链接8年保握巨匠第一，2023年发展势头依然迅猛，2023年1-8月新动力汽车销量总共537.4万辆，同比增速39.2%。

起首：中国汽车工业协会

奉陪新动力汽车茁壮发展，功率半导体中的主要居品车规级IGBT需求爆发式增长。收货于此，巨匠功率半导体龙头企业英飞凌的汽车业务握续增强，2022年达63.98亿欧元，链接两年增速超30%，成为英飞凌复旧性业务。

源：火石创造凭据公开而已整理

起首：英飞凌财报

01 IGBT是酌盈注虚的复合型功率器件，电力电子安设的“CPU”

功率半导体器件（Power Electronic Device）是电子安设电能调理与电路阻挡的中枢，可通过半导体的单向导电性结束电源开关和电力调理的功能，其作用主要分为功率调理、功率放大、功率开关、清亮保护和整流等。

功率半导体主邀功能暗示，起首：火石创造凭据公开而已整理

按器件集成度，不错分为功率器件和功率IC两大类。功率器件按器件结构可分为二极管、晶体管和晶闸管三大类，其中，晶体管是简略提供电功率放大并具有三个或更多电极的一种半导体器件，凭据主要工艺，不错把晶体管分为双极晶体管和场效应晶体管，双极晶体管属于流控器件，反馈速率快，初始本事强，如：双极性三极管（BJT）；场效应管属于压控器件，输入阻抗高，功率破钞相对较低，包括结型场效应晶体管（JFET）、金属氧化物场效应晶体管（MOSFET）、绝缘栅双极晶体管（IGBT）等。

功率半导体产业结构暗示图，起首：火石创造凭据公开而已整理

IGBT(绝缘栅双极型晶体管)，是由双极性三极管(BJT)和绝缘栅型场效应管 (MOSFET)构成的复合全控型电压初始式功率半导体器件，因此兼顾了两者高输入阻抗、初始功率小与饱胀压镌汰的优点，同期克服了两者的过失[1]。

BJT、MOSFET和IGBT的对比

起首：火石创造凭据公开而已整理

IGBT被喻为电力电子安设的“CPU”，是动力变换与传输的中枢器件，通过脉宽调制，不错把输入的直流电压酿成所需要频率的交流电，或者反过来，主要用于变频逆变和其他逆变电路。在新动力汽车畛域，它是新动力汽车电机阻挡器、车载空调、充电桩等成就的中枢元器件，是电控系统中最中枢的电子器件之一。

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02 IGBT巨匠紧缺度升级，主要玩家围聚在日良习

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在新动力汽车爆发式增长的背后，咱们看到功率半导体巨匠紧缺的情况一直存在，这其中尤以IGBT居品为重灾地。据供应链最新音问透露，现在IGBT缺货基本在39周以上，供需缺口依然拉长到50%以上，市集部分料号供货周期保管在52周，最长达54周。英飞凌最新的Q2交期保管在39-50周，另一家大厂安森好意思2022-2023年的产能沿途售罄，Q2交期在47-52周，远高于英飞凌[2]。

在供需偏紧的情况下，国产厂商纷纷进入车规级IGBT研发制造畛域。但现在，由于车规级IGBT模块考据周期长、制作工艺需要的工夫难度和可靠性条目高，巨匠范围，车规级IGBT行业围聚度较高，市集份额围聚在英飞凌、安森好意思、意法半导体等国外厂商，CR3达33.8%。从国别来看，巨匠半导体功率器件及模块前十企业，日本独占5家，好意思国2家，瑞士1家，中国1家，虽德国也仅有1家进入前十，但其市集销量巨匠第一，占2021年巨匠市集份额的19.7%，是第二名的安森好意思2倍多。

表：2021年巨匠半导体功率器件及模块前十企业，起首：火石创造凭据公开而已整理

03 龙头引颈下，车规级IGBT国产替代进度提速

在供需紧缺，外加我国自主新动力汽车品牌崛起的大布景下，国内IGBT行业迎来国产替代海潮，功令2022年Q1，我国新动力车IGBT模块国产化率已近40%，斯达半导、比亚迪半导、期间电气引颈市集，折柳占有国内市集份额的19%、17%、11%。2022年中国IGBT市集总范围达321.9亿元，瞻望2025年市集总范围有望达468.1亿元，复合增长率13.3%。异日我国车规级IGBT市集范围及国产替代将进一步深化[3]。

图：2022年Q1中国新动力车功率模块市集形状，起首：火石创造凭据公开而已整理

图：中国IGBT行业市集范围以及CAGR (单元:亿元），起首：火石创造凭据公开而已整理

04 IGBT工夫历经7次迭代，国产IGBT落伍国际巨头三代水平

IGBT的发展，自1988年于今，已历经7次工夫迭代。迭代标的主要围聚在芯单方面积和厚度逐年减小，功率损耗逐年镌汰，阻断电压等第逐年造就，向高郑重性、高可靠性发展，大要可分为三个阶段[4]：

第一阶段是第一、第二代IGBT为代表的平面栅型IGBT，其中第一代由于工艺复杂且成本高，已基本被淘汰，第二代部分类型居品现在仍有销售。

第二阶段所以第三代、第四代IGBT为代表的沟槽栅型IGBT。该类型居品通过翻新的沟槽策划，大大减小了IGBT的体积和使勤勉耗，因此被庸俗使用。第五代、第六代的IGBT，属于对沟槽栅型的校阅，结构并未有很大的变动。

第三阶段是 2018 年以后，英飞凌研发出第七代微沟槽型 IGBT，该类型居品更大程度地减小了器件的体积和功耗，现在英飞凌已达量产水平。

表：巨匠IGBT七次工夫迭代情况，起首：火石创造凭据公开而已整理

我国脉土厂商进场较晚，缺少丰富教育的工夫东谈主才，叠加交易摩擦，导致中国IGBT居品在工夫端严重滞后于国际巨头的居品，现在国内大部分供应商仅能结束在第四代、第五代进行量产。直到2021年，国内功率半导体龙头企业斯达半导，基于第七代微沟槽Trench Field Stop工夫的新一代车规级 650V/750V IGBT芯片研发得手，并通过客户考据，我国企业车规级IGBT才初次出现第七代居品。

表：以进入汽车供应链为主见的国内IGBT跳跃企业，起首：火石创造凭据公开而已整理

05 结语

国产替代握续深化、势不行挡。我国事巨匠最大的IGBT需求市集，原土IGBT居品质能已有部分达到国际跳跃水准，但我国IGBT在高工夫、高附加值的大功率器件居品上的国产化程度依然较低，入口依赖程度大。不论是从供应链安全角度、照旧随大功率居品需求深切带来的成本阻挡角度探讨，关于车企、电控厂商来说，功率器件自主可控齐将是最优选。车规级功率半导体现已成为车企要点布局和投资热点畛域之一。

新动力汽车高压化，推进Sic加快发展，短期或将呈现SiC、IGBT并行发展态势。出于经管纯电动车充电效果、续航等问题，各大车企竞相角逐800V高压初始平台，但IGBT并不适用于800V平台，更多是运用于750V及以下的电压平台。

SiC材料的出现，诱惑了巨匠各大老本的眼神，与IGBT比较，SiC功率器件在耐高压、大电流、耐高温、高频、高功率和低损耗等方面弘扬更为优异，可庸俗运用于电动汽车及充电桩、光伏、电网、轨谈交通和储能等畛域。但受制于工夫工艺的不老到、成本的不菲（SiC MOSFET的价钱是IGBT的2.5-3倍），短期内，SiC与IGBT将并行发展，直到SiC功率器件的成本下探、工夫老到，或将取代IGBT在各疏通畛域的运用。功令2021年，国内碳化硅产线依然插足超20条，产业链上、下贱齐有考虑企业参与。