芯片:IGBT行业的机会

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2022-06-21 14:53:52 38

1、何为IGBT： IGBT学名叫绝缘栅双极型晶体管，是由BJT和MOSFET组成的复合功率半导体器件。BJT指的是双极型二极管,MOSFET指的是金属-氧化物半导体场效应晶体管。主要用途包括电压/电流的变频、变压、变相、整流、逆变、开关等，性能方面比MOSFET好，但缺点就是价格贵。

功率半导体器件：按照控制种类可以分为不可控型、半可控型、全控型三大类产品。

2、IGBT分类： IGBT从封装形式分类可以分为IGBT分立器件、IGBT模块和IPM三大类产品：IGBT分立器件指一个IGBT单管和一个反向并联二极管组成的器件。IGBT模块指将多个IGBT芯片和二极管芯片以绝缘方式组装到DBC基板上，进行模块化封装。IPM：即智能功率模块，就是将功率器件和驱动电路、过压和过流保护电路、温度监视和超温保护电路等外围电路集成在一起生产的一种“组合”型器件。我们平时更多说的就是IGBT模组，占三大分类规模超过一半。

3、下游应用端：

①分类：按照电压分类，IGBT可分为超低压、低压、中压和高压，。低压端主要有电焊机、家电（变频空调、洗衣机、电冰箱、洗碗机、电磁炉）、电动汽车（混动、纯电动等等）、UPS、太阳能电池、风电等。中压主要有UPS、地铁/城轨电机驱动、风电、太阳能电池。高压主要有轨道牵引（高铁、动车组）、电网、大型工业装备。

②价值量占比：新能源汽车车IGBT市场占比持续增长，2020 年已成为中国 IGBT 大应用领域，占比约 30%。工业控制、消费电子（家电）与新能源发电市场分别占比 27%、22%、11%。智能电网占比6%，轨道交通占比4%、后两个基本不会有太大增长。最高的需求增长在于新能源汽车与新能源发电。新能源发电主要包括光伏发电于风电发电。根据 Omdia、QYResearch 等多方数据测算，新能源汽车IGBT 2020-2024年复合增长率预计17%，新能源发电超过10%,是目前炒作IGBT最重要的逻辑之一。

4、下游最主要的需求增长端：由于新能源汽车的快速爆发及碳中和驱动下的光伏、风电都在爆发，导致IGBT产能跟不上需求，出现了严重缺货现象，特别是逆变器需要用到的IGBT模块更是供不应求，是需求比较快增长且明确的芯片细分板块之一，按现在数据，新能源汽车与新能源发电增长是超过券商预测的。新能源发电IGBT市场已成风口，储能、充电桩下的IGBT正在成为下一风口。

①新能源汽车：从新能源电动汽车成本来看，占比较大的零部件是电池、电机、电控系统、电驱动零部件等，分别大概占到40%、15%、12%、8%。IGBT模块作为电控系统的核心零部件，大概占到电控系统成本的30-40%左右，加上其他的粗略估计IGBT模块占到整车成本的7-10%左右。根据宏微科技招股说明书援引 EVtank数据，2019年中国新能源汽车 IGBT 市场规模为36 亿元，测算新能源汽车 IGBT 单车配套价值约为2985元 /辆。

根据英飞凌数据，新能源汽车中功率半导体器件的价值量约为传统燃油车5 倍以上，而IGBT正是功率半导体器件占比最大的。国内新能源汽车销量持续数月环比正增长，9月国内销量35.70万台，环比达 11.22%，同比158.81%。

②充电桩：从充电桩的成本结构来看，充电机、充电模块是充电核心设备，其中充电模块占充电系统成本近50%，其核心功能是将电网中的交流电转化成可以为电池充电的直流电。充电模块的关键又在于IGBT功率开关，当充电模块工作时，三相交流电经过整流滤波后，变成直流输入电压供给IGBT桥。直流充电桩中，IGBT是最核心的部分，占总成本达到20%。由于中国新能源汽车市场最大，每年新增的充电桩数量也是全球最多。规划的车桩比是到1：1，不过目前还远未达到。超级快充是未来的趋势，而实现大功率快充，必然离不开IGBT等功率元器件。

③新能源发电： 新能源发电主要以光伏发电和风力发电为代表。由于新能源发电输出的电能不符合电网要求，需通过光伏逆变器或风力发电逆变器将其整流成直流电，再逆变成符合电网要求的交流电后输入并网。IGBT模块是光伏逆变器和风力发电逆变器的最核心器件。根据宏微科技招股说明书显示，IGBT模块在逆变器价值量占比为10%~15%，测算2019~2020年IGBT 价值为2000~2300万元/GW。预计随着组串式逆变器生产规模逐步提升，逆变器每GW制造成本降低，单GW的IGBT价值也会随之降低。光伏装机容量持续超预期，1-8 月装机22.05GW，同比增长 45%。

④储能：储能系统中一个重要的设备之一就是储能变流器，用于家庭户用储能方面一般也称为储能逆变器，而在大规模的工商业储能领域一般称为PCS，是连接在储能电池与电网之间，实现电能双向转换的装置。储能变流器既可以把储能电池中的直流电逆变为交流电，输送至电网；也可以把电网中交流电整流为直流电，给储能系统充电。券商普遍预测储能变流器5年需求复合增长超过50%，而IGBT是储能变流器核心部件之一，不过也有不用IGBT的。

⑤其他:变频白色家电,具有变频功能的白色家电最核心的部件之一是其内部的“变频器”，而IGBT模块是变频器最核心元器件，变频是实现节能环保的。主要包括变频空调、变频冰箱、变频洗衣机，其中变频冰箱增长空间是最大的，目前渗透率只有22%。

5、涉及标的：国内IGBT行业市场参与者包括斯达半导、宏微科技、时代电气、新洁能、扬杰科技、捷捷微电、士兰微、华润微、闻泰科技等，以上先后排序是逻辑哥考虑了业务占比与弹性做出的判断。

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