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作者：徐風(fēng)，編輯：小市妹

當(dāng)半導(dǎo)體還在去庫存時(shí)，IGBT市場(chǎng)卻“高燒不退”。

(資料圖片僅供參考)

近期包括英飛凌、安森美等在內(nèi)的海外大廠，交付周期最長達(dá)到了53周。一位業(yè)內(nèi)人士感慨：“漲價(jià)搶貨已不是新鮮事，不是價(jià)格多高的問題，而是根本買不到?！?/p>

IGBT作為電子行業(yè)的“CPU”，市場(chǎng)一直以來被國外廠商占據(jù)，而在國產(chǎn)化大潮下，誰能率先站出來？

【缺貨仍是關(guān)鍵詞】

功率半導(dǎo)體作為半導(dǎo)體行業(yè)的細(xì)分領(lǐng)域，是實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)換與傳輸?shù)暮诵钠骷?，重要性不言而喻。IGBT則是新一代功率半導(dǎo)體分立器件的代表性產(chǎn)品。

相對(duì)于二極管、晶閘管等中小功率半導(dǎo)體器件，IGBT具有高頻高電壓、大電流、損耗小，及易開關(guān)等特點(diǎn)，更適合于600V及以上的交流電機(jī)、變頻器、電源開關(guān)等變流系統(tǒng)。

從市場(chǎng)規(guī)模來看，國內(nèi)IGBT行業(yè)正處在快速發(fā)展階段。據(jù)東方財(cái)富研究，國內(nèi)市場(chǎng)規(guī)模到2025年將增長至522億，復(fù)合增速達(dá)22%。

下游應(yīng)用上新能源汽車、消費(fèi)電子和工業(yè)控制是IGBT的主要應(yīng)用領(lǐng)域。三者占比分別為31%、27%和20%，另外風(fēng)光儲(chǔ)等新能源電力領(lǐng)域占比也達(dá)到了11%。

隨著新能源的爆火，缺貨成了近年來的“家常便飯”，海外大廠交期普遍在50周以上。積壓訂單也與日俱增，有的大廠甚至干脆停止接單。

其中2022年英飛凌積壓訂單金額達(dá)430億歐元，是同年?duì)I收142億歐元的3倍有余。而安森美早在2022年5月就宣布到2023年底不再接受新訂單。

剖析IGBT緊缺的原因，需求自然首當(dāng)其沖。

2020年之前，工控還是下游應(yīng)用的第一大領(lǐng)域，而近年來在新能源汽車和電力新能源的帶動(dòng)下，IGBT需求陡然上升。

尤其是新能源汽車，IGBT是電控系統(tǒng)和充電樁的核心器件，決定了整車的能源利用效率。不僅如此，車載空調(diào)、逆變器、發(fā)電機(jī)等也是IGBT的消耗“大戶”。

據(jù)券商研報(bào)，IGBT約占電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)成本的一半，而電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)占整車成本的15-20%，也就是說IGBT要占到整車成本的7-10%。

在供給上，受此前疫情和半導(dǎo)體處于下行周期影響，大廠擴(kuò)產(chǎn)較為謹(jǐn)慎。據(jù)DIGITIMES研究數(shù)據(jù)顯示，海外大廠2021-2022年產(chǎn)能僅分別增長了3.6%和2.7%。

此外，兩年的建設(shè)周期和一年左右的認(rèn)證周期，也使得全球IGBT芯片供需缺口持續(xù)存在。

還有一個(gè)重要信號(hào)，2023年3月，特斯拉宣布將減少碳化硅SiC用量的75%，而IGBT作為潛在替代方案，或?qū)⑦M(jìn)一步加劇供應(yīng)緊張。

SiC作為第三代半導(dǎo)體芯片材料，相對(duì)于IGBT的Si硅基材料性能更強(qiáng)。據(jù)國信證券，SiC熱導(dǎo)率及熔點(diǎn)是Si的2-3倍，電子飽和速度是Si的2-3倍，工作頻率是Si的10倍，開關(guān)損耗最多可減少74%。

雖然SiC性能優(yōu)越，但成本居高不下是縈繞在產(chǎn)品端的一道難題。目前SiC器件價(jià)格大約是Si的4-5倍，且Si材料在生產(chǎn)工藝上更為成熟，生產(chǎn)周期更短，良率更高。

一旦特斯拉出于降本需求大幅降低SiC用量，啟用IGBT替代方案，其他車企跟進(jìn)后必將影響行業(yè)的供需格局。

【國內(nèi)廠商的激蕩三年】

當(dāng)前IGBT產(chǎn)業(yè)處在一片藍(lán)海，但目前市場(chǎng)主要被英飛凌、安森美等外資品牌占據(jù)，國產(chǎn)品牌占有率較小。

從IGBT的產(chǎn)品分類來看，按照其封裝形式的不同，可分為IGBT單管、IPM和IGBT模塊。其中IGBT單管和IPM模塊主要應(yīng)用在中小功率場(chǎng)景，前者應(yīng)用在小功率的家用電器、分部式光伏逆變器等；后者應(yīng)用于變頻空調(diào)、變頻洗衣機(jī)等白色家電產(chǎn)品。而IGBT模塊應(yīng)用于大功率變頻器、新能源車、集中式光伏等領(lǐng)域。

由于IPM模塊主要應(yīng)用在傳統(tǒng)家電領(lǐng)域，未來市場(chǎng)增速慢于應(yīng)用在新能源領(lǐng)域的IGBT單管和IGBT模塊。

據(jù)國金證券研究，2021年全球IGBT市場(chǎng)規(guī)模為84億美元，其中IPM、IGBT單管及IGBT模塊市場(chǎng)規(guī)模分別為20億美元、22億美元和42億美元，對(duì)應(yīng)的2016-2021年的期間復(fù)合增速分別為11%、19%和17%。

從全球競(jìng)爭(zhēng)格局看，據(jù)東方證券數(shù)據(jù)，2021年全球IGBT模塊前五大廠商占據(jù)了67%的市場(chǎng)份額，其中英飛凌占比達(dá)33%，國內(nèi)的斯達(dá)半導(dǎo)和時(shí)代電氣分別僅為3%和2%；在整體分立器件上，英飛凌同樣穩(wěn)居榜首，士蘭微則占4%排在第八。

▲來源：東方證券

體現(xiàn)在產(chǎn)品技術(shù)上，中國IGBT廠商的第6/7代產(chǎn)品與海外差距在5年左右。東吳證券做過研究，當(dāng)下國內(nèi)廠商推出的對(duì)標(biāo)英飛凌的6代產(chǎn)品，性能上仍相當(dāng)于其2007年生產(chǎn)的第4代產(chǎn)品。

且如斯達(dá)半導(dǎo)、士蘭微等最新推出的對(duì)標(biāo)英飛凌的第7代產(chǎn)品，離量產(chǎn)都還有距離。

但從IGBT國內(nèi)外擴(kuò)產(chǎn)情況看，近年來海外大廠的謹(jǐn)慎擴(kuò)產(chǎn)恰恰給國內(nèi)廠商留下了追趕空間。

在下游市場(chǎng)快速增長的2021-2023年，國內(nèi)廠商產(chǎn)能快速擴(kuò)張。據(jù)DIGITIMES研究統(tǒng)計(jì)，同期國內(nèi)廠商產(chǎn)能年均增速都超過了60%，而海外大廠產(chǎn)能預(yù)計(jì)到2024年后才會(huì)快速釋放。據(jù)東方財(cái)富研究，2021年國產(chǎn)自給率為19.55%，預(yù)計(jì)到2023年將達(dá)32.92%。

盡管與海外大廠存在差距，但行業(yè)每代10年左右的更新周期也給了國產(chǎn)品牌趕超的機(jī)會(huì)。

在一眾國內(nèi)廠商中，最終誰能突圍？

【中國的“英飛凌”】

國內(nèi)IGBT行業(yè)佼佼者，當(dāng)屬斯達(dá)半導(dǎo)、士蘭微和時(shí)代電氣。

從業(yè)務(wù)上看，三者涉及的業(yè)務(wù)方向不同，斯達(dá)半導(dǎo)優(yōu)勢(shì)在于IGBT模塊，主要覆蓋新能源汽車和工控領(lǐng)域；士蘭微則以IGBT單管和IPM模塊為主，2021年公司在全球IGBT單管/IPM模塊市占率達(dá)2.6%、2.2%，均位列國內(nèi)品類第一。其重點(diǎn)應(yīng)用在工控和家電領(lǐng)域。

時(shí)代電氣則背靠中車“大腿”，在軌交、電網(wǎng)領(lǐng)域大幅領(lǐng)先。在國內(nèi)IGBT模塊市場(chǎng)中位居第二位，僅次于斯達(dá)半導(dǎo)。

縱觀三家廠商，可以說斯達(dá)半導(dǎo)吃到了這波新能源汽車發(fā)展的紅利，士蘭微、時(shí)代電氣雖然積淀很厚，但在新能源利潤最為豐厚的模塊部分并未做到第一。

而這主要與二者進(jìn)軍新能源汽車領(lǐng)域較晚有關(guān)。

時(shí)代電氣在2012年收購英國丹尼克斯后，開始只在軌交領(lǐng)域研發(fā)高壓IGBT模塊，2017年才開始進(jìn)軍車規(guī)級(jí)的IGBT產(chǎn)品；而此前一直身處家電領(lǐng)域的士蘭微，到2018年才開始接觸。且當(dāng)前士蘭微主流產(chǎn)品仍然停留在第五代，時(shí)代電氣和斯達(dá)半導(dǎo)都已經(jīng)來到了第六代。

反觀斯達(dá)半導(dǎo)，早在2013年就專注新能源汽車IGBT模塊的研發(fā)，在高壁壘的IGBT行業(yè)，先發(fā)優(yōu)勢(shì)更為明顯。

其基于第七代微溝槽技術(shù)，推出的新一代車規(guī)級(jí)650V/750VIGBT芯片已通過客戶驗(yàn)證，預(yù)計(jì)2023年開始批量供貨；而士蘭微的第七代產(chǎn)品目前還處在送審階段，離量產(chǎn)還有距離；時(shí)代電氣則處于剛剛研發(fā)成功的狀態(tài)，還有待商業(yè)化推廣。

在SiC碳化硅模塊應(yīng)用上斯達(dá)半導(dǎo)也處于國內(nèi)領(lǐng)先。

斯達(dá)半導(dǎo)自2015年開始便研發(fā)SiC模塊，截至2021年9月，已經(jīng)獲得總金額約3.43億元的車規(guī)級(jí)SiC模塊的訂單，并獲得多款車型定點(diǎn)。

而士蘭微的車規(guī)級(jí)SiC模塊于2021年才研發(fā)成功，2022年10月首個(gè)SiC器件芯片初步通線；時(shí)代電氣在2022年才對(duì)首款SiC產(chǎn)品進(jìn)行小批量驗(yàn)證。

從業(yè)務(wù)模式來看，士蘭微、時(shí)代電氣以IDM模式為主，產(chǎn)品更新周期短是其一大優(yōu)勢(shì)，一般為3個(gè)月。斯達(dá)半導(dǎo)以Fabless模式為主，迭代周期相對(duì)較長，為6個(gè)月。這對(duì)斯達(dá)半導(dǎo)的后續(xù)市場(chǎng)開拓會(huì)有一定影響。

所謂IDM和Fabless模式，可以理解為廠商自主和外協(xié)生產(chǎn)兩種模式，在Fabless模式下，廠商只把控芯片設(shè)計(jì)，將制造環(huán)節(jié)委托給合作廠商，此后再歷經(jīng)芯片的質(zhì)量篩選及模塊的封裝測(cè)試。而IDM模式廠商通過自建芯片廠，在芯片出廠時(shí)就進(jìn)行質(zhì)量測(cè)試，能更快滿足客戶定制化要求，省去了出廠后多輪測(cè)試的時(shí)間。

但事有兩面，沒有自己的制造廠資產(chǎn)也更輕，成本費(fèi)用相對(duì)較低。2022年，斯達(dá)半導(dǎo)期間費(fèi)用率僅為7%，遠(yuǎn)低于士蘭微的17.38%和時(shí)代電氣的19.74%。

而當(dāng)前斯達(dá)半導(dǎo)也在向IDM模式轉(zhuǎn)移，其正在建設(shè)超3300V高壓IGBT芯片和SIC芯片產(chǎn)線，并將擁有自己的芯片廠線。

另外，斯達(dá)半導(dǎo)更專注于IGBT領(lǐng)域，模塊營收占比超80%，成長性更好。從凈利潤增長情況看，2019-2022年由1.35億增長至8.18億，期間復(fù)合增速達(dá)82.31%，規(guī)模增長超5倍，增長也相對(duì)穩(wěn)定。

而另外兩家涉及領(lǐng)域較多，業(yè)績影響因素也較多。如士蘭微，除了分立器件，還有集成電路和發(fā)光二極管業(yè)務(wù)，分立器件營收占比剛剛過半。2019-2020年其凈利潤表現(xiàn)較差，主要在于LED行業(yè)的不景氣，2021年隨著行業(yè)回暖及分立器件業(yè)務(wù)的快速發(fā)展才使得凈利潤大漲。但2022年凈利潤再次下降超30%，主要與原材料供應(yīng)不足、下游家電等消費(fèi)市場(chǎng)低迷有關(guān)。

而時(shí)代電氣的功率半導(dǎo)體器件業(yè)務(wù)營收占比僅10.18%，近年來其業(yè)務(wù)增長較快，但公司整體凈利潤規(guī)模仍維持在25億左右水平。

在盈利能力上，2022年斯達(dá)半導(dǎo)超40%毛利率和30.34%的凈利率，也高于士蘭微的29.45%和12.65%，以及時(shí)代電氣的32.69%和14.34%。

綜合來看，國內(nèi)廠商中斯達(dá)半導(dǎo)在IGBT上的技術(shù)和產(chǎn)能相對(duì)領(lǐng)先，有機(jī)會(huì)率先實(shí)現(xiàn)突圍。

尤其是在新能源車功率模塊上。據(jù)國金證券研究，2022年1-9月，英飛凌、比亞迪半導(dǎo)體和斯達(dá)半導(dǎo)的裝機(jī)量占比分別為25.7%、21.1%和15.8%，與國外廠商的差距并不大。

據(jù)了解，2025年前后，國內(nèi)第七代產(chǎn)品將大規(guī)模量產(chǎn)，國產(chǎn)化率將進(jìn)一步提升，在新能源汽車這一重要領(lǐng)域中，英飛凌有可能喪失國內(nèi)市場(chǎng)份額第一的位置。

隨著技術(shù)剪刀差不斷縮小，下一代產(chǎn)品是國內(nèi)外廠商真正交鋒的時(shí)刻。

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