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2020年中国IGBT行业市场现状与竞争格局分析 国产化趋势明显

时间:2020-12-26 10:49:33来源:前瞻产业研究院

IGBT分为低压、中压和高压,应用场景广泛。IGBT模块作为新能源汽车电机电控系统和直流充电桩的核心器件,成本占到新能源整车成本的8-10%,占到充电桩成本的20%。2020年1-11月,新能源汽车产量完成111.9万辆,IGBT作为新能源汽车核心零部件,需求量也将得到提升。2019年新能源汽车IGBT市场规模达到155亿元。从竞争格局来看,IGBT市场长期被大型国外跨国企业垄断,近年来国内厂商逐渐发力,2019年英飞凌和比亚迪微电子占比分别为58.2%和18%。

IGBT分为低压、中压和高压,应用场景广泛

IGBT,Insulated Gate Bipolar Transistor,即绝缘棚双极型晶体管。IGBT是一种由双极性晶体管(BJT)和绝缘栅场效应管(MOS)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼并了BJT的导通电压低、通态电流大等优点和MOS的开关速度高、控制功率小等优点。IGBT作为能源转换和传输的核心器件,具有高效节能、高电压、大电流、高频率和易于开关等性能,适用于各类需要交流电和直流电转换及高低电压转换的应用场景,可提高用电效率和质量,被广泛应用在消费电子(汽车电子、家用电器、变频白色家电)和工业(轨道交通、智能电网、交通运输)领域。

IGBT的种类众多,综合IGBT原理和作用,可将IGBT根据电压等级划分为低压、中压和高压IGBT。

图表1:IGBT行业分类(根据电压等级划分)

新能源汽车产量增长迅速,IGBT为核心部件之一

在国际节能环保的大趋势下,IGBT下游的新能源汽车、变频家电、新能源发电等领域发展迅速,对IGBT模块需求逐步扩大,新兴行业的加速发展将持续推动IGBT市场的高速增长。以新能源汽车为例,受益于政策的优惠,我国新能源汽车市场从2014年开始快速发展,新能源汽车产销量大幅上升;随后2016、2017年受到补贴倒退的影响,产销量增速放缓。根据中国汽车工业协会统计据显示,2019年国内新能源汽车产量为124.2万辆,比2018年下降4%。目前,为了缓解疫情对新能源汽车行业的影响,我国推迟补贴政策至2021年,行业发展正逐渐恢复中。根据中汽协最新的数据显示,2020年1-11月,新能源汽车产量完成111.9万辆。

图表2:2014-2020年中国新能源汽车产量情况(单位:万辆)

从成本上看,新能源电动车成本结构中最大者为电池,占比约40-50%,其次为电机驱动系统,约占全车成本15-20%。其中,IGBT占驱动系统一半左右,即IGBT占电动车约8-10%成本。此外,IGBT占到充电桩成本的20%。在新能源汽车取代燃油汽车的趋势下,IGBT作为其核心零部件,需求量也将得到提升。

图表3:IGBT在新能源汽车中的成本占比(单位:%)

市场规模上升,国产化趋势明显

高工产研电动车研究所数据(GGII)显示,2019年我国新能源汽车IGBT市场规模达到155亿元,同比增长6.40%,增速为近年的新低。GGII预计,随着市场的逐步回调,到2020年,我国新能源汽车和充电桩市场将带动近两百亿IGBT模块的需求。

图表4:2017-2019年中国新能源汽车IGBT市场规模(单位:亿元,%)

由于IGBT对设计及工艺要求较高,而国内缺乏IGBT相关技术人才、工艺基础薄弱且企业产业化起步较晚,因此IGBT市场长期被大型国外跨国企业垄断。在国家利好政策的推动下,中国IGBT行业取得了一定的技术进步,推动了中国IGBT国产化进程。

从市场占有率情况来看,中国功率半导体市场规模占世界市场的50%以上,但在中高端MOSFET及IGBT主流器件市场上,90%主要依赖进口,基本被国外欧美、日本企业垄断。在国内新能源汽车IGBT模块市场中,英飞凌公司中是绝对的龙头老大,市场占比58.2%,相比2016年33%的市场占比,其市场地位有了进一步的巩固。比亚迪微电子则在多年的技术积累中,逐渐成长为中国IGBT市场份额第二大企业。中车时代电气则以轨交IGBT为市场切入点,不断拓展业务至电动汽车及智能电网市场,2019年市场份额逐渐攀升至0.8%。

图表5:2019年中国新能源汽车功率模块各供应商市场份额(单位:%)

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