国内厂商未来2年在IGBT的中高端市场将实现新突破

电子发烧友网报道（文/章鹰）新能源汽车大热！8月18日，福布斯中国发布了2022中国最佳CEO榜单，来自比亚迪的王传福和宁德时代的曾毓群分列第一、第二名。福布斯中国网站这样评价：“今年排名前三的CEO分别来自新能源汽车制造、电池和太阳能单晶硅光伏产品制造行业。在一个不确定性与日俱增的时代，碳中和转型已成为世界各国为数不多的共识和战略目标。中国企业在光伏、风电等可再生能源和电动汽车上下游产业的深耕与积累，其全球范围内的影响力和创新力，正帮助他们迅速崛起。”比亚迪在今年3月份宣布，停止燃油汽车的整车生产，重点发展纯电动和插电式混合动力汽车。上半年，比亚迪实现新能源汽车总销量64万台，超过2021全年销量，市值已破万亿。

新能源汽车热度居高不下。近日，工信部总工程师田玉龙在国新办发布会上表示，今年以来，中国新能源汽车产业克服疫情多点散发等重重困难，实现了平稳快速发展。上半年，新能源汽车产销分别完成266.1万辆和260万辆，同比均增长1.2倍，市场渗透率为21.6%。

特别值得关注的是，中国汽车出口已经位列全球第二，据中汽协的数据显示，上半年，整个中国品牌新能源汽车的海外销量总计为20.2万辆，同比增长130%。2022年7月，汽车出口连续创历史新高，全年出口将有望超过240万辆。其中，新能源汽车出口5.4万辆，环比增长89.9%，同比增长37.6%，呈现快速增长势头。

在中国新能源汽车呈现产销两旺的大好形势下，在车用半导体领域，国产功率器件厂商、车规级MCU占有率却并不高。8月18日，华润微副总裁马卫清在2022世界半导体大会上表示，2021年，中国生产汽车2600万辆，占世界总产量三分之一，其中新能源汽车354万辆，超过全球销量二分之一，预计2025年全球新能源汽车销量可达1800万辆，中国可达到900万辆。但是目前中国车规级芯片的国产自主率仅仅1%到8%。其中以安世半导体、华润微、斯达半导体、扬杰半导体主攻的车用功率半导体，国产自主率只有8%，车用MCU、GPU、FPGA领域国产自主率小于1%。到底是什么原因导致中国厂商车用IGBT上车难？本文进行详细分析。

功率半导体在新能源汽车市场价值显著提升 国际大厂垄断主要供货渠道传统内燃机汽车中，电气系统电源通常来源12V蓄电池，功率管理、转换需求在 10kW 以下，低价值量的低压低功率器件即可满足需求， 单车功率半导体总成本约在71美元左右。而混合动力/电动车集成了高压动力电池（通常144V或336V），电机驱动功率为20-150kW。更高的电压、功率需求带动整车主流器件类型从低压 MOSFET、二极管/整流桥转向 IGBT 模块、SiC 以及 SJ MOSFET，单车功率半导体价值因此而提升。

根据Strategy Analytics统计数据，2019年传统内燃汽车中的半导体成本合计金额为338美元，其中功率半导体价值为71美元，占比为21%；而纯电动汽车中的半导体成本合计为704美元，其中功率半导体价值高达387美元，占比显著提升到55%，相比传统内燃汽车，单车价值量提升5倍。

根据Garnter预测，2022年全球半导体收入预计达到6760亿美元，相比2021年增长13.6%。汽车半导体需求快速增长，其中汽车应用市场的器件供应链仍受到限制，这一情况可能会延迟到2023年，尤其是IGBT、微控制器（MCU），电源管理芯片和稳压器。国内供应链消息，2021年起车用半导体中的功率元件、微控制器（MCU）最为缺乏，且直至2022年情况都未见明显改善。

IGBT模块在电动汽车中发挥着至关重要的作用，是电动汽车及充电桩等设备的核心技术部件。IGBT模块占电动汽车成本将近10%，仅次于电池，占充电桩成本约20%。目前全球现阶段IGBT产业中，前五大玩家为英飞凌、三菱、富士电机、安森美和赛米控。据佐思汽研统计，国内 2019 年汽车 IGBT 出货量中，英飞凌处于绝对领先位置，占49.2%；排在第二和第三位分别是比亚迪和斯达，份额分别为 20.0%和16.6%。

目前，IGBT供不应求已有愈演愈烈之势，车规级IGBT的缺口已达50%甚至更高。英飞凌、安森美的IGBT供货周期高达50周。英飞凌首席营销官Helmut Gassel在近期接受媒体采访时表示，包括尚未确认的订单在内，2022年Q1英飞凌积压的订单金额从去年四季度的310亿欧元增长到370亿欧元，这些订单当中超过五成是汽车相关半导体产品，75%的订单在未来12个月才能交货。目前看来，英飞凌的积压订单已超过自身的交付能力。

华润微电子副总裁马卫清表示，产品应用结构在变化，半导体应用转型势在必行，汽车细分市场是功率半导体IDM核心赛道。“国外大厂依靠其产品领衔和应用高端，保持着较好的增长和规模领先。而国内功率器件相关企业是谁先推动市场应用升级与产品优化，谁的资源获得更多，则增长越好。去年我们重点布局了车用的空调和低速电动车产品，预计在2022至2024年重点布局车身及新能源车，争取在2025年在安全及动力系统方面实现突破。”

车用IGBT、MOSFET领域，国产厂商实现哪些突破？行业专家认为，车规级IGBT生产壁垒还是比较高的，主要体现在三个方面：一是产品壁垒；二是工艺壁垒；三是认证周期长、替换成本高、具备经验曲线效应，行业先发优势明显。比如车规级IGBT认证比较严格。车规级IGBT需满足可靠性标准、质量管理标准、功能安全标准，才有资格进入一级汽车厂商的供应链，认证周期一般至少2年。

IGBT 市场长期被英飞凌、富士电机、三菱电机等海外公司垄断。但近两年，由于国外供应链无法满足中国市场需求，本土供应商发展机遇全面显现。特别是以蔚来、小鹏、理想为代表的造车新势力开始转向本土供应商。

国产车载IGBT拐点到来，据统计，2022年第一季度国内出货量前五的功率半导体器件供货商中，已经有三家本土企业上榜。分别是斯达半导体、比亚迪半导体、时代电气，三家合计装机量占比达40%。

国产功率半导体厂商在IGBT领域最新进展

图：电子发烧友根据公开资料制图

比亚迪官网显示，国内供应商中，比亚迪半导体IGBT产能至2021年6月已接近满产，其与时代电气的新增晶圆产线均处于早期建设阶段，没有额外产能释放。比亚迪半导体功率半导体产品中心高级市场经理孙允帅透露，比亚迪半导体基于高密度 Trench FS的 IGBT 5.0 技术已实现量产，IGBT5.0（Trecnch FS IGBT）采用了微沟槽结构及复合场中止技术，实现了超低的导通损耗和开关损耗，并且由于经过极致调教的复合场终止技术，实现了软关断。同时，公司正在积极布局新一代 IGBT 技术，致力于进一步提高 IGBT 芯片的电流密度，提升功率半导体的可靠性，降低产品成本，提高应用系统的整体功率密度。

8月18日，华润微电子发布半年报，公司实现营业收入51.46亿元，同比增长15.51%，净利润13.54亿元，同比增长26.82%，其中IGBT营收同比增长超过七成，实现批量供应汽车空调市场头部客户，在光伏、UPS、充电桩等领域销售额去年同期增长8倍以上。其中光伏IGBT在全球头部客户认证通过并批量供应，市场应用升级成效显著。

华润微表示，2022年上半年行业市场增速放缓，消费电子市场萎缩，但新兴应用领域增幅较大。公司在上半年，在工业、汽车、通信类市场的销售占比进一步提升，预计较年初提高约10个百分点。

马卫清表示，华润微电子未来对车规级的工艺平台做出新规划，主要从四个方面加强车规特色工艺研发。一、深槽隔离（DTI）工艺技术；二、数字隔离工艺技术；三、车规MEMS工艺；四、背面引出型BCD工艺。华润微的特色工艺从原来民用、工控会逐步转向车规。

斯达半导体在IGBT领域，进展顺利。这家公司的2021年财报显示，营业收入达到17.07亿元，同比增长77.22%；实现归属于上市公司股东的净利润3.98亿元。在2021年，斯达半导生产的应用于主电机控制器的车规级IGBT模块持续放量，合计配套超过60万辆新能源汽车，其中A级及以上车型配套超过15万辆，同时公司在车用空调、充电桩、电子助力转向等新能源汽车半导体器件份额进一步提高。斯达半导体还表示，应用于主电机控制器的车规级IGBT模块2021年开始大批量配套海外市场，预计2022年海外市场份额将会进一步提高。

时代电气在2022年第二季度业绩预报中披露，IGBT、SiC产线稳步爬坡，客户端进展持续突破。公司IGBT二期产能利用率已接近90%，相较Q1进一步提升，且良品率已达80%。公司在广汽、理想、小鹏等国内A级车以上品牌进展最为领先。

扬杰科技也表示，产品在汽车电子、清洁能源等新兴应用领域持续快速放量，今年上半年，MOSFET、IGBT、SiC等新品的销售收入同比增长均超过100%。

小结今年半导体应用市场发生结构性变化，消费电子需求下滑，而汽车电子、绿色能源和工业控制等领域保持稳健增长。

行业专家指出，汽车整车厂和Tier1在选择功率半导体供货商主要看两点：一是可靠性和稳定性第一，性能第二；二是具备稳定和长期的供货能力。自有晶圆厂的IDM 厂商士兰微、时代电气、比亚迪半导体、华润微、闻泰科技都被看好。中信证券的预测是，在供需偏紧背景下，国内 IGBT 厂商迎来份额加速提升机遇，2022 年底国产化率有望从20%提升至30%。车用IGBT也会迎来上升期，我们期待国内厂商未来2年在IGBT的中高端市场实现新的突破。

审核编辑：彭静