摘要：IGBT被譽為電力電子行業(yè)的“CPU”，其應用廣泛，深入電機節(jié)能、軌道交通、新能源汽車等多個關鍵領域。尤其在軌道交通領域，IGBT技術已取得重大突破。而在新能源汽車領域，IGBT更是電控系統(tǒng)和直流充電樁不可或缺的核心器件。近年來，隨著技術的進步和市場需求的激增，我國IGBT產量呈現(xiàn)迅猛增長的態(tài)勢。2022年中國IGBT產量達3058萬只，同比增長18.53%。未來，隨著國產替代的深入推進，我國IGBT行業(yè)將迎來更加廣闊的發(fā)展前景，為電力電子行業(yè)的持續(xù)繁榮做出重要貢獻。

一、定義及分類

絕緣柵雙極晶體管（簡稱IGBT）是由BJT（雙極型三極管）和MOS（絕緣柵型場效應管）組成的復合全控型電壓驅動式功率半導體器件，兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導通壓降兩方面的優(yōu)點，非常適合應用于直流電壓為600V及以上的變流系統(tǒng)如交流電機、變頻器、開關電源、照明電路、牽引傳動等領域。絕緣柵雙極晶體管按照產品集成度形式不同可分為IGBT芯片、FRD芯片、IGBT單管、IGBT模塊、IPM模塊。

二、行業(yè)政策

1、主管部門和監(jiān)管體制

絕緣柵雙極晶體管行業(yè)主管部門為工信部。工信部負責提出新型工業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略和政策，協(xié)調解決新型工業(yè)化進程中的重大問題，推進產業(yè)結構戰(zhàn)略性調整和優(yōu)化升級；制定并組織實施工業(yè)、通信業(yè)的行業(yè)規(guī)劃、計劃和產業(yè)政策；監(jiān)測分析工業(yè)、通信業(yè)運行態(tài)勢，統(tǒng)計并發(fā)布相關信息，進行預測預警和信息引導；指導行業(yè)技術創(chuàng)新和技術進步，以先進適用技術改造提升傳統(tǒng)產業(yè)等。

絕緣柵雙極晶體管行業(yè)自律協(xié)會是中國半導體行業(yè)協(xié)會。中國半導體行業(yè)協(xié)會主要負責貫徹落實政府有關的政策、法規(guī)，向政府業(yè)務主管部門提出本行業(yè)發(fā)展的經濟、技術和裝備政策的咨詢意見和建議；做好信息咨詢工作；調查、研究、預測本行業(yè)產業(yè)與市場，匯集企業(yè)要求，反映行業(yè)發(fā)展呼聲；廣泛開展經濟技術交流和學術交流活動；開展國際交流與合作；制（修）訂行業(yè)標準、國家標準及推薦標準等任務。

2、行業(yè)相關政策

近年來，中國政府出臺了一系列政策措施，鼓勵和支持絕緣柵雙極晶體管等功率半導體器件的研發(fā)和應用。2023年1月，工信部等六部門印發(fā)《關于推動能源電子產業(yè)發(fā)展的指導意見》，提出面向光伏、風電、儲能系統(tǒng)、半導體照明等，發(fā)展新能源用耐高溫、耐高壓、低損耗、高可靠IGBT器件及模塊，SiC、GaN等先進寬禁帶半導體材料與先進拓撲結構和封裝技術，新型電力電子器件及關鍵技術。該政策明確了絕緣柵雙極晶體管發(fā)展方向，并推動絕緣柵雙極晶體管行業(yè)在技術創(chuàng)新方面取得更大突破，提升產品的性能和可靠性，滿足新能源領域對高效、可靠電子電力器件的需求。

三、發(fā)展歷程

絕緣柵雙極晶體管經歷多年發(fā)展，已經發(fā)展至第七代，各方面性能不斷優(yōu)化，襯底從PT穿通，NPT非穿通到FS場截止，柵極從平面到Trench溝槽，最后到第七代的精細Trench溝槽。隨著技術的升級，芯片面積、工藝線寬、通態(tài)功耗、關斷時間、開關功耗均不斷減小，斷態(tài)電壓由第一代的600V升至第七代7000V。

四、行業(yè)壁壘

1、技術壁壘

絕緣柵雙極晶體管作為電力電子領域的核心器件，其設計與制造涉及復雜的技術和工藝。目前，IGBT的核心技術主要掌握在發(fā)達國家的企業(yè)手中，尤其是高電壓、大電流的IGBT產品，其設計和制造難度更高。中國企業(yè)在IGBT的芯片設計、材料選擇、工藝控制等方面與發(fā)達國家相比還存在一定的差距。此外，IGBT的應用領域廣泛，如新能源汽車、軌道交通、智能電網(wǎng)等，這些領域對IGBT的性能和可靠性要求極高，進一步加大了技術壁壘。

2、市場壁壘

由于IGBT產品的特殊性，其市場需求具有一定的集中性和穩(wěn)定性。國際知名企業(yè)在全球范圍內建立了完善的銷售網(wǎng)絡和客戶關系，占據(jù)了較大的市場份額。中國企業(yè)進入國際市場時，需要面對激烈的競爭和復雜的貿易環(huán)境。同時，國內IGBT市場也呈現(xiàn)出一定的寡頭壟斷態(tài)勢，新進企業(yè)難以獲得市場份額。

3、產業(yè)生態(tài)壁壘

IGBT產業(yè)的發(fā)展需要完善的產業(yè)鏈和生態(tài)系統(tǒng)支持，包括原材料供應、設備制造、封裝測試等環(huán)節(jié)。目前，全球IGBT產業(yè)鏈已經形成了較為穩(wěn)定的格局，發(fā)達國家的企業(yè)在產業(yè)鏈上游擁有較強的議價能力和話語權。中國企業(yè)要想在IGBT領域取得突破，需要構建完整的產業(yè)鏈和生態(tài)系統(tǒng)，實現(xiàn)自主可控。

五、產業(yè)鏈

1、行業(yè)產業(yè)鏈分析

絕緣柵雙極晶體管產業(yè)鏈上游主要為原材料和設備供應商，其中原材料主要為硅片、光刻膠、封裝材料等，設備主要為工藝制造設備和檢測設備等；產業(yè)鏈中游為絕緣柵雙極晶體管生產制造商；產業(yè)鏈下游應用領域包括工業(yè)控制、消費電子、家電、新能源汽車、智能電網(wǎng)等。

絕緣柵雙極晶體管行業(yè)產業(yè)鏈

硅片

隆基綠能科技股份有限公司

中環(huán)新能源科技股份有限公司

晶科能源股份有限公司

晶澳太陽能科技股份有限公司

光刻膠

晶瑞電子材料股份有限公司

江蘇雅克科技股份有限公司

北京科華微電子材料有限公司

江蘇南大光電材料股份有限公司

封裝材料

宏昌電子材料股份有限公司

上海新陽半導體材料股份有限公司

寧波康強電子股份有限公司

深圳丹邦科技股份有限公司

工藝制造設備

應用材料公司

株式會社日立高新技術

上海微電子裝備(集團)股份有限公司

華海清科股份有限公司

上游

英飛凌科技公司

三菱電機集團公司

斯達半導體股份有限公司

比亞迪半導體股份有限公司

中游

工業(yè)控制

消費電子

家電

新能源汽車

下游

2、行業(yè)領先企業(yè)分析

（1）斯達半導體股份有限公司

斯達半導體股份有限公司長久以來深耕于IGBT、快恢復二極管、SiC等功率芯片的設計與制造工藝，以及IGBT、MOSFET、SiC等功率模塊的研制與測試領域。公司的產品以卓越的性能，廣泛應用于新能源、新能源汽車、工業(yè)控制及電源、白色家電等諸多領域，為眾多行業(yè)提供了穩(wěn)定可靠的功率解決方案。2023年前三季度，斯達半導營業(yè)收入為26.19億元，同比增長39.72%；歸母凈利潤為6.58億元，同比增長11.53%。在新能源汽車領域，斯達半導生產的適用于主電機控制器的車規(guī)級IGBT模塊持續(xù)放量，為新能源汽車的高效、穩(wěn)定運行提供了有力保障。在光伏儲能方面，公司更是基于第七代微溝槽Trench Field Stop技術，成功研發(fā)出適用于光儲行業(yè)的IGBT芯片以及模塊，并已開始批量供貨。這一技術突破不僅提升了光伏儲能系統(tǒng)的效率與穩(wěn)定性，也使斯達半導成為全球光伏和儲能行業(yè)的重要戰(zhàn)略供應商，進一步鞏固了公司在功率半導體行業(yè)的領先地位。

（2）杭州士蘭微電子股份有限公司

杭州士蘭微電子股份有限公司，作為國內領先的綜合型半導體設計與制造（IDM）企業(yè)，其在功率半導體領域的成就尤為矚目。公司主打的功率半導體產品包括IGBT、超結MOSFET以及高密度溝槽柵MOSFET等，更在超薄片槽柵IGBT的研發(fā)上取得了重要突破。2023年前三季度，士蘭微營業(yè)收入為69.00億元，同比增長10.49%；歸母凈利潤為-1.89億元，同比下降124.44%。公司加大對模擬電路、IGBT器件、IPM智能功率模塊、PIM功率模塊、碳化硅功率模塊等產品在大型白電、通訊、工業(yè)、新能源、汽車等高門檻市場的推廣力度，帶動公司總體營收保持了較快的增長勢頭。與此同時，歸母凈利潤大幅下滑主要系公司持有的其他非流動金融資產中昱能科技、安路科技股票價格下跌，導致其公允價值變動產生稅后凈收益下降。

六、行業(yè)現(xiàn)狀

IGBT被譽為電力電子行業(yè)的“CPU”，其應用廣泛，深入電機節(jié)能、軌道交通、新能源汽車等多個關鍵領域。尤其在軌道交通領域，IGBT技術已取得重大突破。而在新能源汽車領域，IGBT更是電控系統(tǒng)和直流充電樁不可或缺的核心器件。近年來，隨著技術的進步和市場需求的激增，我國IGBT產量呈現(xiàn)迅猛增長的態(tài)勢。2022年，中國IGBT產量達3058萬只，同比增長18.53%。IGBT作為我國重大科技突破專項中的重點扶持項目，承載著國家對于核心元器件國產化的殷切期望。基于國家相關政策中提出的國產化要求，IGBT行業(yè)正迎來國產替代的重要機遇。這一趨勢不僅為國內IGBT企業(yè)提供了廣闊的市場空間，更是推動行業(yè)技術創(chuàng)新和產業(yè)升級的重要驅動力。未來，隨著國產替代的深入推進，我國IGBT行業(yè)將迎來更加廣闊的發(fā)展前景，為電力電子行業(yè)的持續(xù)繁榮做出重要貢獻。

七、發(fā)展因素

1、機遇

（1）各類新產業(yè)發(fā)展推動市場需求持續(xù)旺盛

以物聯(lián)網(wǎng)為代表的新需求所帶動的如云計算、人工智能、大數(shù)據(jù)等新應用的興起，逐漸成為IGBT行業(yè)新一代技術變革動力。同時，新能源驅動的智能汽車已經成為萬物互聯(lián)的關鍵節(jié)點，隨著智能汽車復雜程度的提高，智能汽車網(wǎng)聯(lián)化、智能化以及電動化程度進一步提升，新能源汽車行業(yè)對汽車IGBT元件的需求勢必會大幅增長，因此汽車板塊對半導體產業(yè)而言屬于推動其長期發(fā)展的新引擎。IGBT下游應用領域的不斷延展帶動了市場需求的持續(xù)旺盛。

（2）全球半導體產業(yè)資源轉移大趨勢下的進口替代市場機遇

IGBT行業(yè)目前呈現(xiàn)專業(yè)分工深度細化、細分領域高度集中的特點。全球IGBT行業(yè)正經歷第巨變，產業(yè)資源正處于向中國大陸和東南亞等地區(qū)轉移的進程之中，產業(yè)轉移是市場需求和資本驅動的綜合結果。中國擁有全球最大且增速最快的IGBT消費市場，巨大的下游市場配合積極的國家產業(yè)政策與活躍的社會資本，正在全方位、多角度地支持國內IGBT行業(yè)發(fā)展。隨著IGBT產業(yè)鏈相關技術的不斷突破，加之我國在物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、新能源汽車等下游市場走在世界前列，有望在更多細分市場實現(xiàn)進口替代。

（3）政策支持

IGBT行業(yè)作為信息產業(yè)中的基礎和核心部分，是關系國民經濟和社會發(fā)展全局的基礎性、先導性和戰(zhàn)略性產業(yè)，對國家安全有著舉足輕重的戰(zhàn)略意義。發(fā)展我國IGBT相關產業(yè)，是我國成為世界制造強國的必由之路。近年來，國家各部門相繼推出了一系列優(yōu)惠政策，鼓勵和支持IGBT行業(yè)發(fā)展。在政策的推動下，中國IGBT行業(yè)將迎來更加廣闊的發(fā)展空間。

2、挑戰(zhàn)

（1）資金投入巨大

IGBT行業(yè)從前期產線建設，設備投入到工藝研發(fā)，都需要大量的資金投入，大多數(shù)企業(yè)的資金實力無法滿足動輒數(shù)十億甚至上百億美元的生產線投入。產線建成以后，企業(yè)還需要維持較高的研發(fā)投入來豐富產品類型以應對下游客戶多樣化的需求，并為優(yōu)質人才提供有競爭力的薪酬，這對行業(yè)內公司的資金實力和資源調配能力形成了一定的挑戰(zhàn)。

（2）與具備頂尖技術水平的國際龍頭企業(yè)仍有一定差距

盡管國內企業(yè)在IGBT技術上取得了一定進步，但與國外先進水平相比，仍存在較大差距。這主要體現(xiàn)在芯片設計、制造工藝、封裝測試等方面。技術差距導致國內IGBT產品在性能、可靠性和壽命等方面難以與國外產品競爭，限制了其在高端領域的應用。

（3）產業(yè)鏈完善程度不足

IGBT產業(yè)鏈涉及芯片設計、制造、封裝、測試等多個環(huán)節(jié)，需要各環(huán)節(jié)之間緊密協(xié)作，形成完整的產業(yè)鏈。然而，目前中國IGBT產業(yè)鏈上游原材料和設備供應主要依賴進口，下游應用領域也相對有限，這制約了行業(yè)的整體發(fā)展。

八、競爭格局

我國IGBT產業(yè)起步較晚，市場主要被國外企業(yè)壟斷。數(shù)據(jù)顯示，行業(yè)前三名企業(yè)的市場份額合計達51%。其中英飛凌占比最多，達27%；三菱排名第二，占比14%；安森美占比10%，位居第三。本土企業(yè)中，士蘭微在全球IGBT單管及IPM市占率達到3.5%、2.2%，均位列全球第八；斯達半導在全球IGBT模塊市占率達3.0%，位列全球第六。

九、發(fā)展趨勢

1、模塊化、集成化的技術發(fā)展趨勢

隨著IGBT應用場景不斷拓展，下游產品對其電能轉換效率、穩(wěn)定性、高壓大功率需求及復雜度提出了更高要求。IGBT的組裝模塊化和集成化能有效滿足上述要求，有助于優(yōu)化客戶使用體驗并保障產品配套性和穩(wěn)定性，IGBT的組裝模塊化和集成化將成為行業(yè)技術發(fā)展的主流趨勢。同時，隨著工藝技術的不斷升級，更高性能、更小體積的IGBT為模塊化和集成化創(chuàng)造了技術條件。

2、市場應用拓展將為IGBT行業(yè)帶來新的增長點

新能源汽車、電力電子、工業(yè)自動化等領域是IGBT的主要應用領域，隨著這些領域的快速發(fā)展，IGBT的市場需求將持續(xù)增長。特別是新能源汽車市場，隨著政策推動和消費者認知度的提高，其市場規(guī)模將不斷擴大，為IGBT行業(yè)提供巨大的市場空間。此外，IGBT在智能電網(wǎng)、風電、光伏等新能源領域的應用也將不斷拓展，為行業(yè)帶來新的發(fā)展機遇。

3、可持續(xù)發(fā)展和綠色制造

隨著環(huán)境保護意識的增強和政府政策的支持，企業(yè)在生產過程中需要更加注重節(jié)能減排和資源利用效率，推動綠色制造和可持續(xù)發(fā)展。未來，行業(yè)將逐步轉向綠色、低碳的生產模式，推動循環(huán)經濟和資源綜合利用，同時加強環(huán)境保護和社會責任，實現(xiàn)經濟效益和社會效益的雙贏。