近年來，在電動車、光伏風電、變頻家電等下游需求拉動下，IGBT行業(yè)保持快速增長態(tài)勢，但上游產業(yè)鏈擴產速度明顯跟不上市場需求。供應鏈消息顯示，目前IGBT缺貨已高達50周以上，供需缺口已經拉長到50%以上，市場部分料號供貨周期更是拉到了60周。行業(yè)發(fā)出預警，IGBT或將成為今年下半年汽車生產的瓶頸。

 

 

IGBT是什么

IGBT是一種大功率的電力電子器件，是能源轉換與傳輸的核心器件，也是電力電子裝置的“CPU”。采用IGBT進行功率變換，能夠提高用電效率和質量，具有高效節(jié)能和綠色環(huán)保的特點，是解決能源短缺問題和降低碳排放的關鍵支撐技術。

 

IGBT的應用領域很廣，如工業(yè)領域中的變頻器，家用電器領域的變頻空調、洗衣機、冰箱，軌道交通領域的高鐵、地鐵、輕軌，軍工航天領域的飛機、艦艇以及新能源領域的新能源汽車、風力發(fā)電等。

 

此外，IGBT模塊在電動汽車中發(fā)揮著至關重要的作用，是電動汽車及充電樁等設備的核心技術部件。IGBT模塊占電動汽車成本將近10%，僅次于電池，占充電樁成本約20%。

 

車規(guī)級IGBT為何缺

當前，車規(guī)級IGBT行業(yè)下游主要面向新能源汽車。從上游來看，原材料缺。隨著5G商用以及疫情宅經濟加速推動社會數字化轉型，新能源車、家電、數碼等終端設備市場起暖，帶動半導體需求增長，目前各大晶圓代工廠商均產能滿載。受益于新能源汽車和充電樁需求的快速提升，有媒體表示，預計2025年全球車規(guī)級IGBT模塊所需的8寸晶圓量達169萬片，較2020年增長5.4倍，晶圓制造需求缺口巨大。

 

從下游來看，需求旺。根據我國《新能源汽車產業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021—2035年）》提出新能源汽車發(fā)展愿景，計劃到2025年，國內新能源汽車滲透率達到20%。國際上，歐洲多國二氧化碳限排政策，新能源汽車補貼政策雙管齊下，以應對全球氣候變暖的壓力，汽車電動化路線愈加明顯。在歐盟，ACEA汽車溫室氣體排放協(xié)議規(guī)定，到2030年以前， 汽車二氧化碳排放量需低于每公里59克。根據英飛凌測算，歐盟新能源汽車滲透率將在2030達到40%。

 

根據汽車工業(yè)協(xié)會數據，2021年1-11月，我國新能源汽車產銷分別完成302.3、299萬輛，大幅增長167.4%、166.8%。

 

 

此外，智研咨詢發(fā)布的《2021-2027年中國車規(guī)級IGBT行業(yè)市場深度分析及投資趨勢分析報告》顯示：受益于下游市場需求的強勢拉動，我國車規(guī)級IGBT生產布局加速。2020年行業(yè)產量達到40萬套，較2019年22萬套增長81.8%。近幾年我國車規(guī)級IGBT行業(yè)產量情況如下圖所示：

 

 

 

車規(guī)級IGBT生產的三大壁壘

產品壁壘：車規(guī)級 IGBT 需具備使用壽命長、故障率低、抗震性高等嚴格要求，能適 應“極熱”“極冷”的高低溫工況、粉塵、鹽堿等惡劣的工況環(huán)境，承受頻繁啟停帶來的電流頻繁變化，對產品要求極高。

 

工藝壁壘：車規(guī)級 IGBT 設計時需保證開通關斷、 抗短路和導通壓降三者的平衡，參數優(yōu)化特殊復雜。生產制造時薄片工藝容易碎裂、正 面金屬熔點限制導致退火溫度控制難度大。此外，IGBT 模塊封裝的焊接和鍵合環(huán)節(jié)技 術要求同樣較高。

 

認證周期長、替換成本高、具備經驗曲線效應，行業(yè)先發(fā)優(yōu)勢明顯。

 

1. 車規(guī)級IGBT需滿足可靠性標準、質量管理標準、功能安全標準，才有資格進入一級汽車廠商的供應鏈，認證周期一般至少2年。

 

2. 由于IGBT模塊是汽車中的關鍵部件，下游廠商出于安全性、可靠性的考慮，替換時往往呈謹慎態(tài)度，只有經過大量驗證測試并通過綜合評定后，才會做出大批量采購決策，替換成本高。

 

3. IGBT業(yè)務需要長期的經驗積累才能達到良好的know-how水平。

 

4. IGBT行業(yè)屬于資本密集型行業(yè)，生產、測試設備基本需要進口。此外，對IGBT生產企業(yè)的流動資金需求量也較大，新進入者在前期往往面臨投入大、產出少的情況，需要較強的資金實力作后盾，才能持續(xù)進行產品的研發(fā)、生產和銷售。綜合來看，IGBT行業(yè)中的先行企業(yè)具有明顯的先發(fā)優(yōu)勢。

 

 

 

主流大廠已停止接單

近日有業(yè)內人士表示，目前IGBT已出現交貨緊張情況，“從交貨周期看，已全線拉長到50周以上，個別料號周期更長。”同時，富昌電子等分銷商官網也顯示，42條物料貨期在45周及以上，部分分銷商的部分料號貨期甚至拉長到了60周。

 

為了應對這一市場現狀，國內外IGBT廠商都在積極擴產。

 

國內供應商中，比亞迪半導體IGBT產能至2021年6月即接近滿產，其與時代電氣的新增晶圓產線均處于早期建設階段，沒有額外產能釋放。在這樣的背景下，華虹半導體、積塔半導體、士蘭微、華潤微，甚至是中芯紹興等產業(yè)鏈企業(yè)也加入到車規(guī)級IGBT生產中來。

 

“國內企業(yè)切入車規(guī)級IGBT的時間并不長，目前華虹半導體的產能也很吃緊。”業(yè)內人士認為，短期內，本土企業(yè)新增的車規(guī)級IGBT產能仍難以形成效應。

 

不僅如此，國際大廠的擴產進度也跟不上市場需求，國外研發(fā)IGBT器件的公司主要有英飛凌、ABB、三菱、西門康、東芝、富士等，目前均有擴產。

 

英飛凌的12吋晶圓產線已經開始投產，但產能仍在爬坡中，前期產能為2萬-3萬片/月，目前擴產比重約為10%，無法滿足市場對IGBT的增量需求；產能預計要到2023年-2024年才能達到8萬片/月以上。

 

而安森美和ST的擴產計劃相對慢些，業(yè)內人士認為，“目前沒有看到明顯擴產，今年功率器件領域擴產比重預計為5%左右。”

 

安森美深圳公司的G先生也表示，“我們對大客戶都是采取直供模式，且2年一簽，我們現在的產能剛好能滿足已簽訂單的需求。目前我們今年、明年的訂單都已經全部訂出去了，我們現在已經不接單了。沒有足夠的產能，接單也無法交付，還要面臨違約的風險。不僅是我們，其他主要供應商也面臨這樣的情況。”

 

從停止接單的動作也可以看出，國際大廠根本無力應對車規(guī)級IGBT的市場需求，或許等上述廠商的擴產產能開出才能緩解這一現狀。

 

 

 

IGBT缺貨或延續(xù)至2023 H2

有機構表示，結合供需測算以及產業(yè)調研，IGBT供需偏緊格局有望延續(xù)至2023 H2。

 

機構稱，基于對全球IGBT晶圓供需格局的測算，2020~2023年全球IGBT晶圓層面的供需比分別為1.01/0.84/0.84/0.95。其中2020年全球IGBT產業(yè)整體保持供需平衡狀態(tài)，2021年電動車、新能源發(fā)電、工控、變頻家電等下游對IGBT需求快速增加，但同時IGBT產能增加有限，導致供需比降至0.84；同時，前期原廠、渠道、客戶端的庫存保障了下游行業(yè)的正常運轉，但整體保持供需偏緊狀態(tài)，導致供需比仍維持0.84，預計2022年全年IGBT供需仍將持續(xù)緊張。結合供需測算以及產業(yè)調研，本輪IGBT供需偏緊格局有望延續(xù)至2023年。