中國IGBT市場非常廣闊，IGBT行業(yè)國產(chǎn)化率正在快速提升

IGBT一直被視為電力領(lǐng)域的“CPU”，是光伏、風(fēng)力發(fā)電逆變器的核心元器件。

在全球“碳中和、碳達(dá)峰”的大趨勢下，能源的產(chǎn)生、消耗結(jié)構(gòu)發(fā)生巨變，光伏發(fā)電、風(fēng)電、新能源汽車、儲能以及充電樁等新能源需求，都在推動IGBT市場蓬勃發(fā)展。

中國新能源產(chǎn)業(yè)在全球可謂舉足輕重的存在，中國光伏行業(yè)占全球八成產(chǎn)能，風(fēng)電和光伏發(fā)電累計裝機(jī)，在全球占比均超過三分之一。中國新能源汽車銷量超過全球的六成。

在這些優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)的加持下，中國已經(jīng)是全球最大的IGBT需求市場，約占全球四成，市場銷售規(guī)模復(fù)合年均增長率，遠(yuǎn)超全球平均水平。

分析人士指出，原材料上漲，疊加疫情，近年來海外廠商擴(kuò)產(chǎn)普遍謹(jǐn)慎，導(dǎo)致IGBT供給緊缺，價格不斷上漲，同時，受益于國內(nèi)新能源上下游需求爆發(fā)，為IGBT國產(chǎn)化提供了非常好的契機(jī)。

以技術(shù)創(chuàng)新為國產(chǎn)IGBT打開新局面

中國IGBT雖然市場非常廣闊，但是卻長期為國際廠商所壟斷，國產(chǎn)化率還非常低，2019年僅12%，并且基本集中在中低端市場，在光伏風(fēng)電與儲能領(lǐng)域，2020年的IGBT國產(chǎn)化率更是接近于零。

業(yè)內(nèi)人士表示，IGBT制造非常依賴技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的積累，以及行業(yè)人才的培養(yǎng)，國產(chǎn)替代的突破并不容易。但是在各種因素推動下，不少中國廠商已經(jīng)在IGBT領(lǐng)域取得了關(guān)鍵性的突破，其中賽晶科技新產(chǎn)品在中高端市場的突破，更是成為了啃硬骨頭的擔(dān)當(dāng)。

中國廣袤的市場腹地，為這些領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)的國產(chǎn)替代，提供了巨大的驅(qū)動力，同時，豐富的工程師供給，海外人才的回流，都已經(jīng)為國產(chǎn)替代提供了非常好的土壤，IGBT行業(yè)國產(chǎn)化率正在快速提升。

中國IGBT芯片企業(yè)技術(shù)布局情況

中國IGBT產(chǎn)品與國際巨頭英飛凌、三菱電機(jī)等差距在10年以上，步入第5代后，預(yù)計差距將縮短為10年，第6/7代產(chǎn)品差距將在5年以內(nèi)。從中國IGBT芯片行業(yè)代表性企業(yè)從技術(shù)格局來看，斯達(dá)半導(dǎo)應(yīng)用第七代IGBT技術(shù)，電壓覆蓋范圍為100-3300V;布局第六代IGBT技術(shù)，電壓覆蓋范圍為360-1350V;士蘭微、時代電氣、宏微科技應(yīng)用第五代IGBT技術(shù);主要應(yīng)用第四代IGBT技術(shù)。

中國IGBT芯片行業(yè)技術(shù)趨勢：IGBT主要有三個發(fā)展方向

從行業(yè)整體發(fā)展規(guī)律而言，IGBT發(fā)展趨勢主要是降低損耗和降低成本。

從結(jié)構(gòu)上講，IGBT主要有三個發(fā)展方向：

1)IGBT縱向結(jié)構(gòu)：非透明集電區(qū)NPT型、帶緩沖層的PT型、透明集電區(qū)NPT型和FS電場截止型;

2)IGBT棚極結(jié)構(gòu)：平面棚機(jī)構(gòu)、Trench溝槽型結(jié)構(gòu);

3)硅片加工工藝：外延生長技術(shù)、區(qū)熔硅單晶。

中國IGBT芯片行業(yè)科研投入水平：研發(fā)費(fèi)用占營業(yè)收入比重整體不超過15%

以宏微科技、斯達(dá)半導(dǎo)、士蘭微、時代電氣為主要代表企業(yè)分析，2018-2021年，我國IGBT芯片行業(yè)研發(fā)費(fèi)用從0.1元到19億元不等，研發(fā)費(fèi)用占營業(yè)收入比重整體不超過15%。其中，時代電氣在科研投入規(guī)模和占比均位于行業(yè)前列，2021年，公司研發(fā)投入為17.85億元，占收入比重的11.81%。

 IGBT模塊清洗：

汽車IGBT模塊、功率器件和半導(dǎo)體封裝前通常會使用助焊劑和錫膏等作為焊接輔料，這些輔料在焊接過程或多或少都會有部分殘留物，還包括制程中沾污的指印、汗液、角質(zhì)和塵埃等污染物。同時，汽車IGBT模塊、功率器件和半導(dǎo)體的引線框架組裝了鋁、銅、鉑、鎳等敏感金屬等相當(dāng)脆弱的功能材料。這些敏感金屬和特殊功能材料對清洗劑的兼容性提出了很高的要求。一般情況下，材料兼容性不好的清洗劑容易使敏感材料氧化變色或溶脹變形或脫落等產(chǎn)生不良現(xiàn)象。合明科技自主研發(fā)的汽車IGBT模塊、功率器件和半導(dǎo)體水基清洗劑則是針對引線框架、汽車IGBT模塊、功率半導(dǎo)體器件焊后清洗開發(fā)的材料兼容性好、清洗效率高的環(huán)保水基清洗劑。將汽車IGBT模塊焊錫膏清洗干凈的情況下避免敏感材料的損傷。