摘要：近日，工信部在政協(xié)十三屆全國委員會第二次會議第2282號（公交郵電類256號）提案的答復函中提到，將推動我國工業(yè)半導體材料、芯片、器件及IGBT模組產(chǎn)業(yè)發(fā)展。IGBT是BJT和MOSFET組成的復合全控型-電壓驅(qū)動式-功率半導體器件,其自關斷的特征在諸多領域具備不可替代的作用。本文主要介紹國內(nèi)外IGBT現(xiàn)狀。

　　絕緣柵雙極型晶體管（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(qū)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，廣泛應用于 600V 以上的變流系統(tǒng)如交流電機、變頻器、開關電源、牽引系統(tǒng)等領域。IGBT 是能源變換與傳輸?shù)暮诵钠骷軌蛱岣哂秒娦屎唾|(zhì)量，具有高效節(jié)能和綠色環(huán)保的特點。IGBT產(chǎn)業(yè)鏈包括設計、制造、模組等（見圖1）。

　　圖1：IGBT產(chǎn)業(yè)鏈

　　（資料來源：公開資料，五度易鏈行業(yè)研究中心）

設計制造銜接難，IDM成為主流

　　芯片的制造工藝復雜，成本較高，而且設計領域與制造領域各自均有極高的壁壘，最終成就了蘋果、華為、高通等設計巨頭，臺積電、格羅方德、中芯國際等制造巨頭。與芯片不同的是。IGBT基本沒有設計或者制造的巨頭，反而一家企業(yè)發(fā)展到一定的規(guī)模之后基本轉(zhuǎn)型IDM模式，例如中科君芯。

　　IDM模式有兩個優(yōu)點：其一、IGBT是模擬器件，Know How非常重要，上下游的配合度直接影響產(chǎn)品質(zhì)量；其次，IDM企業(yè)有內(nèi)部資源整合優(yōu)勢，這將縮短從設計到制造的時間，提高利潤率，這是主流廠商采用IDM模式的原因。

全球IGBT市場增長，中國市場增速更快

　　IGBT作為功率半導體器件第三次技術(shù)革命的代表性產(chǎn)品，具有高頻率、高電壓、大電流，易于開關等優(yōu)良性能，被業(yè)界譽為功率變流裝置的CPU，廣泛應用于軌道交通、航空航天、船舶驅(qū)動、智能電網(wǎng)、新能源、交流變頻、風力發(fā)電、電機傳動、汽車等強電控制等產(chǎn)業(yè)領域。隨著軌道交通為代表的新興產(chǎn)業(yè)市場崛起，全球IGBT市場逐年上升，2010年全球規(guī)模30.36億美元，該數(shù)字2018年為58.26億，復合增長率9.8%，中國市場規(guī)模同期增速為18.2%（見圖2）。

　　圖2全球/中國IGBT市場規(guī)模

　　（資料來源：公開資料，五度易鏈行業(yè)研究中心）

　　中國市場規(guī)模增長較快，其中軌道交通和電動汽車增長最為明顯。軌道交通方面，中國城市軌道交通運營里程從2013年的2408公里增長到2018年6035公里，軌道交通規(guī)模的擴張為其上游IGBT的發(fā)展帶來極大需求。此外，電動汽車的發(fā)展是驅(qū)動中國IGBT市場發(fā)展的另一個重要原因，2011年中國電動汽車銷量僅8千輛，2018年銷量達125.6萬輛，增速可觀（見圖3）。

　　圖3 中國電動汽車（包括混合動力）銷量圖

　　（資料來源：公開資料，五度易鏈行業(yè)研究中心）

全球市場集中度高，國內(nèi)產(chǎn)量不足

　　全球IGBT行業(yè)市場集中度高，當中2017年英飛凌（Infineon）占全球市場份額的27.1%；三菱（Mitsubishi）市場占有率為16.4%；日本富士電機（Fuji Electric）市場占有率為10.7%，2017年全球前五大生產(chǎn)商占據(jù)市場總量的67.5%（見圖4）. 從電壓上分類，英飛凌占據(jù)了600-1700V范圍中IGBT的頭把交椅，而恩智浦則是占據(jù)了低壓 IGBT 的市場第一，2500V以上的高壓則主要由三菱提供，中國中車受益于高鐵對大功率IGBT的需求在4500V以上的產(chǎn)品上市場份額位列全球第五。 整體來講，中國IGBT產(chǎn)業(yè)非常薄弱。

　　圖4 2017年全球IGBT市占比

　　（資料來源：2018英飛凌年報，五度易鏈行業(yè)研究中心）

　　國內(nèi)IGBT設計領域已有一定基礎，但與國際水平仍有很大差距，目前國內(nèi)IGBT設計廠商體量偏小，主要有中科君芯、嘉興斯達、吉林華微斯帕克、臺基股份、南京銀茂、寧波達新、上海浦巒等。國內(nèi)IGBT設計技術(shù)的主要來源有兩條途徑：其一，來源于外企人員的回流，如斯達、南京銀茂、普巒半導體等；其二，來源于國外合作，如比亞迪、吉林華微等。目前看我國國產(chǎn)IGBT在逐步增長，但是仍存在很大的需求缺口，2018年國產(chǎn)IGBT1115萬只，需求量達到7898萬只（見圖5）。主要是國內(nèi)IDM企業(yè)與國際巨頭差距較大，目前我國IGBT 優(yōu)秀企業(yè)不多，南車時代、比亞迪等均主要為自己的高鐵和新能源汽車做配套，華微電子屬于國內(nèi)在消費類IGBT 市場的龍頭企業(yè)，此前主要產(chǎn)品是第四代產(chǎn)品，和國際龍頭差距較大。

　　圖5 我國IGBT產(chǎn)量和需求量

　　（資料來源：公開資料，五度易鏈行業(yè)研究中心）

結(jié)語

　　IGBT是能源變換與傳輸?shù)暮诵钠骷洳痪邆浞糯蟮淖饔茫窃趯ㄅc阻斷切換，是名副其實的高級開關。IGBT與芯片行業(yè)有別，設計與制造的銜接的重要性決定了主流企業(yè)基本是IDM形式。從2010年起，全球IGBT市場逐步增長，中國市場受下游需求刺激增速更快。但整體上主要的份額被外資廠商占據(jù)，全球市場集中度高，國內(nèi)產(chǎn)量不足。