功率半導(dǎo)體井噴：IGBT模塊主流廠商與產(chǎn)品

功率器件產(chǎn)品線主要包括IGBT、MOSFET、晶閘管、二極管與TVS等，其中IGBT集成度最高，結(jié)構(gòu)最復(fù)雜，同硅基材料中能承受最高的工作電壓，具有最高價值量。目前國外IGBT主要廠商有英飛凌、富士電機、賽米控等，而國內(nèi)IGBT主要廠商有斯達半導(dǎo)體、中車、廣東芯聚能、宏微科技等。目前國內(nèi)外IGBT實力相差懸殊，但隨著新基建、新能源汽車等發(fā)展，國內(nèi)IGBT已經(jīng)初具規(guī)模，并在不斷縮小與國外廠商的差距。

IGBT供不應(yīng)求，行業(yè)持續(xù)向好發(fā)展，IGBT下游產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，對IGBT需求持續(xù)增長，近年來全球市場與中國市場均保持增長態(tài)勢。

根據(jù)英飛凌年報披露，2016-2018年，全球IGBT市場規(guī)模分別達到 45.1、52.6、62.2 億美元，同比增速分別為6.6%、16.5%、18.4%，全球市場加速增長；國內(nèi)IGBT市場持續(xù)向好發(fā)展，2019 年市場規(guī)模達155億，同比增長6.4%。

全球IGBT市場規(guī)模

其中IGBT模塊市場也出現(xiàn)增長，根據(jù)IHSMarkit 2018年報告統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2017年全球IGBT 模塊市場約為47.9億美金。根據(jù)集邦咨詢《2019中國IGBT產(chǎn)業(yè)發(fā)展及市場報告》顯示，2017年中國IGBT 市場規(guī)模預(yù)計為128億人民幣，2018年中國IGBT 市場規(guī)模預(yù)計為153億人民幣，相較2017年同比增長19.91%。受益于新能源汽車和工業(yè)領(lǐng)域的需求大幅增加，中國IGBT市場規(guī)模仍將持續(xù)增長，到2025 年，中國IGBT市場規(guī)模將達到522 億人民幣，年復(fù)合增長率達19.11%。

目前IGBT 市場仍主要被境外企業(yè)壟斷，且構(gòu)成競爭的企業(yè)不超過10 家。根據(jù)IHSMarkit 2018 年報告統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，IGBT 模塊前十大供應(yīng)商占據(jù)市場份額超過75%。

總體來看，目前國內(nèi)IGBT產(chǎn)業(yè)處在快速發(fā)展階段，已經(jīng)形成了相對完整的IGBT產(chǎn)業(yè)鏈。未來隨著國內(nèi)新能源車的放量，中國IGBT企業(yè)將迎來快速發(fā)展及進口替代的良好機遇。

1、英飛凌科技公司（Infineon Technologies）

英飛凌科技公司的前身是西門子集團的半導(dǎo)體部門，是全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體公司之一。公司的主營業(yè)務(wù)涉及汽車、芯片卡與安全、工業(yè)電源控制和電源管理四個方面。英飛凌科技公司作為行業(yè)龍頭，是IGBT 技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者，根據(jù)IHSMarkit 2018年報告，2017 年全球市場占有率為22.40%，對于低電壓、中電壓和高電壓IGBT領(lǐng)域，英飛凌均占據(jù)領(lǐng)先地位。

主要產(chǎn)品有HybridPACK DSC S2，通過在HybridPACK DSC模塊上配備EDT2技術(shù)，這個芯片組具備750 V阻斷電壓，屬于市場主流的電壓級別，但是電流能力略低，不過可以采用多模塊并聯(lián)的方案來提升總體性能。表現(xiàn)出基準(zhǔn)電流密度、強大的短路耐受能力和優(yōu)異的輕載功率損耗。DSC S2產(chǎn)品采用成熟的雙面散熱封裝概念，并且可以提供芯片結(jié)溫最高達175°C的短期運行能力。通過芯片技術(shù)升級和提高芯片工作溫度，相比于現(xiàn)有的HybridPACK? DSC S1，它能夠以相同外形尺寸，實現(xiàn)40%性能提升。

2、三菱電機株式會社（Mitsubishi Electric Corporation）

三菱電機株式會社是三菱集團的核心企業(yè)之一，三菱電機在全球的電力設(shè)備、通信設(shè)備、工業(yè)自動化、電子元器件、家電等市場占據(jù)著重要的地位。三菱電機半導(dǎo)體產(chǎn)品包括功率模塊（IGBT、IPM、MOSFET 等）、微波/射頻和高頻光器件、光模塊和標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)用的TFTLCD 等。作為全球領(lǐng)先的IGBT 企業(yè)，三菱電機在中等電壓、高電壓IGBT 領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。根據(jù)IHSMarkit 2018 年報告，2017 年全球市場占有率為17.90%，僅次于英飛凌。

三菱電機株式會社計劃從6月30日開始陸續(xù)提供配置第7代硅片的“T系列IGBT模塊”樣品，共有3種封裝48個品種，適用于各種用途的工業(yè)設(shè)備。這些產(chǎn)品能夠滿足通用變頻器、電梯、不間斷電源（UPS）等工業(yè)設(shè)備低功耗和高可靠性的需求。搭載采用CSTBTTM結(jié)構(gòu)的第7代IGBT，能降低功率損耗和EMI噪聲。

通過采用新背面擴散技術(shù)的RFC二極管，實現(xiàn)降低功率損耗，且無階躍恢復(fù)（僅限額定電壓為1200V的產(chǎn)品）。在陰極部分地增加P層，因而使得恢復(fù)波形變得平緩，并且能夠抑制電壓尖峰。

3、富士電機株式會社（Fuji Electric）

富士電機株式會社成立于1923 年，旗下的富士電機電子技術(shù)株式會社負(fù)責(zé)半導(dǎo)體元件的生產(chǎn)和銷售。富士電機在全球生產(chǎn)和銷售IGBT、MOSFET 等功率半導(dǎo)體。富士電機IGBT 芯片的設(shè)計和生產(chǎn)主要集中在本國進行，在英國、日本和菲律賓都設(shè)有功率器件生產(chǎn)工廠。

作為業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的IGBT 企業(yè)，富士電機主要生產(chǎn)IGBT 模塊和IPM 模塊，產(chǎn)品在工業(yè)控制和變頻家電中廣泛使用。根據(jù)IHSMarkit 2018 年報告，2017 年全球市場占有率為9.00%，位列第三。

EV、HEV用IGBT模塊采用直接水冷銅散熱片結(jié)構(gòu)、實現(xiàn)了高功率密度和小型封裝的EV、HEV用IGBT模塊產(chǎn)品中分別內(nèi)置有6個IGBT和FWD。此外，還內(nèi)置有用于檢測溫度的熱敏電阻。

4、賽米控（SEMIKRON）

賽米控是全球領(lǐng)先的電力電子制造商，發(fā)明了全球第一款帶絕緣設(shè)計的功率模塊，主要生產(chǎn)中等功率輸出范圍（約2KW 至10MW）中廣泛應(yīng)用的電力電子組件和系統(tǒng)。生產(chǎn)產(chǎn)品包括芯片、分立器件、二極管、晶閘管、IGBT 功率模塊和系統(tǒng)功率組件。賽米控在低電壓消費級IGBT 領(lǐng)域具備一定優(yōu)勢，根據(jù)IHSMarkit 2018 年報告，2017 年全球市場占有率為8.30%，位列第四。

賽米控的SK 9 BGD 065 ET 具有緊湊型設(shè)計、熱傳導(dǎo)及擊穿隔離、高短路容量、低托尾電流等特點。主要應(yīng)用于換向器與伺服驅(qū)動系統(tǒng)。以下是產(chǎn)品圖：

1、嘉興斯達半導(dǎo)體

嘉興斯達半導(dǎo)體股份有限公司是一家專業(yè)從事功率半導(dǎo)體芯片和模塊尤其是IGBT芯片和模塊研發(fā)、生產(chǎn)和銷售服務(wù)的國家級高新技術(shù)企業(yè)，是目前國內(nèi)IGBT領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)。

公司主要產(chǎn)品為功率半導(dǎo)體元器件，包括IGBT、MOSFET、IPM、FRD、SiC等等。公司成功研發(fā)出了全系列IGBT芯片、FRD芯片和IGBT模塊，實現(xiàn)了進口替代。其中IGBT模塊產(chǎn)品超過600種，電壓等級涵蓋100V～3300V，電流等級涵蓋10A～3600A。產(chǎn)品已被成功應(yīng)用于新能源汽車、變頻器、逆變焊機、UPS、光伏/風(fēng)力發(fā)電、SVG、白色家電等領(lǐng)域。

其600V/650V IGBT模塊有A3.1.Half Bridge，采用NPT IGBT技術(shù)、10μs短路能力、VCE（sat）具有正溫度系數(shù)、低電感情況、快速軟反向恢復(fù)反并行前驅(qū)、高功率循環(huán)能力的AlSiC底板、AlN基板，低熱阻。

2、杭州士蘭微電子

杭州士蘭微電子股份有限公司是專業(yè)從事集成電路芯片設(shè)計以及半導(dǎo)體微電子相關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)的高新技術(shù)企業(yè)。士蘭微電子已成為國內(nèi)規(guī)模最大的集成電路芯片設(shè)計與制造一體（IDM）的企業(yè)之一，其技術(shù)水平、營業(yè)規(guī)模、盈利能力等各項指標(biāo)在國內(nèi)同行中均名列前茅。

主要產(chǎn)品有士蘭微SGM820PB8B3TFM，采用6單元拓?fù)?，具有高結(jié)溫，高功率密度，低電感特征。此功率模塊是基于精細溝槽的FS-V技術(shù)，阻斷電壓達750V，低開關(guān)損耗，使用直接水冷基板，低熱阻，符合RoHS和通過UL認(rèn)證。

3、株洲中車時代半導(dǎo)體有限公司

株洲中車時代半導(dǎo)體有限公司通過十余年持續(xù)投入和平臺提升，已成為國際少數(shù)同時掌握大功率晶閘管、IGCT、IGBT及SiC器件及其組件技術(shù)的IDM（集成設(shè)計制造）模式企業(yè)代表，擁有芯片—模塊—裝置—系統(tǒng)完整產(chǎn)業(yè)鏈。公司擁有國內(nèi)首條、全球第二條8英寸IGBT芯片線。

主要產(chǎn)品型號有TIM750ASM65-PSA011，其具有AISiC 基板、AIN 襯板、高熱循環(huán)能力、10μs短路承受能力，封裝外形圖如下：

在低成本與高價格驅(qū)動下，國際龍頭毛利率水平高于國內(nèi)龍頭。國際龍頭由于品牌優(yōu)勢，一般產(chǎn)品定價較高。在更高的單位成本與更低的產(chǎn)品單價雙重影響下，斯達等國內(nèi)品牌的毛利率水平顯著低于英飛凌、三菱等國際品牌。斯達半導(dǎo)與英飛凌分別作為國內(nèi)外主營 IGBT的龍頭企業(yè)，其毛利率水平差距明顯，英飛凌最近三年一期的毛利率分別為 37.2%、38.7%、36.7%與34.5%，斯達半導(dǎo)最近三年一期的毛利率分別為30.6%、29.4%、30.6%與30.9%，前者比后者高出約6%的水平。

但是國內(nèi)龍頭加速IGBT產(chǎn)能擴張，迎來降本空間。斯達半導(dǎo)等國內(nèi)龍頭在產(chǎn)能擴張時有望形成規(guī)模效益，帶動生產(chǎn)成本的下降；同時，在晶圓生產(chǎn)線升級、新技術(shù)研發(fā)中心設(shè)立等舉措影響下，國內(nèi)廠商的 IGBT 制造水平有望提高，從而提升原材料利用率，進一步降低芯片生產(chǎn)的單位成本。

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