光伏和車用IGBT供貨周期超50周，設(shè)備和FRD成關(guān)鍵

近年來，在電動汽車、光伏風(fēng)電、變頻家電，以及工控等下游需求的驅(qū)動下，IGBT行業(yè)保持了快速增長態(tài)勢。記得2018年時，車規(guī)級IGBT就異常緊缺，后來隨著IGBT廠商的增產(chǎn)和新玩家的進入，逐漸有所緩解。但到了去年，整個半導(dǎo)體行業(yè)的器件都異常緊張，IGBT自然也不例外。據(jù)電子發(fā)燒友網(wǎng)了解，目前光伏和車用IGBT主要供應(yīng)商的供貨周期都超過了50周，今年的供應(yīng)形勢依然嚴峻。

據(jù)中信證券研究部測算，2021年IGBT全球市場規(guī)模約550億元，在新能源需求拉動下，2022年~2025年市場規(guī)模有望保持20%的增速。其中，電動汽車和光伏風(fēng)能及儲能市場增速最快。據(jù)乘聯(lián)會和Marklines的數(shù)據(jù)，預(yù)計2022年電動車全球銷量增長至接近1000萬臺，同比增長50%以上。隨著汽車電動化的快速推進，將帶動車規(guī)級IGBT需求持續(xù)放量，預(yù)計2022年全球電動車行業(yè)IGBT需求將達194億元。新能源方面，在雙碳政策的驅(qū)動下，全球風(fēng)光儲產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展，預(yù)計2022年相關(guān)IGBT需求達107億元。

圖：全球IGBT市場空間測算（數(shù)據(jù)來源：中信證券研究部）

全球IGBT的擴產(chǎn)情況

今年來，IGBT廠商的擴產(chǎn)還在持續(xù)。據(jù)了解，IGBT的擴產(chǎn)包括晶圓制造和封測產(chǎn)能的擴產(chǎn)。一般來說IGBT包括了IGBT單管和IGBT模塊產(chǎn)品，IGBT單管主要是標準封裝，大部分廠商的封測是代工模式，而且代工廠商基本在國內(nèi)；IGBT模塊則主要是IGBT廠商在自己的模塊封裝廠內(nèi)完成。

拿英飛凌、ST和安森美三大IGBT供應(yīng)商來說，去年9月份，英飛凌第二座12寸硅晶圓廠開始試產(chǎn)；去年下半年，安森美開始擴建自己的12寸晶圓產(chǎn)線；去年年底，ST在意大利投資興建新的12寸晶圓產(chǎn)線。在如今需求旺盛的情況下，英飛凌在德國德累斯頓的12寸產(chǎn)線應(yīng)該已經(jīng)是滿產(chǎn)狀態(tài)。當然，這些晶圓產(chǎn)線并不僅僅是做IGBT產(chǎn)品，也會做MOSFET產(chǎn)品。

另外，業(yè)內(nèi)人士指出，IGBT生產(chǎn)的時候，需要搭配二極管（FRD）晶圓，而二極管晶圓也同樣需要消耗晶圓產(chǎn)能。而且，自去年下半年開始，F(xiàn)RD異常緊缺，導(dǎo)致不少IGBT廠商的擴產(chǎn)計劃受阻。

封測方面，有的廠商采用IDM模式，也有的廠商采用委外代工模式。其中英飛凌、ST和安森美的IGBT單管產(chǎn)品也都是在國內(nèi)做封測的。

由于IGBT模塊的封裝主要是由廠商自己完成，因此擴產(chǎn)也只能自己來做。比如，英飛凌對歐洲本部和國內(nèi)無錫的封測廠都進行了擴產(chǎn)，另外，他們還將一部分的晶圓給其合作公司上汽英飛凌來做封裝，及對外銷售。

ST和安森美分別在深圳和東莞的封測廠產(chǎn)能也都在擴充。

國內(nèi)廠商，斯達在臨港和嘉興；比亞迪在廣東、湖南等地也在擴建新的產(chǎn)線；華虹半導(dǎo)體、士蘭微已在12寸晶圓產(chǎn)線導(dǎo)入IGBT工藝，在全球8寸設(shè)備緊缺背景下為IGBT產(chǎn)能快速擴張?zhí)峁┲?，以?yīng)對未來需求的急速擴展。

但無論是12寸產(chǎn)線，還是成熟的8寸產(chǎn)線的擴產(chǎn)，都無法避免產(chǎn)能爬坡的過程。因為在產(chǎn)能爬坡過程中必然會遇到工藝和良率問題。該挑戰(zhàn)，國內(nèi)外廠商都將遇到，而且時間還不短。業(yè)內(nèi)人士指出，參考英飛凌第二條12寸產(chǎn)線，從試產(chǎn)到滿產(chǎn)，可能需要四到五年的時間，國內(nèi)的廠商速度可能會快一點，但應(yīng)該也需要兩三年的時間。而且這個時間不包括廠房建設(shè)、設(shè)備和人員的到位時間。

由于現(xiàn)在幾乎所有的廠商都在擴產(chǎn)，設(shè)備的交期也相應(yīng)延長了不少。

8寸的擴產(chǎn)主要是在原有產(chǎn)能上進行擴充的，主要是在做一些結(jié)構(gòu)性的調(diào)整，比如說少做一些消費類器件、多生產(chǎn)一些工業(yè)、汽車，或者光伏類的產(chǎn)品。

據(jù)業(yè)內(nèi)人士透露，海外廠商的市場規(guī)模比較大，市場份額可能8、9成都是他們的。2022年的擴產(chǎn)范圍應(yīng)該在10%~20%之間。如果細分到電動汽車和光伏領(lǐng)域，應(yīng)該接近20%。而國內(nèi)IGBT廠商的擴產(chǎn)比率會更大，畢竟此前的基數(shù)更低。

國產(chǎn)IGBT廠商在光伏和汽車市場的情況

由于對IGBT需求大的電動汽車、變頻家電、光伏風(fēng)電等產(chǎn)業(yè)在國內(nèi)正加速成長，本土配套需求旺盛。考慮到IGBT的重要性，國內(nèi)近年來出臺大量相關(guān)政策支持產(chǎn)業(yè)發(fā)展，疊加海外優(yōu)秀人才歸國助力（尤其是IR被英飛凌收購后)，我國IGBT行業(yè)迎來巨大發(fā)展機遇，涌現(xiàn)出以斯達半導(dǎo)、士蘭微、中車時代電氣、比亞迪半導(dǎo)體等為代表的一大批優(yōu)秀IGBT廠商；華虹半導(dǎo)體、積塔半導(dǎo)體、中芯紹興等IGBT代工廠；以及新潔能、揚杰科技、東微半導(dǎo)、安世半導(dǎo)體等后進入者也正在積極布局。

在光伏方面，2020年時，IGBT國產(chǎn)化率幾乎為0，2021年國內(nèi)逆變器廠商開始導(dǎo)入大量本土IGBT單管供應(yīng)商及少數(shù)IGBT模塊供應(yīng)商，并于2022年開始放量采購，國產(chǎn)化率快速提升。整體來看，預(yù)計2022年國內(nèi)IGBT領(lǐng)域的國產(chǎn)化率將加速提升，將由年初的20%提升至30%。

在光伏方面，目前IGBT單管產(chǎn)品的缺口很大，在供應(yīng)方面主要以英飛凌、ST和安森美三家為主，但由于他們產(chǎn)能有限，缺口很大。國內(nèi)廠商方面，第一梯隊的廠商有新潔能、宏微、士蘭微和斯達。

其中，新潔能跟德業(yè)綁定得比較緊，德業(yè)的出貨量已經(jīng)接近百萬級；宏微跟華為綁定得更充分，還有就是華為在直接指導(dǎo)宏微設(shè)計適用于光伏的IGBT單管產(chǎn)品，因此其產(chǎn)品力應(yīng)該是不錯的。

士蘭微和斯達的IGBT單管主要向固德威、陽光電源，以及新進入者匯川供貨。

當然這些IGBT廠商也并不是只綁定一家光伏廠商，他們也會給其他光伏廠商送樣。但以他們目前的產(chǎn)能情況，還不足以給全行業(yè)供貨，能夠支持一兩家就已經(jīng)不錯了。至于未來能夠滿足海外廠商留下的供應(yīng)缺口，一是要看國內(nèi)廠商的產(chǎn)能，二是要看其產(chǎn)品的性能、穩(wěn)定性、可靠性、和一致性能否滿足客戶需求。比如陽光電源曾透露，英飛凌的組串式效率值能達到99.1%；三菱的效率值是99.05%；但其測試的幾家國內(nèi)廠商的IGBT效率值未能達到99%。這么看來，在產(chǎn)品性能方面，國內(nèi)產(chǎn)品與海外產(chǎn)品還有一定的距離。

光伏領(lǐng)域的IGBT模塊方面，從產(chǎn)品上來說，斯達和時代電氣都有，士蘭微應(yīng)該也在開發(fā)，但是從進展上來看，目前還是以海外廠商為主，主要是英飛凌、富士電機、安森美等為主，而國內(nèi)廠商進展緩慢。

在汽車領(lǐng)域，比亞迪在收購了寧波的晶圓廠之后，就一直致力于IGBT的設(shè)計、加工制造和使用。由于比亞迪是IDM廠商，而且在自己的車上大量使用了自己的產(chǎn)品，經(jīng)過多年的迭代，產(chǎn)品已經(jīng)做得很好了。當然，比亞迪也同時在大量采購英飛凌、富士電機和斯達等IGBT廠商的產(chǎn)品。

斯達則從其工業(yè)變頻器的成功，依托于匯川、英威騰從變頻器轉(zhuǎn)向車用電機電控、電源等產(chǎn)品，帶動斯達從江淮、吉利的A00級汽車，往A0級，甚至是A級和B級車滲透。比如，我們可以看到斯達在小鵬汽車內(nèi)已經(jīng)有小批量使用了。據(jù)其年報顯示，2021年斯達配套裝車量超過了60萬輛，其中A級車及以上車型超過了15萬輛。

時代電氣做車規(guī)級IGBT產(chǎn)品的歷史不長，以前其產(chǎn)品主要聚焦在高壓IGBT模塊上，主要用于機車牽引。從去年開始，由于車規(guī)級IGBT大規(guī)模缺貨，時代電氣獲得了很多新車定點的機會。預(yù)測蔚來、小鵬和理想，北汽、廣汽等新車大概率會采用其產(chǎn)品。今年時代電氣在汽車上的出貨量有望達到10萬級別。當然，最終表現(xiàn)取決于其產(chǎn)能和上量后的表現(xiàn)。

士蘭微在汽車應(yīng)用方面有點落后于其他幾家廠商，去年他們在一些小眾車型上，比如領(lǐng)克上有小批量供貨。但從該公司的期望，以及進入新能源汽車領(lǐng)域的企圖心上來看，相信今年應(yīng)該會起量，加上士蘭微有自己的晶圓廠，產(chǎn)能是有保證的，今年大概率能沖到大幾萬，甚至10萬級別的出貨量。

結(jié)語

從景氣度上來看，IGBT大概率未來兩年的供應(yīng)情況仍然緊張，畢竟IGBT產(chǎn)品大都是高壓、高電流的，一塊晶圓能夠切割出來的裸晶圓數(shù)量有限，產(chǎn)能規(guī)模有限，而擴產(chǎn)的產(chǎn)能爬坡又需要時間，加上市場需求還在增大?？雌饋韲a(chǎn)廠商的機會很大，不過最終還是要看產(chǎn)品力。