摘要：近日，工信部在政協(xié)十三屆全國(guó)委員會(huì)第二次會(huì)議第2282號(hào)（公交郵電類(lèi)256號(hào)）提案的答復(fù)函中提到，將推動(dòng)我國(guó)工業(yè)半導(dǎo)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(fù)合全控型-電壓驅(qū)動(dòng)式-功率半導(dǎo)體器件,其自關(guān)斷的特征在諸多領(lǐng)域具備不可替代的作用。本文主要介紹國(guó)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(chǎng)效應(yīng)管）組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件, 兼有 MOSFET 的高輸入阻抗和 GTR 的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于 600V 以上的變流系統(tǒng)如交流電機(jī)、變頻器、開(kāi)關(guān)電源、牽引系統(tǒng)等領(lǐng)域。IGBT 是能源變換與傳輸?shù)暮诵钠骷?，能夠提高用電效率和質(zhì)量，具有高效節(jié)能和綠色環(huán)保的特點(diǎn)。IGBT產(chǎn)業(yè)鏈包括設(shè)計(jì)、制造、模組等（見(jiàn)圖1）。

　　圖1：IGBT產(chǎn)業(yè)鏈

　?。ㄙY料來(lái)源：公開(kāi)資料，五度易鏈行業(yè)研究中心）

設(shè)計(jì)制造銜接難，IDM成為主流

　　芯片的制造工藝復(fù)雜，成本較高，而且設(shè)計(jì)領(lǐng)域與制造領(lǐng)域各自均有極高的壁壘，最終成就了蘋(píng)果、華為、高通等設(shè)計(jì)巨頭，臺(tái)積電、格羅方德、中芯國(guó)際等制造巨頭。與芯片不同的是。IGBT基本沒(méi)有設(shè)計(jì)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(gè)優(yōu)點(diǎn)：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(shì)，這將縮短從設(shè)計(jì)到制造的時(shí)間，提高利潤(rùn)率，這是主流廠商采用IDM模式的原因。

全球IGBT市場(chǎng)增長(zhǎng)，中國(guó)市場(chǎng)增速更快

　　IGBT作為功率半導(dǎo)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(kāi)關(guān)等優(yōu)良性能，被業(yè)界譽(yù)為功率變流裝置的CPU，廣泛應(yīng)用于軌道交通、航空航天、船舶驅(qū)動(dòng)、智能電網(wǎng)、新能源、交流變頻、風(fēng)力發(fā)電、電機(jī)傳動(dòng)、汽車(chē)等強(qiáng)電控制等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。隨著軌道交通為代表的新興產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)崛起，全球IGBT市場(chǎng)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(fù)合增長(zhǎng)率9.8%，中國(guó)市場(chǎng)規(guī)模同期增速為18.2%（見(jiàn)圖2）。

　　圖2全球/中國(guó)IGBT市場(chǎng)規(guī)模

　?。ㄙY料來(lái)源：公開(kāi)資料，五度易鏈行業(yè)研究中心）

　　中國(guó)市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)較快，其中軌道交通和電動(dòng)汽車(chē)增長(zhǎng)最為明顯。軌道交通方面，中國(guó)城市軌道交通運(yùn)營(yíng)里程從2013年的2408公里增長(zhǎng)到2018年6035公里，軌道交通規(guī)模的擴(kuò)張為其上游IGBT的發(fā)展帶來(lái)極大需求。此外，電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展是驅(qū)動(dòng)中國(guó)IGBT市場(chǎng)發(fā)展的另一個(gè)重要原因，2011年中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)量?jī)H8千輛，2018年銷(xiāo)量達(dá)125.6萬(wàn)輛，增速可觀（見(jiàn)圖3）。

　　圖3 中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)（包括混合動(dòng)力）銷(xiāo)量圖

　?。ㄙY料來(lái)源：公開(kāi)資料，五度易鏈行業(yè)研究中心）

全球市場(chǎng)集中度高，國(guó)內(nèi)產(chǎn)量不足

　　全球IGBT行業(yè)市場(chǎng)集中度高，當(dāng)中2017年英飛凌（Infineon）占全球市場(chǎng)份額的27.1%；三菱（Mitsubishi）市場(chǎng)占有率為16.4%；日本富士電機(jī)（Fuji Electric）市場(chǎng)占有率為10.7%，2017年全球前五大生產(chǎn)商占據(jù)市場(chǎng)總量的67.5%（見(jiàn)圖4）. 從電壓上分類(lèi)，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(chǎng)第一，2500V以上的高壓則主要由三菱提供，中國(guó)中車(chē)受益于高鐵對(duì)大功率IGBT的需求在4500V以上的產(chǎn)品上市場(chǎng)份額位列全球第五。 整體來(lái)講，中國(guó)IGBT產(chǎn)業(yè)非常薄弱。

　　圖4 2017年全球IGBT市占比

　?。ㄙY料來(lái)源：2018英飛凌年報(bào)，五度易鏈行業(yè)研究中心）

　　國(guó)內(nèi)IGBT設(shè)計(jì)領(lǐng)域已有一定基礎(chǔ)，但與國(guó)際水平仍有很大差距，目前國(guó)內(nèi)IGBT設(shè)計(jì)廠商體量偏小，主要有中科君芯、嘉興斯達(dá)、吉林華微斯帕克、臺(tái)基股份、南京銀茂、寧波達(dá)新、上海浦巒等。國(guó)內(nèi)IGBT設(shè)計(jì)技術(shù)的主要來(lái)源有兩條途徑：其一，來(lái)源于外企人員的回流，如斯達(dá)、南京銀茂、普巒半導(dǎo)體等；其二，來(lái)源于國(guó)外合作，如比亞迪、吉林華微等。目前看我國(guó)國(guó)產(chǎn)IGBT在逐步增長(zhǎng)，但是仍存在很大的需求缺口，2018年國(guó)產(chǎn)IGBT1115萬(wàn)只，需求量達(dá)到7898萬(wàn)只（見(jiàn)圖5）。主要是國(guó)內(nèi)IDM企業(yè)與國(guó)際巨頭差距較大，目前我國(guó)IGBT 優(yōu)秀企業(yè)不多，南車(chē)時(shí)代、比亞迪等均主要為自己的高鐵和新能源汽車(chē)做配套，華微電子屬于國(guó)內(nèi)在消費(fèi)類(lèi)IGBT 市場(chǎng)的龍頭企業(yè)，此前主要產(chǎn)品是第四代產(chǎn)品，和國(guó)際龍頭差距較大。

　　圖5 我國(guó)IGBT產(chǎn)量和需求量

　?。ㄙY料來(lái)源：公開(kāi)資料，五度易鏈行業(yè)研究中心）

結(jié)語(yǔ)

　　IGBT是能源變換與傳輸?shù)暮诵钠骷?，其不具備放大的作用，而是在?dǎo)通與阻斷切換，是名副其實(shí)的高級(jí)開(kāi)關(guān)。IGBT與芯片行業(yè)有別，設(shè)計(jì)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(chǎng)逐步增長(zhǎng)，中國(guó)市場(chǎng)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(chǎng)集中度高，國(guó)內(nèi)產(chǎn)量不足。