SiC规模量产前，IGBT还有多大商机？

shuszhao · 发表于 2020-12-27 12:39:43

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随着汽车电动化趋势日益明显，车用功率器件的需求也增多，作为当前主流的车规级功率器件，IGBT在汽车市场的表现非常突出。同时，大家也看好新一代SiC器件的性能，也认同车用SiC器件将取代IGBT的说法。不过，现在离SiC产业链的成熟还有一个过程，在新旧技术完成迭代之前，IGBT还有很大的市场机遇。

IGBT在整车中的成本占比增加

据Informa Tech的数据显示，全球IGBT市场规模早在2018年就达到了62.2亿美元，同比增速为17.4%（2017年市场规模为53.03亿美元）。

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图1 制图：国际电子商情数据来源：麦肯锡

近年来，IGBT市场规模的扩大，主要受汽车电动化趋势推动。据麦肯锡统计，纯电动汽车的半导体成本为704美元，比传统汽车的350美元增加了1倍，而功率器件的成本高达387美元，占55%。纯电动汽车相比传统汽车新增的半导体成本中，功率器件成本约为269美元，占新增成本的76%。按集成度来分，功率器件可分为功率IC、功率模块和功率分立器件三类。其中，功率分立器件又由MOSFET、功率二极管、IGBT及其他零部件组成。
如果继续往下细分，在新能源汽车中的电池、电机、电控系统是成本占比最大的部件，电池约占整车成本的40%，电机占15%，电控系统占12%，电驱动零部件占8%，剩余25%是其他零部件。当然，不同品牌、不同车型之间存在细微的差别，《国际电子商情》列举的这组数据仅供参考。

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图2 IGBT在汽车电机控制器中占据37%的成本制图：国际电子商情数据来源：北斗航天汽车

北斗航天汽车分析了汽车电控系统的成本结构：IGBT模组约占电控成本的37%，其次是控制电路板、驱动电路板和电机控制器壳体，它们的成本占比分别为16%、12%、12%。若再加上充电系统中的IGBT，这个成本占比的数值将会更高。
究竟IGBT成本具体占整车成本的百分之几？
集帮咨询在《2019中国IGBT产业发展及市场报告》中表示，新能源汽车中的IGBT成本约占整车成本的10%。基于以上信息可预测，到2025年，中国车用IGBT市场规模将达到210亿人民币。另外，IGBT模块成本约占充电桩成本的20%，到2025年，国内充电桩用IGBT市场规模将达100亿元人民币。
通过观察以上数据大致可推断出，在未来几年内，中国新能源汽车市场将是全球IGBT厂商争夺的“高地”。中国各级政府和社会各领域对新能源汽车的支持，将促使中国IGBT产业链的繁荣发展。

功率器件厂商的布局

从小到家电，大到飞机、舰船、交通、电网等产业，IGBT器件均有出色的表现，它被称为电力电子行业里的“CPU”。其中，以汽车、高铁IGBT的应用最具代表，这两个领域也是中国人当前关注的重点，各功率器件厂商也都聚焦于此。
英飞凌大中华区汽车电子事业部高级市场经理高金萍表示，中国政策红利的不断释放将推动新能源汽车和充电桩市场的快速增长。根据国家发改委、工信部等四部委联合发布的《电动汽车充电基础设施发展指南（2015-2020）》预测，2020年电动汽车保有量将超过500万辆，计划2020年全国车桩比实现1:1。预计在2020-2025年期间，充电桩的市场规模将超过1000亿元人民币。电动汽车和充电桩市场规模的扩大，将进一步刺激市场对IGBT的需求。
对此，英飞凌在车用IGBT方面做了新的投资。2018年，英飞凌与上汽集团在上海成立了合资企业——上汽英飞凌汽车功率半导体（上海）有限公司，新公司主要为中国市场提供汽车级框架式IGBT模块HybridPACKTM。该模块针对混动和纯电动车而设计，适合于主逆变器应用，功率范围已覆盖100-200千瓦，未来将规划到更高的功率段。据了解，2019年12月，上汽英飞凌宣布HybridPACKTM已经实现量产。

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意法半导体亚太区功率分立和模拟产品部区域市场和应用副总裁Francesco Muggeri

意法半导体（以下简称ST）亚太区功率分立和模拟产品部区域市场和应用副总裁Francesco Muggeri告诉《国际电子商情》分析师：“我们坚信汽车行业是IGBT、SiC以及其他功率器件发展的重要推力，我们还认为IGBT将继续作为家用电器、储电系统、UPS、焊接设备等热点应用的理想之选。所有这些大规模应用，将让IGBT保持规模经济成为可能，在电力电子领域继续发挥作用。因为IGBT市场还在蓬勃发展，所以ST会继续投资IGBT。”
据悉，ST当前可为用户提供标准封装的STPOWER IGBT芯片和裸片、适用于汽油发动机的点火开关以及适用于电动和混动汽车的驱动电机逆变器的模块。
三菱电机更专注IGBT在高铁列车组上的应用，该公司早在20世纪60年代就已经开始研发IGBT芯片，是中国高铁IGBT芯片领域的重要供应商，也是欧洲阿尔斯通、西门子、庞巴迪等集团主要的IGBT供应商。
如今，无论是汽车用IGBT，还是高铁用IGBT，这些器件都实现了国产化。国内汽车用IGBT产业链布局较完善的企业，有比亚迪半导体、斯达半导等厂商。其中，比亚迪掌控了IGBT芯片设计和制造、模组设计和制造、大功率器件测试应用平台、电源及电控等环节。在高铁IGBT芯片方面，中车株洲经过5年的研发，具备了高压IGBT芯片的自主研发能力。目前，该公司IGBT产品不再局限于高速列车，已经向着大功率机车IGBT芯片进发。