1、
何為IGBT: IGBT 學名叫 絕緣柵雙極型晶體管 , 是由BJT和MOSFET組成的
復合功率半導體器件 。 BJT 指的是雙極型二極管, MOSFET 指的是 金屬-氧化物半導體場效應晶體管 。 主要用途包括電壓/電流的變頻、變壓、變相、整流、逆變、開關等 ,性能方面比 MOSFET 好,但缺點就是價格貴。
功率半導體器件:按照控制種類可以分為不可控型、半可控型、全控型三大類產品。
2、
IGBT分類: IGBT從封裝形式分類可以分為
IGBT分立器件、IGBT模塊和IPM 三大類產品:
IGBT分立器件指一個
IGBT單管和一個反向并聯二極管組成的器件。
IGBT模塊指將多個
IGBT芯片和二極管芯片以絕緣方式組裝到DBC基板上,進行模塊化封裝。IPM:即智能功率模塊,就是將功率器件和驅動電路、過壓和過流保護電路、溫度監視和超溫保護電路等外圍電路集成在一起生產的一種“組合”型器件。
我們平時更多說的就是IGBT模組,占三大分類規模超過一半。
3、下游應用端: ①分類:按照電壓分類,
IGBT可分為超低壓、低壓、中壓和高壓,。低壓端主要有電焊機、家電(變頻空調、洗衣機、電冰箱、洗碗機、電磁爐)、電動汽車(混動、純電動等等)、UPS、太陽能電池、風電等。中壓主要有UPS、地鐵/城軌電機驅動、風電、太陽能電池。高壓主要有軌道牽引(高鐵、動車組)、電網、大型工業裝備。
②價值量占比: 新能源 汽車 車 IGBT市場占比持續增長,2020 年已成為中國
IGBT [敏感詞]大應用領域,占比約 30%。工業控制、消費電子(家電)與新能源發電市場分別占比 27%、22%、11%。智能電網占比6%,軌道交通占比4%、后兩個基本不會有太大增長。[敏感詞]的需求增長在于新能源汽車與新能源發電。新能源發電主要包括光伏發電于風電發電。根據 Omdia、QYResearch 等多方數據測算,
新能源汽車IGBT 2020-2024年復合增長率預計17%,新能源發電超過10%,是目前炒作IGBT最重要的邏輯之一。 4、下游最主要的需求增長端: 由于新能源汽車的快速爆發及碳中和驅動下的光伏、風電都在爆發,導致
IGBT產能跟不上需求,出現了嚴重缺貨現象,特別是逆變器需要用到的
IGBT模塊更是供不應求,是需求比較快增長且明確的芯片細分板塊之一,按現在數據,新能源汽車與新能源發電增長是超過券商預測的。
新能源發電IGBT市場已成風口,儲能、充電樁下的IGBT正在成為下一風口。 ①新能源汽車: 從新能源電動汽車成本來看,占比較大的零部件是電池、電機、電控系統、電驅動零部件等,分別大概占到40%、15%、12%、8%。
IGBT模塊作為電控系統的核心零部件,大概占到電控系統成本的30-40%左右,加上其他的粗略估計
IGBT模塊占到整車成本的7-10%左右。 根據宏微科技招股說明書援引 EVtank數據,2019年中國新能源汽車
IGBT 市場規模為36 億元,測算新能源汽車
IGBT 單車配套價值約為2985元 /輛。 根據英飛凌數據,新能源汽車中功率半導體器件的價值量約為傳統燃油車
5 倍以上,而IGBT正是功率半導體器件占比[敏感詞]的 。 國內新能源汽車銷量持續數月環比正增長,9月國內銷量35.70萬臺,環比達 11.22%,同比158.81%。
②充電樁: 從充電樁的成本結構來看,充電機、充電模塊是充電核心設備,其中充電模塊占充電系統成本近50%,其核心功能是將電網中的交流電轉化成可以為電池充電的直流電。充電模塊的關鍵又在于
IGBT功率開關,當充電模塊工作時,三相交流電經過整流濾波后,變成直流輸入電壓供給
IGBT橋。直流充電樁中,
IGBT是最核心的部分,占總成本達到20%。由于中國新能源汽車市場[敏感詞],每年新增的充電樁數量也是全球最多。國家規劃的車樁比是到1:1,不過目前還遠未達到。超級快充是未來的趨勢,而實現大功率快充,必然離不開
IGBT等功率元器件。
③新能源發電: 新能源發電主要以光伏發電和風力發電為代表。由于新能源發電輸出的電能不符合電網要求,需通過光伏逆變器或風力發電逆變器將其整流成直流電,再逆變成符合電網要求的交流電后輸入并網。
IGBT模塊是光伏逆變器和風力發電逆變器的最核心器件。 根據宏微科技招股說明書顯示,
IGBT模塊在逆變器價值量占比為10%~15%,測算2019~2020年
IGBT 價值為2000~2300萬元/GW。預計隨著組串式逆變器生產規模逐步提升,逆變器每GW制造成本降低,單GW的
IGBT價值也會隨之降低。光伏裝機容量持續超預期,1-8 月裝機22.05GW,同比增長 45%。 ④儲能:儲能系統中一個重要的設備之一就是
儲能變流器 ,用于家庭戶用儲能方面一般也稱為儲能逆變器,而在大規模的工商業儲能領域一般稱為PCS,是連接在儲能電池與電網之間,實現電能雙向轉換的裝置。儲能變流器既可以把儲能電池中的直流電逆變為交流電,輸送至電網;也可以把電網中交流電整流為直流電,給儲能系統充電。券商普遍預測儲能變流器5年需求復合增長超過50%,而
IGBT是
儲能變流器核心部件之一,不過也有不用IGBT的。
⑤其他:變頻白色家電,具有變頻功能的白色家電最核心的部件之一是其內部的“變頻器”,而IGBT模塊是變頻器最核心元器件,變頻是實現節能環保的[敏感詞]。主要包括變頻空調、變頻冰箱、變頻洗衣機,其中變頻冰箱增長空間是[敏感詞]的,目前滲透率只有22%。
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