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(lái)，在電動(dòng)汽車、光伏風(fēng)電、變頻家電，以及工控等下游需求的驅(qū)動(dòng)下，IGBT行業(yè)保持了快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。記得2018年時(shí)，車規(guī)級(jí)IGBT就異常緊缺，后來(lái)隨著IGBT廠商的增產(chǎn)和新玩家的進(jìn)入，逐漸有所緩解。但到了去年，整個(gè)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(guò)了50周，今年的供應(yīng)形勢(shì)依然嚴(yán)峻。

據(jù)中信證券研究部測(cè)算，2021年IGBT全球市場(chǎng)規(guī)模約550億元，在新能源需求拉動(dòng)下，2022年~2025年市場(chǎng)規(guī)模有望保持20%的增速。其中，電動(dòng)汽車和光伏風(fēng)能及儲(chǔ)能市場(chǎng)增速最快。據(jù)乘聯(lián)會(huì)和Marklines的數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)2022年電動(dòng)車全球銷量增長(zhǎng)至接近1000萬(wàn)臺(tái)，同比增長(zhǎng)50%以上。隨著汽車電動(dòng)化的快速推進(jìn)，將帶動(dòng)車規(guī)級(jí)IGBT需求持續(xù)放量，預(yù)計(jì)2022年全球電動(dòng)車行業(yè)IGBT需求將達(dá)194億元。新能源方面，在雙碳政策的驅(qū)動(dòng)下，全球風(fēng)光儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展，預(yù)計(jì)2022年相關(guān)IGBT需求達(dá)107億元。

圖：全球IGBT市場(chǎng)空間測(cè)算（數(shù)據(jù)來(lái)源：中信證券研究部）

全球IGBT的擴(kuò)產(chǎn)情況

今年來(lái)，IGBT廠商的擴(kuò)產(chǎn)還在持續(xù)。據(jù)了解，IGBT的擴(kuò)產(chǎn)包括晶圓制造和封測(cè)產(chǎn)能的擴(kuò)產(chǎn)。一般來(lái)說(shuō)IGBT包括了IGBT單管和IGBT模塊產(chǎn)品，IGBT單管主要是標(biāo)準(zhǔn)封裝，大部分廠商的封測(cè)是代工模式，而且代工廠商基本在國(guó)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(lái)說(shuō)，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(kuò)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(guó)德累斯頓的12寸產(chǎn)線應(yīng)該已經(jīng)是滿產(chǎn)狀態(tài)。當(dāng)然，這些晶圓產(chǎn)線并不僅僅是做IGBT產(chǎn)品，也會(huì)做MOSFET產(chǎn)品。

另外，業(yè)內(nèi)人士指出，IGBT生產(chǎn)的時(shí)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(kuò)產(chǎn)計(jì)劃受阻。

封測(cè)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(guó)內(nèi)做封測(cè)的。

由于IGBT模塊的封裝主要是由廠商自己完成，因此擴(kuò)產(chǎn)也只能自己來(lái)做。比如，英飛凌對(duì)歐洲本部和國(guó)內(nèi)無(wú)錫的封測(cè)廠都進(jìn)行了擴(kuò)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(lái)做封裝，及對(duì)外銷售。

ST和安森美分別在深圳和東莞的封測(cè)廠產(chǎn)能也都在擴(kuò)充。

國(guó)內(nèi)廠商，斯達(dá)在臨港和嘉興；比亞迪在廣東、湖南等地也在擴(kuò)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(kuò)張?zhí)峁┲?，以?yīng)對(duì)未來(lái)需求的急速擴(kuò)展。

但無(wú)論是12寸產(chǎn)線，還是成熟的8寸產(chǎn)線的擴(kuò)產(chǎn)，都無(wú)法避免產(chǎn)能爬坡的過(guò)程。因?yàn)樵诋a(chǎn)能爬坡過(guò)程中必然會(huì)遇到工藝和良率問(wèn)題。該挑戰(zhàn)，國(guó)內(nèi)外廠商都將遇到，而且時(shí)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(shí)間，國(guó)內(nèi)的廠商速度可能會(huì)快一點(diǎn)，但應(yīng)該也需要兩三年的時(shí)間。而且這個(gè)時(shí)間不包括廠房建設(shè)、設(shè)備和人員的到位時(shí)間。

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

8寸的擴(kuò)產(chǎn)主要是在原有產(chǎn)能上進(jìn)行擴(kuò)充的，主要是在做一些結(jié)構(gòu)性的調(diào)整，比如說(shuō)少做一些消費(fèi)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(chǎng)規(guī)模比較大，市場(chǎng)份額可能8、9成都是他們的。2022年的擴(kuò)產(chǎn)范圍應(yīng)該在10%~20%之間。如果細(xì)分到電動(dòng)汽車和光伏領(lǐng)域，應(yīng)該接近20%。而國(guó)內(nèi)IGBT廠商的擴(kuò)產(chǎn)比率會(huì)更大，畢竟此前的基數(shù)更低。

國(guó)產(chǎn)IGBT廠商在光伏和汽車市場(chǎng)的情況

由于對(duì)IGBT需求大的電動(dòng)汽車、變頻家電、光伏風(fēng)電等產(chǎn)業(yè)在國(guó)內(nèi)正加速成長(zhǎng)，本土配套需求旺盛。考慮到IGBT的重要性，國(guó)內(nèi)近年來(lái)出臺(tái)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(guó)助力（尤其是IR被英飛凌收購(gòu)后)，我國(guó)IGBT行業(yè)迎來(lái)巨大發(fā)展機(jī)遇，涌現(xiàn)出以斯達(dá)半導(dǎo)、士蘭微、中車時(shí)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(yáng)杰科技、東微半導(dǎo)、安世半導(dǎo)體等后進(jìn)入者也正在積極布局。

在光伏方面，2020年時(shí)，IGBT國(guó)產(chǎn)化率幾乎為0，2021年國(guó)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(gòu)，國(guó)產(chǎn)化率快速提升。整體來(lái)看，預(yù)計(jì)2022年國(guó)內(nèi)IGBT領(lǐng)域的國(guó)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(guó)內(nèi)廠商方面，第一梯隊(duì)的廠商有新潔能、宏微、士蘭微和斯達(dá)。

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(wàn)級(jí)；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(jì)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(cuò)的。

士蘭微和斯達(dá)的IGBT單管主要向固德威、陽(yáng)光電源，以及新進(jìn)入者匯川供貨。

當(dāng)然這些IGBT廠商也并不是只綁定一家光伏廠商，他們也會(huì)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(cuò)了。至于未來(lái)能夠滿足海外廠商留下的供應(yīng)缺口，一是要看國(guó)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(yáng)光電源曾透露，英飛凌的組串式效率值能達(dá)到99.1%；三菱的效率值是99.05%；但其測(cè)試的幾家國(guó)內(nèi)廠商的IGBT效率值未能達(dá)到99%。這么看來(lái)，在產(chǎn)品性能方面，國(guó)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(lái)說(shuō)，斯達(dá)和時(shí)代電氣都有，士蘭微應(yīng)該也在開發(fā)，但是從進(jìn)展上來(lái)看，目前還是以海外廠商為主，主要是英飛凌、富士電機(jī)、安森美等為主，而國(guó)內(nèi)廠商進(jìn)展緩慢。

在汽車領(lǐng)域，比亞迪在收購(gòu)了寧波的晶圓廠之后，就一直致力于IGBT的設(shè)計(jì)、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(guò)多年的迭代，產(chǎn)品已經(jīng)做得很好了。當(dāng)然，比亞迪也同時(shí)在大量采購(gòu)英飛凌、富士電機(jī)和斯達(dá)等IGBT廠商的產(chǎn)品。

斯達(dá)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(jī)電控、電源等產(chǎn)品，帶動(dòng)斯達(dá)從江淮、吉利的A00級(jí)汽車，往A0級(jí)，甚至是A級(jí)和B級(jí)車滲透。比如，我們可以看到斯達(dá)在小鵬汽車內(nèi)已經(jīng)有小批量使用了。據(jù)其年報(bào)顯示，2021年斯達(dá)配套裝車量超過(guò)了60萬(wàn)輛，其中A級(jí)車及以上車型超過(guò)了15萬(wàn)輛。

時(shí)代電氣做車規(guī)級(jí)IGBT產(chǎn)品的歷史不長(zhǎng)，以前其產(chǎn)品主要聚焦在高壓IGBT模塊上，主要用于機(jī)車牽引。從去年開始，由于車規(guī)級(jí)IGBT大規(guī)模缺貨，時(shí)代電氣獲得了很多新車定點(diǎn)的機(jī)會(huì)。預(yù)測(cè)蔚來(lái)、小鵬和理想，北汽、廣汽等新車大概率會(huì)采用其產(chǎn)品。今年時(shí)代電氣在汽車上的出貨量有望達(dá)到10萬(wàn)級(jí)別。當(dāng)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(diǎn)落后于其他幾家廠商，去年他們?cè)谝恍┬”娷囆蜕?，比如領(lǐng)克上有小批量供貨。但從該公司的期望，以及進(jìn)入新能源汽車領(lǐng)域的企圖心上來(lái)看，相信今年應(yīng)該會(huì)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(wàn)，甚至10萬(wàn)級(jí)別的出貨量。

結(jié)語(yǔ)

從景氣度上來(lái)看，IGBT大概率未來(lái)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(lái)的裸晶圓數(shù)量有限，產(chǎn)能規(guī)模有限，而擴(kuò)產(chǎn)的產(chǎn)能爬坡又需要時(shí)間，加上市場(chǎng)需求還在增大?？雌饋?lái)國(guó)產(chǎn)廠商的機(jī)會(huì)很大，不過(guò)最終還是要看產(chǎn)品力。