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一、IGBT概述
IGBT是一种复合全控型电压驱动式功率半导体器件，可以被认为是由MOSFET和BJT（双极性三极管）混合形成的器件，但比MOSFET制作更困难和复杂，耐压范围更大。一般MOSFET器件或模块的耐压范围为20-800V，而IGBT可以承受1000V以上的高电压，因此是电力电子领域的理想开关器件。
根据英飞凌的技术，IGBT的发展可划分为三个阶段。第一阶段是第一代和第二代IGBT所代表的平面栅极型IGBT。由于功率器件产品不追求制程，所以这类产品仍然畅销，但第一代产品已经基本被淘汰。第二阶段是第三代和第四代IGBT所代表的沟槽栅极型IGBT。这种类型的产品通过创新的沟槽设计大大减少了IGBT的体积和功耗，并得到了广泛的应用。在这个阶段，出现了第五代和第六代IGBT，这属于沟槽格栅类型的改进，结构没有太大变化。此外，第3阶段过渡产品TrenchStop也出现在这个阶段。第三阶段是2018年后出现的微凹槽IGBT，大大降低了器件的体积和功耗。
IGBT技术更新换代的三个阶段
资料来源：智研咨询整理
IGBT可以根据工业设备中的信号指令调整电路中的电压、电流、频率和相位，达到精确控制的目的，在电机节能、轨道交通、智能电网、航空航天、家电、汽车电子、新能源发电、新能源汽车等领域广泛应用。根据电压分布，消费电子中使用的IGBT产品主要集中在600V以下，新能源汽车中使用的IGBT产品为600-1200V，动车组中使用的IGBT模块主要为3300V和6500V，轨道交通中使用的IGBT电压在1700V-6500V之间，智能电网中使用的IGBT电压通常为3300V。
IGBT产品分类（按电压）
资料来源：智研咨询整理
二、车规级IGBT在新能源汽车产业的应用
车规级IGBT是指用于新能源汽车的IGBT产品，是电动汽车逆变器的核心器件，类似于计算机中的CPU。IGBT控制和管理新能源汽车驱动电机的性能和效率，在混合动力汽车中，功率和发动机的匹配和效率，使车辆在混合动力模式下达到理想的驾驶状态，由于新能源汽车的内部结构比其他电气产品更复杂，对车辆标准级IGBT指标的要求高于其他电气产品， 例如，车规级IGBT的散热效率标准远高于工业IGBT，逆变器内的温度高达120℃，还应考虑强烈的振动条件，车规级IGBT的性能指标远高于工业级IGBT。
IGBT模块在新能源汽车领域中的应用
资料来源：智研咨询整理
IGBT占新能源汽车整机总成本的5%以上，仅次于电池。电机和电机控制器是新能源汽车的核心部件，直接决定了车辆的行驶性能。在电机驱动中，IGBT主要存在于逆变器模块中。逆变器的功能是将直流电转换为交流电以提供驱动电机。来自北斗航天汽车的数据显示，电机和电机控制器分别约占车辆成本的4%和9%。在电机控制器内部，IGBT模块约占其成本的37%。因此，IGBT模块约占整车成本的5%。如果在车载空调控制系统中加入IGBT，成本比重更高。此外，大功率电动汽车也将对IGBT有越来越高的要求，这将间接增加IGBT在整个新能源汽车中的成本。
电机控制器成本结构
资料来源：智研咨询整理
三、中国车规级IGBT行业产量
车规级IGBT行业下游面向新能源汽车，根据汽车工业协会数据，2021年1-11月，我国新能源汽车产销分别完成302.3、299万辆，大幅增长167.4%、166.8%。
2015-2021年中国新能源汽车产销
资料来源：汽车工业协会、智研咨询整理
受益于下游市场需求的强势拉动，我国车规级IGBT生产布局加速。2020年行业产量达到40万套，较2019年22万套增长81.8%。近几年我国车规级IGBT行业产量情况如下图所示：
2015-2020年中国车规级IGBT行业产量情况
资料来源：智研咨询整理
四、中国车规级IGBT市场规模及市场结构
从市场容量看，我国车规级IGBT市场规模从2015年5.92亿元增长至2020年26.85亿元，2015-2020年均复合增速高达35.31%。
2015-2020年我国车规级IGBT市场规模走势
资料来源：智研咨询整理
新能源汽车根据动力源可以分为HEV（混合电动汽车）、PHEV（插电式混合电动汽车）、BEV（纯电动汽车）。其中，BEV不需要燃油机，只依靠电池提供能量，所以会配置较大容量的电池。BEV的优势在于零排放。受益于国家的双碳计划，BEV成为未来新能源汽车发展的主要方向。
根据汽车动力划分，我国车规级IGBT可分为纯电动汽车IGBT及混合动力汽车IGBT。2020年我国纯电动汽车IGBT市场规模21.77亿元，占比81.08%；混合动力汽车IGBT规模5.08亿元，占18.92%。
2015-2020年中国车规级IGBT行业细分市场规模
资料来源：智研咨询整理
2020年我国车规级IGBT细分市场结构
资料来源：智研咨询整理
五、中国车规级IGBT市场竞争及企业布局分析
NE时代的数据显示，目前国内新能源乘用车IGBT模块领域仍主要由英飞凌垄断。2020年英飞凌装机份额超过50%，联合电子、麦格米特依赖英飞凌IGBT模块，同时上海电驱动、奇瑞新能源、蔚然动力等厂商也购买英飞凌产品。
在本土IGBT企业方面，比亚迪半导体、斯达半导、中车时代已进入新能源汽车IGBT模块供应商重点名单，不同企业新能源车用IGBT产品布局和合作客户情况如下。
各公司新能源车用IGBT情况
资料来源：智研咨询整理
我国车规级IGBT市场巨大，也吸引了国际上知名的IGBT企业，纷纷在中国抢滩登陆。这些公司的企业规模、生产技术、经营管理水平和研发能力都有很大的优势，进入中国市场后，较迅速的在我国建立了比较完善的市场销售体系，目前外国IGBT企业与民族品牌企业在重点领域的竞争较为激烈。
六、中国车规级IGBT行业政策规划和发展潜力
IGBT产业作为信息产业、新能源汽车产业的基础之一，是国民经济和社会发展的战略性产业，国家给予了高度重视和大力支持，为推动我国包括车规级IGBT在内的半导体产业的发展，增强信息产业创新能力和国际竞争力，国家出台了一系列鼓励扶持政策，为车规级IGBT产业建立了优良的政策环境，促进产业的快速发展。
车规级IGBT行业相关法律法规
资料来源：智研咨询整理
另外，根据《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）》，新能源已成为世界汽车产业转型的新方向，近年来，我国新能源汽车实现了从0到1的突破，未来将加速发展，而电动、网络化、智能化也成为汽车工业的发展趋势。IGBT功率半导体在“三化”发展中起着至关重要的作用，是“三化”的重要支撑，新能源汽车的发展有望带动汽车IGBT功率半导体需求的快速增长。