2023半导体行业深度报告：新能源打开IGBT天花板新产能蓄力国产企业新台阶.docx

新能源打开IGBT大花放,新产能畜刀国产企业新台阶半导体行业深度报告（三）投资要点：> IGBT是功率器件中的复合型器件,被称为电子电力行业的“CPU”和新能源“芯片”。IGBT是双极型三极管（BJT）和绝缘栅型场效应管（MoS）结合组成的，综合BJT高电流密度和MoS高输入阻抗的特点，具有驱动功率小而饱和压降低的显著性能优势，在电子元器件中发挥电源开关和电能转换两大功能，广泛应用于新能源汽车、工业控制、白色家电、新能源发电、轨道交通等领域，其中车规级IGBT的安全稳定性要求高于消费级和工业级IGBT。自问世以来，IGBT不断在技术迭代，主要向着降低开关损耗和创建更薄的结构方向改善和发展，其纵向结构、栅极结构以及硅片加工工艺方面不断升级改进，共经历了七次大型技术演变，各项指标在演变中不断优化。目前，IGBT芯片已经迭代至第七代精细沟槽棚场截止型IGBT,但考虑成本后，应用最广泛的仍是IGBT第四代产品。>我们预计2026年中国IGBT市场规模将达到685.78亿元,2022-2026年CAGR有望达21.48%。受益于新能源领域的快速发展，我国IGBT市场不断扩张推向新高点，其中新能源汽车是最重要的驱动力。根据我们测算，国内新能源汽车IGBT市场规模将从2022年的130.98亿元快速增长至2026年的407.84亿元，年复合增速为32.84%;新能源发电是第二大IGBT增量市场，随着光伏、风电新增装机量的快速提升，我国新能源发电JGBT市场规模将在2026年达到44.19亿元，CAGR为21.34%。下游应用领域中，新能源汽车市场占比最大，2022年从42%有望逐步提升至2026年的60%,其次为工控、变频白电和新能源发电，预期2026年占比分别为18%、15%以及6%,轨道交通体量相对较小，预期2026年占比为1%。在节能减排政策的背景下，工业控制、变频白色家电等节能效果明显的产品近年来市场规模也实现持续稳定增长。> 2021全球IGBT单管和模块TOP3企业均为海外企业市场份额分别为53%和56%国内企业士兰微在单管市场中份额为4%,斯达半导和中车时代在模块市场中份额分别为3%和2%随着国产替代程度加深，国产化率在2023年有望升至32.90%。根据Omdia数据，2021年全球IGBT单管和模块市场中，海外企业英飞凌、富士电机、三菱电机占据了一半以上的市场份额，CR3分别为53%和56%.其中英飞凌的市场份额分别为29%和33%,占据绝对龙头地位，这些欧美日厂商资金实力雄厚、技术水平领先、产业经验丰富，以IDM模式为主导凭借先发优势抢占了绝大部分市场份颠。国内厂商所占市场份额较低，2021年全球IGBT单管市场中只有土兰微进入前十大厂商，占比为4%,2021年全球IGBT模块市场中只有斯达半导和中车时代进入前十大厂商，占比分别3%和2%。短期海外龙头厂商交货周期维持稳定，同时下游需求仍保持活跃为国产厂商发展带来了机遇，国内厂商多为FabIeSS模式，正逐步向IDM转型突破产能受限问题，国产替代稳步推进，根据中商产业研究院数据，IGBT国产化率将在2023达至的2.90%。>建议关注车规级及新能源IGBT赛道优质标的。IGBT市场在新能源领域推动和政策支撑下将迎来快速增长期，新能源汽车市场是最充足的驱动力，车现级IGBT的认证周期长、技术壁垒高、受到客户认可难度大，国内厂商正进一步实现技术突破同时扩张产能布局提高核心竞争力，国产替代正驶入加速带。建议关注：IGBT模块龙头企业斯达半导、IGBT行业领军企业宏微科技、轨交和车规级IGBT龙头企业时代电气、半导体IDM龙头企业土兰微、IDM+Fabless模式相结合企业扬杰科技、ODM+功率半导体龙头企业闻泰科技。风险提示：1）新能源发展不及预期；2）技术迭代不及预期；3）产能建设不及预期。正文目录1.IGBT是电子电力行业的“CPU”51.1. IGBT是功率器件中的“结晶”51.2. IGBT技术不断迭代，产品推陈出新102 .IGBT搭乘新能源快车打开增长空间天花板152.1. 新能源汽车市场成为IGBT增长最充足动力152.2. 新能源发电前景广阔驱动IGBT增长172.3. 工业控制平稳发展支撑IGBT行业需求192.4. 家电智能化催生IGBT模块增长202.5. 轨道交通助力IGBT市场增长222.6. 国内IGBT市场乘风新能源领域迅速扩张243 .国产IGBT崛起有望重塑海外寡头垄断格局263.1. 行业壁垒成为IGBT集中度高的内在因素263.1.1. 技术壁垒263.1.2. 市场壁垒273.2. 海外龙头主导IGBT市场283.3. 海外龙头短期内交货周期与价格维持稳定态势323.4. 国内厂商产能逐步释放加速国产替代334 .公司介绍354.1. 斯达半导：全球IGBT模块市场第六、国内第一354.2. 时代电气：国内轨交和车规级IGBT龙头企业374.3. 土兰微：国内半导体IDM龙头，IGBT业务高速增长404.4. 宏微科技：国内IGBT行业领军企业，产能规划清晰424.5. 扬杰科技：国内IDM+Fabless相结合，功率器件产品布局多样化444.6. 闻泰科技：国内ODM+功率半导体龙头，海内外晶圆厂持续扩产475 .投资建议496 .风险提不50图表目录图1功率半导体产品分类5图2IGBT结构图6图3功率半导体器件应用领域7图4某半桥结构IGBT模块产品示意图7图5某半桥IGBT模块内部芯片示意图7图6IPM模块较IGBT模块技术改进点8图7IGBT应用领域9图8IGBT芯片随着技术迭代性能不断提升11图9我国新能源汽车市场销量15图10电动汽车IGBT应用范围16图11光伏系统示意图17图12中国光伏与风电发电新增装机容量（万千瓦）17图13工控各场景功率器件电路图19图14用于空调的变频器IPM应用示例21图15三相逆变器原理图23图16动车组牵引系统示意图23图172022年我国IGBT应用领域市场规模（亿元）及占比25图18预计2026年我国IGBT应用领域市场规模（亿元）及占比25图19IGBT核心生产流程26图20IGBT模块封装示意图27图21IGBT产业链图29图222021年全球IGBT单管竞争格局30图232021年全球IGBT模块竞争格局30图24中国IGBT产量及自给率趋势图30图25斯达半导发展历程35图26斯达半导历年营收及增速36图27斯达半导历年归母净利润及增速36图28斯达半导历年毛利率和净利率36图29斯达半导历年期间费用率36图30斯达半导历年分行业营收构成（亿元）37图31斯达半导2023H1营收占比（亿元，）37图32时代电气发展历程38图33时代电气历年营收及增速38图34时代电气历年归母净利润及增速38图35时代电气历年毛利率和净利率39图36时代电气历年期间费用率39图37时代电气历年营收构成（亿元）39图38时代电气近两年新兴装备业务构成（亿元）39图39±兰微发展历程40图40士兰微历年营收及增速41图41±兰微历年归母净利润及增速41图42士兰微历年毛利率和净利率41图43土兰微历年期间费用率41图44士兰微历年营收构成（亿元）42图452023H1士兰微业务营收构成（亿元，）42图46宏微科技发展历程43图47宏微科技历年营收及增速43图48宏微科技历年归母净利润及增速43图49宏微科技历年毛利率与净利率44图50宏微科技历年期间费用率44图51宏微科技历年营收构成（百万元）44图52宏微科技历年拆分业务毛利率44图53扬杰科技发展历程45图54扬杰科技历年营收及增速45图55扬杰科技历年归母净利润及增速45图56扬杰科技历年毛利率与净利率46图57扬杰科技历年期间费用率46图58扬杰科技历年营收构成（亿元）46图592023H1扬杰科技业务营收构成（亿元，）46图60闻泰科技发展历程47图61闻泰科技历年营收及增速48图62闻泰科技历年归母净利润及增速48图63闻泰科技历年毛利率与净利率48图64闻泰科技历年期间费用率48图65闻泰科技历年营收构成（亿元）49图66闻泰科技两大业务历年研发费用（亿元）49表IMOSFET、IGBT和BJT性能对比6表2各应用场景IGBT参数对比10表3IGBT栅极结构的演变12表4IGBT纵向结构的演变13表5英飞凌的七代产品之间核心参数对比14表6新能源汽车IGBT市场规模测算16表1光伏逆变器IGBT市场规模测算18表8中国风电变流器IGBT市场规模测算19表9工业控制IGBT市场规模测算20表10变频白电IGBT市场规模测算22表11不同类型IGBT材料及封装工艺的对比23表12轨道交通IGBT市场规模测算24表13中国IGBT市场规模测算（亿元）24表14IGBT模块可靠性测试项目28表15全球IGBT龙头企业财务数据浏览31表16海外厂商交货周期32表17国内厂商营收及晶圆产能33IjGBT是电子电力行业的"CPU”1.1 JGBT是功率器件中的结晶(1)功率半导体根据集成度可以分为分立器件中的功率器件和集成电路IC中的功率IC两个大类。半导体产品的分类是一个十分复杂困难的过程，国际上多种分类方法都不可能完美区分出来各种产品种类与规模，目前较多采用WSTS(世界半导体贸易协会)的分类方法。在下图的半导体产品中，功率半导体是包含了功率器件与功率IC两大类，功率IC相对来说集成芯片的小功率、小电压产品，功率IC集成度较高，是指将高压功率器件与其控制电路、外围接口电路及保护电路等集成在同一芯片的集成电路，主要应用于手机等小电压产品。功率器件包括二极管、晶体管和晶闸管三大类，其中晶体管市场规模最大，晶体管又细分为IGBT.MOSFET,双极型晶体管等。功率器件是指体积较大，用来处理较大功率、大电压的产品，IGBT属于功率器件的一类产品。图1功率半导体产品分类功率半导体产品登围示意图资料来源：宏微科技招股说明书，东海证券研究所(2) IGBT全称为绝缘栅双极型晶体管，是由双极型三极管(BJT)和绝缘橘型场效应管(MOS)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件。下图显示了一种N沟道增强型绝缘栅双极晶体管结构。IGBT是一个三端器件，正面有两个电极，分别为发射极(Emitter)和栅极(Gate)背面为集电极(COlIeCtO%IGBT的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道，给PNP晶体管提供基极电流，使IGBT导通；反之，加反向门极电压消除沟道，流过反向基极电流，使IGBT关断。门椒G)(a)资料来源：电子产品世界，东海证券研究所(3) IGBT是功率半导体中的核心器件,兼具MOSFET及BJT两类器件优势,驱动功率小而饱和压降低。金氧半场效晶体管(MOSFET)输入阻抗高、驱动功率小、开关速度快；而双极型三极管(BJT)饱和压降低，BJT更强调工作功率，MOSFET更强调工作频率，因此IGBT兼有以上两种器件的优点，性能优势显著。表1MOSFET'IGBT和BJT性能对比)特性BJTMOSFETIGBT驱动方法电流电压电压驱动电路复杂简单简单输入阻抗低高高驱动功率高低低开关速度慢快中开关频率低快中安全工作区窄宽宽饱和电压低高低资料来源：智研咨询，东海证券研究所(4)功率半导体的两大功能是开关与电能转换，主要可以依据工作频率与功率大小将功率半导体分为不同类型IGBT属于功率半导体领域中高电压低频率应用的一种。功率器件通过调节改变电子元器件的功率来实现电源开关和电能转换的功能，主要体现在变频、整流、变压、开关等方面。其应用范围广泛，包括工控、风电、光伏、电动汽车与充电桩、轨交、消费电子等领域。IGBT属于其中偏向高电压、中低频率应用场景的一类产品。一般低压IGBT常用于变频白色家电、新能源汽车零部件等领域；中压IGBT常用于工业控制、新能源汽车等领域；高压IGBT常用于轨道交通、电网等领域。功率半导体器件主要应用领域资料来源：宏微科技招股说明书，东海证券研究所（5） IGBT通常应用形式是模块或者单管,内部的核心组件就是IGBT芯片。如下图所示的IGBT模块型号为：FF1400R17IP4,模块的长宽高为:25cmx8.9cmx3.8cm,模块内部包含两个IGBT模组，也就是我们常说的半桥模块。IGBT模块内部主要包含3个部件，散热基板、DBC(DirectBondingCOPPer-直接覆铜陶瓷板)基板和硅芯片(包含IGBT芯片和Diode芯片)，其余的主要是焊料层和互连导线，用途是将IGBT芯片、DiOde芯片、功率端子、控制端子以及DBC连接起来。DBC的主要功能需要保证硅芯片和散热基板之间的电气绝缘能力以及良好的导热能力，同时还要满足一定的电流传输能力。DBC基板类似2层PCB电路板，DBC常用的陶瓷绝缘材料为氧化铝(AI2O3)和氮化铝(AlN)。如下右图所示，半桥结构IGBT模块内部有6个DBC,每个DBC上有4个IGBT芯片和2个Diode(二极管)芯片。无论是内部的芯片还是最终形成的模组，IGBT的每一个环节技术壁垒均较高。图4某半桥结构IGBT模块产品示意图资料来源：电子产品世界，东海证券研究所图5某半桥IGBT模块内部芯片示意图资料来源：电子产品世界，东海证券研究所（6） IPM（IntelligentPowerMOdlJle,智能功率模块）是一种功能强大的集成电路模块，可以用于控制和驱动高功率电子设备，如交流电机驱动器、变频器、逆变器等。由于IGBT器件的固有特性，当出现过流、短路、过压时如不能及时保护，往往在十几微秒乃至数微秒内就会导致IGBT损坏，造成电力变换系统停机事故。为了解决IGBT在驱动保护、可靠性方面的不足IPM把驱动和多种保护电路封装在同一模块，IPM应用过程中，不再需要用户自己设计驱动保护电路，IGBT的驱动及保护由IPM内部电路来完成。IPM模块通常包括一个功率MOSFEKIGBT（绝缘栅双极晶体管）或SiC（碳化硅）等开关器件，以及一个驱动电路，用于控制这些开关器件的导通和截止。此外，IPM模块还通常集成有电源电路、电流和电压传感器、过温保护和短路保护等功能，可以提供全面的保护措施，以保证高功率电子设备的安全和可靠性。图6IPM模块较IGBT模块技术改进点资料来源：电子创新网，东海证券研究所（7） IGBT应用范围按照领域的不同主要可以分为三大类：消费类，工业类汽车类。IGBT单管主要应用于小功率家用电器、分布式光伏逆变器；IGBT模块主要应用于大功率工业变频器、电焊机、新能源汽车（电机控制器、车载空调、充电桩）等领域；而IPM模块应用于变频空调、变频冰箱等白色家电产品。资料来源：君芯科技，东海证券研究所（8）相比工控与消费类IGBT.车规级IGBT对产品安全性和可靠性提出更高要求。作为汽车电气化变革的关键制程，IGBT产品在智能汽车中具有不可替代的作用。由于汽车电子本身使用环境较为复杂，一旦失效可能引发严重后果，所以市场对于车规级IGBT产品的要求要高于工控类与消费类IGBT产品。对比之下，车规级IGBT对于温度的覆盖要求更高、对出错率的容忍度更低且要求使用时间也更长、工艺处理和电路设计方面对可靠性和散热性要求更高。具体体现为：1）车规级IGBT的工作温度范围广，IGBT需适应“极热”、“极冷”的高低温工况；2）需承受频繁启停、加减速带来的电流冲击，导致IGBT结温快速变化，对IGBT耐高温和散热性能要求更高；3）汽车行驶中可能会受到较大的震动和颠簸，要求IGBT模块的各引线端子有足够强的机械强度，能够在强震动情况下正常运行；4）需具备长使用寿命，要求零失效率。表2各应用场景IGBT参数对比参数要求消费级工业级汽车级温度-20oC-70C-40-85-40eC-125oC湿度低根据使用环境确定OoC-100oC验证JESD27(chips)IS016750(modules)JESD47(chips)IS016750(modules)AEC-QI00、ISO26262ISO/TS16949出错率<3%<1%0使用时间1-3年5-10年15年供货时间高至2年高至5年高至30年工艺处理防水处理防水、防潮、防腐、防霉变处理增强封装设计和散热处理多级防霉设计、双变压器多级防霉设计、双变压电路设计防雷设计、短路保设计、抗干扰设计、短路器设计、抗干扰设计、护、热保护等保护、热保护、超高压保多重短路保护、多重热护等保护、超高压保护等系统成本线路板一体化设计,价格低廉但维护费用较高积木式结构，每个电路均带有自检功能，造价稍高但维护费用低积木式结构，每个电路均带有自检功能并增强了散热处理，造价较高但维护费用也高资料来源：华经产业研究院，飞鲸投研，东海证券研究所1.2.IGBT技术不断迭代，产品推陈出新(1)IGBT产品的技术路径在于不断降低导通损耗、降低开关损耗、提升安全工作区这样三个相互矛盾的方面来进行。IGBT产品作为一个商业化的产品，长期目标是不断提升性能,同时不断降低成本。能够评价IGBT性能的指标有很多个，比较关键指标有三个，其一是降低开关损耗，是指在满足高频率的开关功能条件下，提升转换能量效率；其二是导通损耗,是指电路导通后降低热损耗，提升电能转换效率；其三是提升安全工作区，是指尽可能保证器件在更大的温度、电压、电流范围内稳定工作。除了以上三个核心维度之外，提升电流密度、提高阻断电压、提高结温、减少耗材等性能指标也很重要。通常来说，各个产品性能指标之间是相互矛盾的，同时提升所有性能指标是理想的目的，长期来看是可以实现这一过程的，但短期设计过程往往需要根据下游应用侧重考虑某些重要指标。IGBT经过30余年的不断发展，整体性能不断提升，核心指标来看，功率密度已经提高了3倍，能耗不断降低只有刚开始的1/3,IGBT的新技术依然在不断迭代中。资料来源：未来出行学院，电子工程世界，东海证券研究所(3) IGBT栅极结构从平面栅向TrenCh沟槽型结构发展，再发展到最新的微沟槽型。在平面栅IGBT中，在电子流通方向上，包含沟道电阻RkanaI,JFET电阻RJFET,与漂移区电阻Rn-,通过刺蚀将沟道从横向变为纵向，电子沟道垂直于硅片表面，消除了JFET结构,增加了表面沟道密度，提高近表面载流子浓度，从而使性能更加优化。另一方面，相比于平面栅极IGBT,沟槽IGBT的垂直结构省去了在硅表面上制作导电沟道的面积，更有利于设计紧凑的元胞，即在同等芯片面积上可以制作更多的IGBT元胞，从而增加导电沟道的宽度,降低沟道电阻。微沟槽型栅极结构进一步降低沟槽间距至亚微米级，使得沟道密度更高，高密度的沟槽栅能够有效的调节出最合适的电容比率，在开关过程中较小的开关损耗以及较优的开关特性，同时采用了虚拟陪棚结构和非有源区以提高元胞通态时发射极端载流子浓度平面栅Cnlhirtnr沟槽栅表3IGBT栅极结构的演变结构类型结构示意图结构特点平面栅有较好的栅氧化层质量，栅电容较小，不会在栅极下方造成电场集中而影响耐压，经过优化也可改善器件工作特性，如降低开关损耗等，在高压IGBT(33OOV及以下电压等级)中被普遍采用。沟槽栅结构将多晶硅栅从横向变为纵向，有效提高元胞(Cell)密度，有利于降低功耗，同时载流子分布更理想，沟道电流大，被广泛应用于中、低(1700V及以下)电压等级的IGBT器件中。微沟槽栅降低沟槽栅间距至亚微米级，约60Onm并采用了虚拟陪栅结构和非有源区以提高元胞通态时发射极端载流子浓度。资料来源：公开资料整理，东海证券研究所(4) IGBT纵向结构发展方向从带缓冲层的PT型发展到NPT型再到FS型。PT型使用重掺杂的P+衬底作为起始层，在此之上依次生长N+buffer,N-base外延,最后在外延层表面形成元胞结构。工艺复杂，成本高，饱和压降呈负温度系数，不利于并联，在80年代后期逐渐被NPT取代，目前IGBT产品已不使用PT技术。NPT与PT不同在于，它使用低掺杂的N-衬底作为起始层，先在N-漂移区的正面做成MOS结构，然后用研磨减薄工艺从背面减薄到IGBT电压规格需要的厚度，再从背面用离子注入工艺形成P+collectoro在截止时电场没有贯穿N-漂移区，NPT不需要载流子寿命控制，但它的缺点在于，如果需要更高的电压阻断能力，势必需要电阻率更高且更厚的N-漂移层，这意味着饱和导通电压VCe(Sat)也会随之上升，从而大幅增加器件的损耗与温升。为了进一步调和衬底厚度、耐压和通态压价增大的矛盾，体结构缓冲层的电场截止(FS)被提出，当背面减薄后，先制作一层重掺杂的N型电场截止层，使得硅片更薄。结构类型结构示意图工艺流程结构特点穿通型(PT )发射极 *tN外延履N虎冲慎先以P型的衬底为基础，在P上依次 通过生长的方式制作N缓冲层、N外 延层，然后再制作内部的体P型区 (Body P)和N型发射极区。这种工艺的过程是先制作三极管，然后再制作 MOSFETo饱和导通电压VCES是负温 度系数，不能并联工作，限 制了在一些大功率系统中的 应用；这种结构的硅片的厚 度大，因此热阻大，散热性 能差。但是，这种结构只需 要简单的外延生长，因此工 艺过程简单，硅片的厚度大,加工制作的过程也比较容集电极易控制O这种结构的硅片的厚度小， 因此热阻小，同样的规格， 非穿透型比穿透型的热阻要非穿通型(NPT )先制作MOSFET ,再制作三极管,先 以N型的外延层作基础，在上面依次制 作内部的体P型区和N型发射极区，也 就是制作出MOSFET ,然后，将硅片 反过来，将硅片打磨、减薄，再用等离 子注入的方式，在背面制作出非常薄的 P型集电极区。低40% ,散热性大大的提高 O VCES是正温度系数，可 以并联工作，实现电流均流,扩大功率应用的范围。但 是，这种结构在生产时需要 进行背面减薄，然后再进行 光刻、刻蚀、离子注入等一 系列的工艺，容易发生碎片 和弯曲问题，工艺过程复杂,不容易控制，成本高，成 品率低O场截止型(FS )N场截止境前面的工序和非穿通型一样，不同之处 在于，当背面减薄后，先制作一层重掺 杂的N型电场截止层，对应着相同规格 ,场截止层的掺杂浓度等于非穿通型减小的N型基极区厚度的掺杂浓度的总和集电汲采用薄的N型基极区衬底， 饱和压降低，导通损耗小， 关断速度更快，基本无电流 拖尾，开关损耗小。但是， 这种结构的硅片更薄，加工 的难度更大。资料来源：公开资料整理,力、港址旁明知所(5)IGBT芯片随着每一代产品的升级，各项性能指标均有提升，考虑成本后，当前性价比较高、应用广泛的是第四代产品。如下所表示，全球IGBT龙头企业英飞凌有史以来诞生了七代不同的产品，每一代产品在结构上有较大的差异，在关键性能指标上也都有较大的提升，相对来说越是先进的产品，性能效果越高，能够将产品研发到第几代技术，某种程度上也说明了企业在绝对技术上的研发实力。如果考虑到成本等因素，IGBT目前性价比较高的产品属于第四代产品。表5英飞凌的七代产品之间核心参数对比产品代数以技术特点命名面相片<值芯积对工艺线宽（微米）通态饱和压降（伏）父断时间（微秒）损相>率I值功耗对断态电压（伏）出现时间1平面穿通型100530.510060019882改进的平面穿通型5652.80.37460019903沟槽型40320.2551120019924非穿通型3111.50.2539330019975电场截止型270.51.30.1933450020016沟槽型电场-截止型240.510.1529650020037精细沟槽棚场截止型200.30.80.122570002018资料来源：斯达半导招股说明书，东海证券研究所2.IGBT搭乘新能源快车打开增长空间天花板21.新能源汽车市场成为IGBT增长最充足动力(1)新能源汽车市场快速发展从2021年以来,市场销量呈爆发式增长态势。根据中国汽车协会数据，2021年中国新能源车销量达到352.1万辆，同比增速为157.57%,2022年持续大幅增长达688.7万辆，同比增长95.60%,2019-2022年CAGR达到78.74%,增速处于高位，2023年市场余热未消，继续保持增长势头，可以预见，未来几年新能源车市场将一直处于繁荣上升期，高景气度持续。图9我国新能源汽车市场销量新能源车销量(万辆)一增速(右轴)资料来源：中汽协，东海证券研究所(2)IGBT是电动汽车和直流充电桩等设备的核心器件,直接影响电动汽车的动力释放速度'车辆加速能力和高速度,相对来说汽车芯片认证周期高达3-5年。IGBT主要应用于电动汽车电机驱动、DC/DC升压变换器、双向DC/AC逆变器，以及充电端的DC/DC降压变换器。对于电动控制系统，作用于大功率直流/交流(DC/AC)逆变后汽车电机的驱动；对于车载空调控制系统，作用于小功率直湎交流(DC/AC)的逆变；对于充电桩，在智能充电桩中被作为开关元件使用。IGBT模块占电动汽车成本将近10%,占充电桩成本约20%o汽车IGBT的技术认证标准极高,IGBT要进入到汽车供应商行列，需要满足新汽车级标准LV324/AQG324的要求，同时还要满足中国IGBT联盟和中关村宽禁带联盟等团体标准。认证指标中主要体现在温度冲击、功率循环、温度循环、结温等与全生命周期可靠性。最后，汽车IGBT还要通过终端汽车客户的认证，一般来说，认证周期在35年。图10电动汽车IGBT应用范围车载充电器OBC DCDC直流转换充电桩电池管理资料来源：工采网，东海证券研究所（3）新能源汽车IGBT市场规模测算：模型假设：（1）全球和中国汽车总销量2023、2024年分别保持2%和5%左右低速增长，与全球和中国经济增速保持一致，2025、2026年市场较为饱和，增速放缓；（2）全球新能源汽车销量与全球知名电动汽车市场研究网站保持一致，中国新能源汽车销量与我国国家发展工作规划保持一致；（3）根据ICV报告中数据，2022年新能源车单车IGBT价值量为1902元，随着新能源汽车电动化程度加深，IGBT单车价值量维持缓慢增长。我们根据IGBT单车价值量、全球与中国新能源汽车销量数据，测算出2026年全球新能源汽车IGBT市场规模有望达到655.72亿元，中国新能源汽车IGBT市场规模2026年有望达到亿407.84亿元，2022-2026年CAGR为32.84%,IGBT在新能源汽车应用市场保持较高增速。表6新能源汽车IGBT市场规模测算I2022A2023E2024E2025E2026EI全球汽车总销量（万辆）8162.858326.118492.638620.028749.32YOY-1.36%2.00%2.00%1.50%1.50%全球新能源车渗透率13.26%17.27%22.51%29.49%38.63%全球新能源汽车销售量（万辆）1082.401438.001912.002542.003380.00YOY61.60%42.75%32.96%32.95%32.97%IGBT单车价值量（元）19021910192019301940全球新能源汽车IGBT市场空间（亿元）205.85274.66367.10490.61655.72YOY43.37%33.66%33.64%33.66%中国汽车销量（万辆）2686.372820.692961.723095.003234.28YOY2.09%5.00%5.00%4.50%4.50%中国新能源车渗透率25.64%32.00%45.00%55.00%65.00%中国新能源汽车销售量（万辆）688.70902.621332.781702.252102.28YOY95.60%31.06%47.66%27.72%23.50%IGBT单车价值量（元）19021910192019301940中国新能源汽车IGBT市场空间（亿元）130.98172.40255.89328.53407.84YOY31.62%48.43%28.39%24.14%资料来源:EVsales,iFind,ICV,东海证券研究所测算2.2. 新能源发电前景广阔驱动IGBT增长(1)GBT是光伏逆变器的"心脏"，在光伏领域中市场需求提速较快。IGBT等功率器件作为光伏逆变器、风电变流器及储能变流器的核心半导体部件，对电能起到整流、逆变等作用，以实现新能源发电的交流并网、储能电池的充放电等功能。其中光伏逆变器是最主要的应用场景，光伏IGBT对于可靠性的要求非常高,新能源发电输出的电能需要通过光伏逆变器将整流后的直流电逆变为符合电网要求的交流电后输入电网，这种线路需要将IGBT模块性能的可用性实现最大化以保持电网的稳定性。图11光伏系统示熊图资料来源：工采网，东海证券研究所(2)新能源发电主要包括风电、光伏、储能三部分目前风光储装机量大幅提升，发展势头强劲同时带动IGBT需求增长。光伏逆变器原材料主要由结构件、电感、半导体器件等构成，半导体器件和集成电路材料主要为IGBT元器件、IC半导体等。在碳中和背景下，光伏和风力等新能源的应用已成为指向标，中国光伏发电新增装机容量趋势保持逐年上升态势，根据国家能源局数据，2023年1-8月份光伏装机容量跳跃式增长至11316万千瓦，超过2022年全年新增装机容量8741万千瓦，随着光伏装机量的持续增长，对IGBT的需求也迅速攀升。逆变器中IGBT等电子元器件使用年限一般为10年-15年，而光伏组件的运营周期是25年，所以逆变器在光伏组件的生命周期内至少需要更换一次，这也进一步扩大了IGBT在光伏系统中的使用量。图12中国光伏与风电发电新增装机容量(万千瓦)资料来源：国家能源局，东海证券研究所（3）中国光伏逆变器和风电变流器IGBT市场规模测算：模型假设：（1）全球和国内新增光伏装机量与中国光伏行业协会预测保持一致性，我国光伏行业驶入快车道，而全球发展不确定性因素更高,因此设定同比增速低于我国；（2）光伏组件和光伏逆变器的容配比为1.25;（3）根据SMM数据测算出2022年光伏逆变器单瓦价格为0.20元/W,在降价大趋势下预计2023年降至0.16元/W,在技术迭代与竞争加剧下逐年持续降低，2026年下降至0.13元/W;（4）根据固德威招股说明书IGBT在采购金额中占比数据，我们设定IGBT占光伏逆变器成本比例维持在10%o我们根据光伏新增装机量预测、光伏逆变器需求量和逆变器单位价格等数据定量分析，测算出全球和国内光伏逆变器IGBT国内市场规模将从2022年的36.80亿元和13.99亿元逐年增长至2026年的71.95亿元和27.30亿元，2022-2026年复合增速分布为18.25%和18.20%o表7光伏逆变器IGBT市场规模测算2022A2023E2024E2025E2026E全球新增光伏装机量（GW）230.00356.50481.28601.59691.83YOY35.30%55.00%35.00%25.00%15.00%中国新增光伏装机量（GW）87.41152.97198.86238.63262.49YOY59.30%75.00%30.00%20.00%10.00%容配比1.251.251.251.251.25全球光伏逆变器需求量（GW）184.00285.20385.02481.28553.47中国光伏逆变器需求量（GW）69.93122.37159.09190.90209.99光伏逆变器价格（元/W）0.20.160.150.140.13IGBT占光伏逆变器成本比例10.00%10.00%10.00%10.00%10.00%全球光伏逆变器用IGBT市场规模（亿元）36.8045.6357.7567.3871.95YOY35.30%24.00%26.56%16.67%6.79%中国光伏逆变器IGBT市场规模（亿元）13.9919.5823.8626.7327.30YOY59.27%40.00%21.88%12.00%2.14%资料来源：中国光伏行业协会，国家能源局，SMM,中商情报网，东海证券研究所测算模型假设：（1）全球风电新增装机量分为陆上和海上两大类，陆上和海上新增装机量与全球风能理事会预测保持一致，国内新增风电装机量与国家发展规划和全球风能理事会预测保持一致；（2）风电变流器2022年单价参考龙头公司招标结果公告为0.17元/W,以后年度保持稳定；（3）根据禾望电气招股说明书功率器件在采购金额中占比，我们设定IGBT占风电变流器成本比例维持在10%o根据风电变流需求量、单瓦价格，我们测算出全球和国内风电变流器IGBT市场规模从2022年13.19亿元和6.40亿元翻倍增长至2026年的25.53亿元和16.89亿元，2022-2026年复合增长率分别为17.94%和27.47%表8中国风电变流器IGBT市场规模测算2022A2023E2024E2025E2026E全球陆上新增风电装机量（GW）68.8086.00103.20113.52119.