缺芯，一直是我國科技產(chǎn)業(yè)揮之不去的痛。因?yàn)?a href="/tags/芯片" target="_blank">芯片的作用實(shí)在太大了，發(fā)展至今它已經(jīng)滲透到我們的方方面面，比如汽車、各種智能家居、電子產(chǎn)品的正常使用，都依賴于一顆小小的芯片。

數(shù)據(jù)顯示，中國每年芯片進(jìn)口規(guī)模在3000億美元以上，超過原油，是我國第一大進(jìn)口品類。

所以，為了解決“缺芯”的卡脖子問題，近年來我國在政策方面給予了大力的支持，并且也取得了不小的成就。

“碳中和”背景下，大力發(fā)展清潔能源已經(jīng)是大勢(shì)所趨，光伏和風(fēng)力發(fā)電在能源結(jié)構(gòu)中的占比不斷提升。IGBT作為能源變換與傳輸?shù)暮诵钠骷谛履茉雌?、光伏、風(fēng)電等領(lǐng)域應(yīng)用極為廣泛。

在傳統(tǒng)能源的消耗端，IGBT在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用能夠有效減少電力消耗，幫助實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。2021年，我國光伏發(fā)電市場(chǎng)蓬勃發(fā)展的同時(shí)，海外光伏芯片大廠因疫情交期延長(zhǎng)，逆變器IGBT芯片供需矛盾凸顯。未來隨著國產(chǎn)替代進(jìn)程的開啟，IGBT需求及其國產(chǎn)化替代將迎來黃金發(fā)展期。

近期，開源證券電子團(tuán)隊(duì)發(fā)布行業(yè)深度報(bào)告《功率半導(dǎo)體專題系列二：風(fēng)光發(fā)電及儲(chǔ)能前景廣闊，IGBT深度受益——行業(yè)深度報(bào)告》，為您深入分析“碳中和”背景下IGBT 等功率半導(dǎo)體器件的行業(yè)發(fā)展機(jī)會(huì)。

數(shù)據(jù)顯示，截至2019年，我國半導(dǎo)體市場(chǎng)本土企業(yè)供應(yīng)約占16%;預(yù)計(jì)2020-2030年我國半導(dǎo)體供應(yīng)我國本土企業(yè)滲透率將持續(xù)上升，到2030年將達(dá)到40%。

如今在半導(dǎo)體板塊中，尤其引人關(guān)注的是功率半導(dǎo)體，而功率半導(dǎo)體中，最吸引眼球的則是IGBT。 給大家簡(jiǎn)單科普一下， IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)是絕緣柵雙極型晶體管的縮寫。

功率半導(dǎo)體是電子裝置中電能轉(zhuǎn)換與電路控制的核心，它的作用類似于人類的心臟，主要用于電壓、頻率的調(diào)節(jié)以及直流交流轉(zhuǎn)換，因此功率半導(dǎo)體的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。

逆變器主要由半導(dǎo)體功率器件(和驅(qū)動(dòng))、控制電路兩大部分組成。逆變器的工作原理是通過功率半導(dǎo)體器件的高頻開關(guān)，把直流電能變換成交流電能。

逆變電路中都使用具有開關(guān)特性的半導(dǎo)體功率器件(如IGBT、MOSFET等)，由控制電路周期性地對(duì)功率器件發(fā)出開、關(guān)脈沖控制信號(hào)(如PWM脈寬調(diào)制信號(hào))，控制各個(gè)功率器件輪流導(dǎo)通和關(guān)斷，再經(jīng)過變壓器藕合升壓或降壓后，整形濾波輸出符合要求的正弦波交流電。

作為復(fù)合功率半導(dǎo)體器件，IGBT具備控制功率小、輸入阻抗高以及損耗小等諸多優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為電力電子領(lǐng)域開關(guān)器件的主流發(fā)展方向，在新能源汽車、軌道交通、航空航天等多個(gè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。而在全球“碳中和、碳達(dá)峰”的大趨勢(shì)下，新能源汽車、新能源發(fā)電以及儲(chǔ)能等節(jié)能產(chǎn)品市場(chǎng)，將進(jìn)一步推動(dòng)IGBT市場(chǎng)的蓬勃發(fā)展。

IGBT受制于人,從上述來看，IGBT芯片不僅應(yīng)用廣泛，而且，對(duì)于相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展極為重要。不過，如此重要的半導(dǎo)體器件，國內(nèi)IGBT市場(chǎng)長(zhǎng)期以來被外企壟斷。數(shù)據(jù)顯示，我國IGBT市場(chǎng)主要被英飛凌、三菱、富士電機(jī)以及ABB等國際廠商所壟斷，尤其是在高端IGBT芯片市場(chǎng)上，90%主要依賴進(jìn)口。其實(shí)，我國IGBT受制于人的原因有很多，首先，IGBT芯片涉及的技術(shù)壁壘較高，根據(jù)筆者了解，這類產(chǎn)品在研究過程中，需要應(yīng)用到諸多學(xué)術(shù)內(nèi)容，如電磁學(xué)、熱學(xué)、力學(xué)等等，加上我國本身存在高端人才匱乏的情況，所以，長(zhǎng)期以來，IGBT芯片的研究嚴(yán)重落后于其他外企。

其次，我國在IGBT器件方面未形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈。縱觀IGBT賽道的競(jìng)爭(zhēng)，頭部效應(yīng)集中的現(xiàn)象極為明顯，如英飛凌、富士電機(jī)，他們從設(shè)計(jì)、制造以及設(shè)備等方面，都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自主可控，其中英飛凌在IGBT芯片的研發(fā)方面，已經(jīng)進(jìn)行了7次技術(shù)迭代，達(dá)到了頂尖的技術(shù)水平。值得一提的是，在“十四五”規(guī)劃中，IGBT已經(jīng)被我國列為未來重點(diǎn)攻克的技術(shù)之一，毫無疑問，在市場(chǎng)和政策的雙加持下，國內(nèi)IGBT企業(yè)將迎來巨大的發(fā)展機(jī)遇。

國產(chǎn)IGBT迎來“猛獸”,就目前來看，我國IGBT市場(chǎng)已經(jīng)逐漸形成一定的規(guī)模，誕生出了一批功率半導(dǎo)體技術(shù)的揚(yáng)帆啟航者，比如深圳尚陽通科技。成立于2014年的尚陽通，是一家專注功率半導(dǎo)體產(chǎn)品研發(fā)的企業(yè)，通過出色的工藝和IC設(shè)計(jì)能力，其先后推出了一系列對(duì)標(biāo)一線廠商的功率器件產(chǎn)品。

如今，尚陽通科技更是挺進(jìn)IGBT賽道，經(jīng)過不斷的技術(shù)研發(fā)和迭代，尚陽通的IGBT產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入第二代，根據(jù)不同的場(chǎng)景，尚陽通將自研的IGBT芯片劃分為不同的系列，如U系列、L系列以及H系列。更值得一提的是，尚陽通的IGBT產(chǎn)品已經(jīng)逐步進(jìn)入汽車電子、電池管理以及光伏逆變等領(lǐng)域，并受到客戶的青睞。

特斯拉(TSLA.US)、蔚小理在生活周邊越來越多地出現(xiàn)，新能源車的快速滲透直接帶來了寧德時(shí)代(300750.SZ)等電池行業(yè)的崛起。而本輪新能源車的發(fā)展，帶來的不僅是動(dòng)力方式的轉(zhuǎn)變，還有自動(dòng)駕駛、智能座艙等智能化的趨勢(shì)。電動(dòng)化用電力資源取代了石油資源成了汽車動(dòng)力的新血液，而智能化更是賦予了汽車更多感知(傳感器)、決策(主控芯片)等的擬人化感官特征。

攝像頭、大屏幕、主控芯片、存儲(chǔ)芯片都是計(jì)算機(jī)的重要組成部分，而這些部件也同樣在新能源車中越來越多地出現(xiàn)，新能源車越來越像是一臺(tái)“帶輪子的計(jì)算機(jī)”。那么，在新能源汽車中增加了哪些半導(dǎo)體呢?

汽車電動(dòng)化：由于動(dòng)力來源從石油資源轉(zhuǎn)換成電力資源，原本的核心部件內(nèi)燃機(jī)也由三電系統(tǒng)取代。其中IGBT等功率半導(dǎo)體是新能源車三電系統(tǒng)的重要組成部分;

汽車智能化：通過對(duì)汽車的智能化提升，賦予汽車擬人化的感官特征，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛、智能座艙等功能。傳感器用于感知、存儲(chǔ)用于記憶、計(jì)算控制芯片用于運(yùn)算控制等，智能化全面提升了新能源車對(duì)半導(dǎo)體的需求。

汽車電動(dòng)化和智能化的雙重推進(jìn)下，直接提升了汽車半導(dǎo)體的市場(chǎng)空間，而在這么多汽車半導(dǎo)體賽道中，哪個(gè)是相對(duì)優(yōu)選的賽道呢?

長(zhǎng)橋海豚君本篇從市場(chǎng)空間和賽道增速角度比較各賽道的情況：

1)市場(chǎng)空間：2025年IGBT/車用SoC芯片/存儲(chǔ)芯片/MCU>雷達(dá)模塊>攝像頭模塊>激光雷達(dá);

2)市場(chǎng)復(fù)合增速：未來五年IGBT具有40%以上的復(fù)合增速，大幅領(lǐng)先其他領(lǐng)域。攝像頭模塊/存儲(chǔ)芯片/車用SoC芯片/雷達(dá)模塊增長(zhǎng)幅度都處于15-20%區(qū)間，MCU在集成化的轉(zhuǎn)變中增速受到抑制，激光雷達(dá)隨著L3級(jí)自動(dòng)駕駛有望起量。