车规级IGBT模块,持续放量

3 月 28 日的发布会上，小米雷军对外正式公布了小米 SU7 各版本的售价。同时，雷军宣布特别推出 5000 台小米 SU7 创始版。创始版除可选标准版及 Max 版基本配置外，还有专属车标、配件等权益。由于提前生产，不可选配，故相关车型可最先交付，而非创始版的小米 SU7 标准版与 Max 版于 4 月底启动交付，Pro 版在 5 月底启动交付。

几天后的 4 月 3 日，小米汽车创始版迎来首批交付。在北京亦庄小米汽车工厂总装车间的交付现场，雷军亲手将车交给车主并和车主合影留念，再挥手目送每位车主离开。「幸福到眩晕」「千亿老板给我开车门」的话题热度也是居高不下。

IGBT 的用量随之激增，但上游产业链扩产速度明显跟不上市场需求，在今年 2 月，行业即发出预警，认为 IGBT 或将成为今年下半年汽车生产的瓶颈。

IGBT 是新能源车的 IGBT

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。

IGBT 是由双极结型晶体管（BJT）和 MOSFET 组成的复合功率半导体器件。它结合了 BJT 的高耐压性和 MOSFET 的高输入阻抗，使其成为新能源汽车的「CPU」和核心部件。IGBT 直接控制驱动系统中直流电和交流电的转换，决定新能源汽车的最大输出功率、扭矩等关键数据。

电动汽车的核心在于高压（200-450V DC）电池及其相关的充电系统。电动汽车的主电机驱动通常需要功率器件驱动功率为 20-150kW，平均功率在 70kW 左右。由于驱动功率、电压较高，能耗敏感性较高，电动汽车制造商常采用导通压降较低、工作电压较高的 IGBT 模块。

可见，相比硅基 MOSFET，IGBT 更适合高压工作，两者相辅相成。

在电力驱动系统中，逆变器模块中使用 IGBT，将电池的直流电转换为交流电来驱动电机。在电源系统中，IGBT 用于各种 AC-DC 和 DC-DC 转换器中，为电池充电并执行功率电平转换功能。另外，电动汽车充电站采用 IGBT 逆变电源模块，将直流电逆变为交流电，再通过变压器耦合和整流单元变换成不同的电流和电压规格，方便电动汽车充电。

从市场竞争来看，IGBT 目前由欧洲和日本主要厂商占据主导地位，前五名企业占据了 60% 以上的市场份额。据民生证券统计，英飞凌科技目前市场份额为 32.7%，是 IGBT 领域的绝对巨头。

在应用解决方案方面，英飞凌推出了汽车 IGBT 模块 FS820R08A6P2B，该模块具有匹配的发射极控制二极管，满足汽车应用要求。

英飞凌的 750V HybridPACK 驱动模块

据介绍，英飞凌 750V HybridPACK 驱动模块是一款针对混合动力和电动汽车主逆变器（xEV）进行优化的超紧凑型功率模块。该产品系列提供最大的电压和功率可扩展性，有六种不同的封装版本，涵盖 200A-900A 的功率范围和 400V-1200V 的电压范围（芯片额定值）。直接焊料冷却 (DSC) 技术的使用不仅提供了充足的扩展可能性，而且效率提高了 25%。

英飞凌提供不同电压和电流水平的多种产品组合，包括裸芯片、分立器件、功率模块和组件，提供多样化的 IGBT 产品系列。引线键合 FS820R08A6P2B (820A/750V) 是一款针对 150kW 逆变器进行优化的六装模块。该电源模块采用 EDT2 IGBT 芯片，采用汽车微图案沟槽场截止单元设计。该芯片提供基准电流密度、出色的短路耐受性、增强的电压阻断能力，确保即使在恶劣的环境条件下也能可靠运行。EDT2 IGBT 还表现出出色的轻载功率损耗，有助于显着提高实际周期中的系统效率。该芯片针对 10kHz 范围内的开关频率进行了优化。

从价值来看，IGBT 约占新能源汽车电控系统总成本的 37%。它们是控制系统中最关键的电子元件之一，电气化程度越高，车辆中 IGBT 的比例就越高。预计到 2025 年全球新能源汽车 IGBT 市场规模将达到近 40 亿美元，5 年复合增长率（CAGR）达 39.4%，市场潜力巨大。

目前，由于新能源汽车爆发性需求与供应扩张周期不匹配，整个汽车 IGBT 市场面临着严重的供应短缺。

早在 2022 年，业内就有消息称，安森美半导体深圳工厂 2023 年的 IGBT 产能已全部售空，该公司已停止接受新的 IGBT 订单，以降低无法交付的风险。此举表明当前市场对汽车级 IGBT 的高需求。一些供应链厂商表示，2023 年汽车级 IGBT 的供需缺口没有缓解的迹象。

大厂抢产能

车规级 IGBT 产能紧张引发的供需失衡已存在较长时间，汽车产业链市场在去年就开始抢产能。具体来说，以下是一些知名厂商及其在争夺车规级 IGBT 产能方面所采取的策略：

士兰微作为国内的一家重要企业，在新能源汽车市场进行了积极布局。在分立器件领域，士兰微 2023 年收入达到 48.32 亿元，同比增长 8.18%。IGBT 产品营收达到 14 亿元，同比大幅增长 140%。公司自主研发的电车主电机驱动模块已在多家客户实现批量供货，预计未来将持续增长。公司预计 IGBT 将在 2024 年实现满产，并计划在未来进一步拓展光伏市场的份额。此外，士兰微的车用 PIM 模块、LVMOS 单管、IGBT 单管等产品已经实现批量供应，SiC 产品也成功上车，并与吉利、领跑、威迈斯等客户建立了合作关系。

士兰微正加速推进新能源领域布局，SiC 产线建设进展顺利，预计 2024 年底产能将大幅提升。公司自主研发的 SiC-MOSFET 产品已实现量产，全年营收有望达到 10 亿元。

公司目前已批量进入新能源车市场的产品主要有 PIM 模块、LVMOS 单管、IGBT 单管等，目前当月销售额已接近 1 亿元左右，预计 2024 年新能源车市场的销售额会排在公司各细分市场销售额的第一位。

在 IGBT 方面，2023 年第三季度 12 寸线正在加快调整产品结构，减少了低附加值产品的产出，而 IGBT 产品还在上量过程中，因此产能利率目前没有打满；目前 12 寸线 IGBT 产能已有 2.5 万片/月，实际产出 1.5 万多片/月，随着后续 IGBT 进一步上量，产能利用率会显著回升，预计到 90% 以上。

英飞凌作为德国的一家知名企业，在 IGBT 领域具有深厚的技术积累。公司不断推出创新的 IGBT 产品，以满足市场对高性能、高效率的需求。

三菱电机株式会社作为日本的一家老牌企业，在 IGBT 领域也有着不俗的表现。公司注重技术研发和产品创新，通过推出新型 IGBT 模块和 IPM 模块，不断提升产品的性能和可靠性。三菱电机的 IGBT 产品在工业控制和变频家电等领域有着广泛的应用。

卷起来的技术

此外，富士电机株式会社、斯达半导、华润微、时代电气等国内外厂商也在 IGBT 产能的争夺中表现出色。他们通过加大研发投入、优化生产流程、拓展销售渠道等方式，不断提升自身的竞争力和市场份额。例如在本土 IGBT 厂商中，目前已有多家实现第七代 IGBT 技术。

IGBT7 作为最新一代技术，其沟道密度更高，元胞间距也经过精心设计并且优化了寄生电容参数，从而实现 5KV/us 下的最佳开关性能。随着光伏产业，新能源汽车产业的发展，IGBT7 有望进一步推广。

4 月 3 日，有投资者提问振华科技：IGBT 领域长期被国外厂商占据大部分市场，请问贵公司是否开发了多种规格型号，以满足不同领域比如新能源电动车，光伏逆变器，风力发电，电网，轨道交通等不同领域的不同需求？就此，振华科技董秘表示，公司已成功研制出 10 余种采用第 7 代 IGBT 芯片技术的功率模块（单管），主要应用于特种领域。据悉是 1200V/900A 功率模块。

除此之外，斯达半导体已经基于第七代微沟槽 Trench Field Stop 技术的 750V 车规级 IGBT 模块实现大批量装车；

新洁能基于 650V 和 1200V 产品平台，使用第七代微沟槽场截止技术的 IGBT 芯片，多款模块产品完成开发，逐步量产；

时代电气研发突破第七代超精细沟槽 STMOS 技术；

士兰微电子已经也推出了第七代产品，内部对应的是 5+，性能测试下来完全符合，目前已在客户验证导入和小批量阶段；

宏微科技的 IGBT 技术已更新到第七代，已实现了 25A 小批量交付、完成了 150A、200A 的拓展;

北京贝茵凯微电子有限公司已成功研发全自主的「第七代大功率 IGBT」，并已于 12 英寸晶圆上面世。

虽然这些厂商在争夺 IGBT 产能方面取得了显著成果，但市场竞争依然激烈。随着可再生能源和新能源汽车等领域的快速发展，IGBT 市场的需求还将继续增长。因此，厂商们需要不断创新和提升技术水平，以应对市场变化和客户需求的变化。