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功率半导体的效果是在转化和操控电力时进步能量转化功率（抱负转化率 100%）。
依据 IHS，2019 年全球功率半导体商场 400 亿美金，19-25 年复合增速 4.5%；我国是全球最大的功率半导体消费国，2018 年商场需求规划到达 138 亿美元，增速为 9.5%，占全球需求比例达 35.3%。功率半导体是电力电子设备的必备，周期性相对较弱，职业全体增加稳健，功率龙头英飞凌营是全球代表企业。
功率半导体是电子设备中电能转化与电路操控的中心，首要用于改动电子设备中电压和频率、直流沟通转化等。功率半导体细分为功率器材（分立器材的一支）和功率 IC（集成电路的一支）。功率半导体的产品和技能立异，其方针都是为了进步能量转化功率。下图紫色所示部分均为功率半导体。
功率半导体产品梯次多，IGBT 是新一代功率半导体中最典型、增速最快的赛道。功率分立器材的演进途径根本为二极管→晶闸管→MOSFET→IGBT，其间IGBT 是功率半导体新一代中的典型产品。IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型晶体管，是由 BJT（双极型三极管）和 MOSFET（绝缘栅型场效应管）组成的全控-电压驱动的功率半导体， IGBT 既有 MOSFET 的开关速度快、输入阻抗高、操控功率小、驱动电路简略、开关损耗小的长处，又有 BJT 导通电压低、通态电流大、损耗小的长处，在高压、大电流、高速等方面是其他功率器材不能比较的，因而是电力电子范畴较为抱负的开关器材，也被誉为“电力电子器材里的 CPU”。
依据 WSTS 等相关计算，现在全球功率半导体中约 50%是功率 IC，其他的一半是 功率分立器材；在功率分立器材出售 2017 年占比中，MOSFET 占比最高，约占 31%， 其次是二极管/整流桥占比约 29%，晶闸管和 BJT 等占分立器材约 21%，IGBT 占比 19%，可是其复合增速是一切产品中最快的。
IGBT 产品更新慢，价格安稳。从 20 世纪 80 年代至今， IGBT 芯片阅历了 6 代晋级，如下图。
现在，英飞凌界说的 IGBT4代是商场干流，已运用了十年以上。2018年末，英飞凌推出 IGBT7，较 4 代面积削减 25%，本钱、功耗均有大幅下降，但间隔规划化运用仍需求 2-3 年。IGBT 更新换代慢的原因在于用户关于安稳性的要求，而产品的安稳性验证周期较长，一般需求 5~10 年来验证可靠性和运用端的问题。
IGBT 技能和壁垒极高，产品重经历，品牌重堆集。高端功率器材如 IGBT 垂青工程师经历，数字电路的规划中心在于逻辑规划，可经过 EDA 等软件，而功率半导体和模仿 IC 相似， 需求依据实践产品参数进行不断调整和权衡功能和本钱，因而，对工程师的经历要求也更高，优异的规划师需求 10 年乃至更长时刻的经历。
其规划工艺极为杂乱，不只要坚持模块在大电 流、高电压、高频率的环境下安稳作业，还需坚持开闭和损耗、抗短路才干和导通压降保持平衡。企业只要具有深沉的技能底蕴和强壮的立异才干，堆集丰厚的经历和常识储藏，才干在职业中安身。
IGBT 模块对产品的可靠性和质量安稳性要求较高，生产工艺杂乱。IGBT 模块作为工业产品的中心器材，需求习惯不同运用范畴中各种恶劣的作业环境，因而对产品质量的要求较高。
IGBT 在工业操控及自动化、新动力轿车、电机节能、太阳能发电、风能发电等许多范畴都有广泛的运用；用于在各种电路中进步功率转化、传送和操控的功率，其间在新动力车中的驱动体系是最典型的运用。
全球的 IGBT 运用来看，工控占比 37%，为最大的运用范畴，电动轿车 28%， 新动力发电 9%，消费范畴 8%；而在国内，由于我国高铁兴旺，下流运用范畴工业操控 29%，轨道交通 28%，新动力轿车 12%，新动力发电 8%，不过跟着我国新 动力范畴的不断开展，新能车和光伏、风电这两块需求占比未来将继续上升。
IGBT 商场竞争格式较为会集，欧美日根本独占，国产比例极低。全球前五大 IGBT 厂商（英飞凌、三菱、富士电机、安森美、瑞士 ABB）的比例超越 70%；国内企业现在的商场比例遍及偏小，IGBT 多以 IGBT 模块方式呈现，现在国内 IGBT 模块进入全球前 10 的只要斯达半导，但也仅仅是占全球 IGBT 模块商场比例 2.2%。
由于 IGBT 的下流运用新动力车、光伏、风电 等这些新式范畴，我国在全球话语权高于曩昔的传统燃油车和工控范畴，因而在 IGBT 的增量空间中有一半以上需求都来自我国，未来几年我国的 IGBT 商场需求占比将从 2019 年不 35%提高到 2025 年的 50%或以上，为我国的 IGBT 厂商提高比例和竞争力发明了杰出的条件，国产 IGBT 厂商商场比例和业务量的提高潜力十分大。
2）车载空调操控体系：小功率直流/沟通逆变，这个模块作业电压不高，单价相 对也低一些；
3）充电桩中 IGBT 模块被用作开关运用：充电桩中 IGBT 模块的本钱占比挨近 20%；
2）本钱占比第二大的是电机驱动体系,能够到达电动车总本钱的 15%~20%,而 IGBT 则占到电机驱动体系本钱 40%-50%，也就是说，IGBT 占新动力车总本钱挨近 8% 的比例。
新动力轿车对 IGBT 需求是纯增量，由于传统燃油车功率半导体器材电压低，只需求 Si 基的 MOSFET，而新动力轿车在 600V 以上 MOSFET 无法到达要求，必需求换成 IGBT；因而IGBT 是仅次于电池以外第二大获益的零部件。
依据 Yole Development 的测算，每辆新动力车估计需求均匀约 450 美元的 IGBT，2025 年猜测新动力车销量 504 万辆（依据国家新动力轿车工业开展规划——2025 年电动乘用车浸透率约 25% 计算得出），能够简略测算出我国 2025 年车载 IGBT 商场规划达 22 亿美金；到时全球新动力车数量估计为国内的 3 倍（即海外销量为国内的 2 倍）， 全球车载 IGBT 商场规划达 66 亿美金，相当于再造一个 IGBT 商场（2019 年全球总的 IGBT 在 60 亿美金量级）。
IGBT 继续获益于光伏和风电在动力结构中占比提高。风电和光伏中的整流器和逆变器都需求用到 IGBT 模块。依据动力局数据，2019 年国内光伏装机 30.11GW，全球光伏装机 115GW。
据 BloombergNEF 猜测， 2025 年全球光伏新增装机挨近 300GW，风电估计有 2.5 倍左右的增加，则测算风电和光伏 2025 年对应 IGBT 的全球需求量级在 12-15 亿美金。
白色家电的变频驱动 IGBT 继续生长。IGBT 是“变频器”的中心部件之一，变频白色家电的推行能够为 IGBT 的 IPM 带来安稳的商场。现在白色家电的变频浸透率还有提高空间：依据工业在线网，近年来国内白电变频浸透率在继续提高。Yole 估计 2022 年白色家电变频驱动 IGBT 商场规划达 9.9 亿美金，较 17 年增加 22%。
工控范畴是 IGBT 运用的根本盘。IGBT 模块是变频器、逆变焊机等传统工业操控及电源职业的中心元器材，且已在此范畴中得到广泛运用。
在变频器范畴，IGBT 模块在变频器中不只起到传统的三极管的效果，亦包含了整流部分的效果。依据前瞻工业研究院数据，我国变频器商场规划整体呈上升态势，估计到 2023 年，高压变频器的商场将到达 175 亿元左右。
在逆变焊机范畴，逆变式弧焊电源（又称弧焊逆变器）这种新式的焊接电源，为电焊机商场带来继续升温需求。
全球工控 IGBT 下流商场较为涣散，商场需求较为安稳，可将工控运用视为 IGBT 职业的根本盘，需求安稳且动摇相对较小。
全球多家功率半导体巨子均有布局下一代依据氮化镓（GaN）和碳化硅（SiC）的 功率半导体，对传统硅基功率半导体件带来了应战。SiC 和 GaN 是第三代半导体资料，与榜首二代半导体资料比较，第三代半导体资料具有更宽的禁带宽度、更高的击穿电场、更高的热导率、更高的电子饱满速率及更高的抗辐射才干，更适合于制造高温、高频、抗辐射及大功率器材。
电堂往期精选文章对宽禁带半导体技能的功率半导体的运用范畴、开展前景、全球及本乡工业格式做了翔实剖析：?请戳：宽禁带半导体：颠覆者仍是搅局者？
受制于本钱问题，未来 3-5 年 IGBT 仍是最重要的运用，依据第三代半导体技能的碳化硅（SiC）的本钱太高、产品参数不安稳。而阻止 SiC 本钱下降的首要原因是基材缺点。本钱下降和产品安稳需求时刻验证，依据英飞凌 2020 年功率半导体运用大会上专家发表，现在 SiC MOSFET 真实落地的时刻还十分短，在车载范畴才刚开始商用， 一些比如短路耐受时刻等技能指标没有供给足够多的验证，一个高端功率半导体从客户认证到产品试运用再到产品批量运用要比较长的时刻，因而，未来 3-5 年 IGBT 还 是干流的高端功率半导体产品，SiC 会在部分高端新动力车范畴有一些逐渐缓慢的浸透。
第三代半导体资料 SiC 等作为功率半导体技能演进的方向之一，国内 IGBT厂商在依靠本乡下流需求+国产代替浪潮下，也应有对 SiC 进行前瞻布局。国内IGBT龙头企业斯达半导的光伏的 SiC 器材模块已量产，车用 SiC 模块现已完结样品认证；中车年代电气已有5 款 SiC 肖特基（SIC SBD 产品）。
现在来看，SiC 工业链被国外高度独占，未来 2-3 年当 SiC 本钱由现在是 Si 基 4-5 倍下降至 2 倍。跟着SiC 技能和国内 SiC 上下流工业链趋于老练，会有更多SiC IGBT 相关产品面世，国内商场浸透率会逐渐提高。但未来 3-5 年 Si IGBT 仍是运用干流，本乡厂商应在工控、家电、新动力范畴经过国产代替提高比例。
功率半导体商场空间大、产品认证时刻长、产品迭代慢且重视工程师经历和供货商口碑堆集，是半导体职业的优质赛道，一起功率半导体范畴技能和产品在不断立异开展，最新一代典型产品 IGBT 获益于职业产品晋级 （运用场景和占比提高）+轿车电动化、清洁动力占比提高等带来的超高景气量，以及可预期的国产代替提高比例，估计未来 5 年国内 IGBT 职业会有十分好的生长性。