近年来，在电动车、光伏风电、变频家电等下游需求拉动下，IGBT行业保持快速增长态势，但上游产业链扩产速度明显跟不上市场需求。供应链消息显示，目前IGBT缺货已高达50周以上，供需缺口已经拉长到50%以上，市场部分料号供货周期更是拉到了60周。行业发出预警，IGBT或将成为今年下半年汽车生产的瓶颈。
IGBT是什么
IGBT是一种大功率的电力电子器件，是能源转换与传输的核心器件，也是电力电子装置的“CPU”。采用IGBT进行功率变换，能够提高用电效率和质量，具有高效节能和绿色环保的特点，是解决能源短缺问题和降低碳排放的关键支撑技术。
IGBT的应用领域很广，如工业领域中的变频器，家用电器领域的变频空调、洗衣机、冰箱，轨道交通领域的高铁、地铁、轻轨，军工航天领域的飞机、舰艇以及新能源领域的新能源汽车、风力发电等。
此外，IGBT模块在电动汽车中发挥着至关重要的作用，是电动汽车及充电桩等设备的核心技术部件。IGBT模块占电动汽车成本将近10%，仅次于电池，占充电桩成本约20%。
车规级IGBT为何缺
当前，车规级IGBT行业下游主要面向新能源汽车。从上游来看，原材料缺。随着5G商用以及疫情宅经济加速推动社会数字化转型，新能源车、家电、数码等终端设备市场起暖，带动半导体需求增长，目前各大晶圆代工厂商均产能满载。受益于新能源汽车和充电桩需求的快速提升，有媒体表示，预计2025年全球车规级IGBT模块所需的8寸晶圆量达169万片，较2020年增长5.4倍，晶圆制造需求缺口巨大。
从下游来看，需求旺。根据我国《新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）》提出新能源汽车发展愿景，计划到2025年，国内新能源汽车渗透率达到20%。国际上，欧洲多国二氧化碳限排政策，新能源汽车补贴政策双管齐下，以应对全球气候变暖的压力，汽车电动化路线愈加明显。在欧盟，ACEA汽车温室气体排放协议规定，到2030年以前， 汽车二氧化碳排放量需低于每公里59克。根据英飞凌测算，欧盟新能源汽车渗透率将在2030达到40%。
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%。
此外，智研咨询发布的《2021-2027年中国车规级IGBT行业市场深度分析及投资趋势分析报告》显示：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：
车规级IGBT生产的三大壁垒
产品壁垒：车规级 IGBT 需具备使用寿命长、故障率低、抗震性高等严格要求，能适 应“极热”“极冷”的高低温工况、粉尘、盐碱等恶劣的工况环境，承受频繁启停带来的电流频繁变化，对产品要求极高。
工艺壁垒：车规级 IGBT 设计时需保证开通关断、 抗短路和导通压降三者的平衡，参数优化特殊复杂。生产制造时薄片工艺容易碎裂、正 面金属熔点限制导致退火温度控制难度大。此外，IGBT 模块封装的焊接和键合环节技 术要求同样较高。
认证周期长、替换成本高、具备经验曲线效应，行业先发优势明显。
1. 车规级IGBT需满足可靠性标准、质量管理标准、功能安全标准，才有资格进入一级汽车厂商的供应链，认证周期一般至少2年。
2. 由于IGBT模块是汽车中的关键部件，下游厂商出于安全性、可靠性的考虑，替换时往往呈谨慎态度，只有经过大量验证测试并通过综合评定后，才会做出大批量采购决策，替换成本高。
3. IGBT业务需要长期的经验积累才能达到良好的know-how水平。
4. IGBT行业属于资本密集型行业，生产、测试设备基本需要进口。此外，对IGBT生产企业的流动资金需求量也较大，新进入者在前期往往面临投入大、产出少的情况，需要较强的资金实力作后盾，才能持续进行产品的研发、生产和销售。综合来看，IGBT行业中的先行企业具有明显的先发优势。
主流大厂已停止接单
近日有业内人士表示，目前IGBT已出现交货紧张情况，“从交货周期看，已全线拉长到50周以上，个别料号周期更长。”同时，富昌电子等分销商官网也显示，42条物料货期在45周及以上，部分分销商的部分料号货期甚至拉长到了60周。
为了应对这一市场现状，国内外IGBT厂商都在积极扩产。
国内供应商中，比亚迪半导体IGBT产能至2021年6月即接近满产，其与时代电气的新增晶圆产线均处于早期建设阶段，没有额外产能释放。在这样的背景下，华虹半导体、积塔半导体、士兰微、华润微，甚至是中芯绍兴等产业链企业也加入到车规级IGBT生产中来。
“国内企业切入车规级IGBT的时间并不长，目前华虹半导体的产能也很吃紧。”业内人士认为，短期内，本土企业新增的车规级IGBT产能仍难以形成效应。
不仅如此，国际大厂的扩产进度也跟不上市场需求，国外研发IGBT器件的公司主要有英飞凌、ABB、三菱、西门康、东芝、富士等，目前均有扩产。
英飞凌的12吋晶圆产线已经开始投产，但产能仍在爬坡中，前期产能为2万-3万片/月，目前扩产比重约为10%，无法满足市场对IGBT的增量需求；产能预计要到2023年-2024年才能达到8万片/月以上。
而安森美和ST的扩产计划相对慢些，业内人士认为，“目前没有看到明显扩产，今年功率器件领域扩产比重预计为5%左右。”
安森美深圳公司的G先生也表示，“我们对大客户都是采取直供模式，且2年一签，我们现在的产能刚好能满足已签订单的需求。目前我们今年、明年的订单都已经全部订出去了，我们现在已经不接单了。没有足够的产能，接单也无法交付，还要面临违约的风险。不仅是我们，其他主要供应商也面临这样的情况。”
从停止接单的动作也可以看出，国际大厂根本无力应对车规级IGBT的市场需求，或许等上述厂商的扩产产能开出才能缓解这一现状。
IGBT缺货或延续至2023 H2
有机构表示，结合供需测算以及产业调研，IGBT供需偏紧格局有望延续至2023 H2。
机构称，基于对全球IGBT晶圆供需格局的测算，2020~2023年全球IGBT晶圆层面的供需比分别为1.01/0.84/0.84/0.95。其中2020年全球IGBT产业整体保持供需平衡状态，2021年电动车、新能源发电、工控、变频家电等下游对IGBT需求快速增加，但同时IGBT产能增加有限，导致供需比降至0.84；同时，前期原厂、渠道、客户端的库存保障了下游行业的正常运转，但整体保持供需偏紧状态，导致供需比仍维持0.84，预计2022年全年IGBT供需仍将持续紧张。结合供需测算以及产业调研，本轮IGBT供需偏紧格局有望延续至2023年。
