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IGBT 中高压前景广，新格局望重塑

电力设备新能源行业功率半导体专题之一｜2020.2.17

中信证券研究部

核心观点

弓永峰

首席电新分析师

S1010517070002

徐涛

首席电子分析师

S1010517080003

宋韶灵

首席新能源汽车分

析师

S1010518090002

联系人：华夏

IGBT 中高压市场空间广阔，新能源汽车产业链孕育超千亿需求蓝海，其他中

高压需求稳中有升。行业迎来材料升级、中国市场快速增长、国产企业加速入

局三重变革，全球产业格局有望重塑。重点推荐完整 IDM 布局完整且规模化生

产有配套应用的国产企业，重点推荐中车时代电气（H）、国电南瑞、比亚迪

（A+H）。

▍IGBT 性能优先，三代半导体材料崭露头角。IGBT 驱动功率小而饱和压降低，

性能领先因而广泛应用于新能源汽车、新能源、轨交等市场。IGBT 持续在器件

纵向结构、栅极结构、晶圆工艺上迭代，同时以 SiC、GaN 为代表的第三代半

导体材料有望加速产业化应用，预计未来三年 CAGR 分别达 39%和 83%。

▍市场空间广阔，全球产业格局望重塑。近年来，全球功率半导体市场增长趋于

停滞（CAGR 约 3%），IGBT 受益新能源汽车及充电桩等行业高景气度，市场

增长较快，2018 年全球规模约为 435.7 亿元（同比+17.4%），我国达到 161.9

亿元（同比+22.2%）。海外龙头地位稳固（英飞凌市占率约 30%），新能源汽

车供应链及国产厂商爬升迅速，伴随中国市场扩张和企业布局扩产，有望重塑全

球产业格局。

▍新能源汽车及充电桩催化千亿蓝海。IGBT 作为新能源汽车电控和直流充电桩核

心元器件，需求随新能源汽车全球化和充电桩直流化快速提升。预计 2020-2022

年全球新能源汽车 IGBT 需求量有望达到 93 亿/130 亿/173 亿元，CAGR 超 30%；

SiC 成本下降有望催化迭代升级，预计 MOSFET（SiC）有望在未来 2 年实现较

IGBT（Si 基）的系统单位成本优势，建议关注 IGBT（SiC）的产业化进程。麦

肯锡预测，2030 年，中、美、欧直流桩占比有望提升至 44%/20%/32%，上述

区域新增直流充电桩预计累计带动 IGBT 需求约 1300 亿元，潜在市场空间巨大。

▍新能源需求长期向好，轨交及电网基本稳定。我国其它中高压 IGBT 需求料将稳

中有升：新能源需求稳步增长，2020 年全球风光 IGBT 配套需求预计分别为

10.8/15.1 亿元，中国市场需求分别为 5.2/12.1 亿元；预计到 2030 年，全球新

增风电、光伏 IGBT 自增需求，累计将分别达 167/404 亿元，潜力巨大。中国地

铁采购量预计将在未来三年维持 15%~20%复合增长；而铁路及智能电网采购将

维持平稳，年化需求预计在 15 亿元左右。

▍风险因素：海外龙头领先优势扩大，国产厂商技术及制造进展缓慢，第三代半导

体材料降本缓慢，下游需求不及预期，国产厂商品牌推广不及预期。

▍投资策略。海外龙头优势地位短期内较难动摇，但国内市场需求快速增长、第三

代材料应用加速，为国产厂商扩张行业影响力与布局新产能提供了机遇期。对于

国内 IGBT 中高压市场，建议从四个维度关注：1）IDM 布局完整且规模化生产

有配套应用的国产企业，重点推荐中车时代电气（H）、比亚迪（A+H）；2）

具备中低压产能且目标切入高景气市场的供应商，建议关注士兰微；3）布局瞄

准中高压 IGBT 市场的国产新玩家，重点推荐国电南瑞，建议关注台基股份、赛

晶电力电子（H）；4）以晶圆代工为主业的国产企业，建议关注华虹半导体（H）、

华润微。

电力设备及新能源行业

评级

强于大市（维持）

电力设备新能源行业功率半导体专题之一｜2020.2.17

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投资聚焦 ........................................................................................................................... 1

投资逻辑............................................................................................................................ 1

投资策略............................................................................................................................ 1

风险因素............................................................................................................................ 1

功率半导体：IGBT 性能占优，三代材料崭露头角 ........................................................... 2

功率半导体细分产品类型复杂，IGBT 性能领先 ............................................................... 2

材料升级打开迭代大门，第三代材料前景可观.................................................................. 4

行业空间广阔，全球产业格局有望重构 ............................................................................ 5

广阔的应用空间，催生出巨大的下游市场 ......................................................................... 5

海外龙头地位稳固，新能源汽车供应链及国产厂商爬升迅速 ............................................ 7

从全球产业布局看中国企业未来机遇 ................................................................................ 8

中压领域：新能源汽车释放海量空间 .............................................................................. 10

新能源汽车：蓬勃发展与迭代风口 .................................................................................. 10

充电桩：配套新能源汽车高增，直流桩孕育千亿需求 ..................................................... 17

光伏：伴随全球装机稳健增长，预计到 2030 年累计新增需求超 400 亿元 .................... 18

高压领域：稳定而决定国家经济安全的命脉 ................................................................... 19

轨道交通：铁路采购料将平稳，地铁需求持续增长 ........................................................ 19

电网：柔直有望迎产业化加速 ......................................................................................... 20

风力发电：“抢装”推动需求短期激增 ............................................................................... 21

国产企业产业布局一览 .................................................................................................... 22

风险因素 ......................................................................................................................... 24

投资建议 ......................................................................................................................... 25

行业观点更新 .................................................................................................................. 25

投资策略.......................................................................................................................... 25

电力设备新能源行业功率半导体专题之一｜2020.2.17

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插图目录

图 1：IGBT 模块结构简图 ................................................................................................. 2

图 2：IGBT 产品迭代方向 ................................................................................................. 4

图 3：功率半导体载体材料发展 ........................................................................................ 4

图 4：第三代半导体材料 GaN、SiC 功率器件全球市场空间预测 ..................................... 5

图 5：IGBT 产品主要下游应用领域 .................................................................................. 5

图 6：全球功率半导体市场规模 ........................................................................................ 6

图 7：全球 IGBT 市场规模 ................................................................................................ 6

图 8：中国 IGBT 市场规模 ................................................................................................ 7

图 9：全球 IGBT 供应商市场份额 ..................................................................................... 7

图 10：2018 年全球 IGBT 细分市场供应商市场份额 ........................................................ 8

图 11：2018 年全球 IGBT 细分市场规模 .......................................................................... 8

图 12：2015 年中国 IGBT 供应商市场份额 ...................................................................... 8

图 13：全球主要 IGBT 产业链企业 ................................................................................... 9

图 14：某售价 20 万元纯电车成本结构 .......................................................................... 11

图 15：国内某品牌 A 级车动力总成成本结构 ................................................................. 11

图 16：国外某品牌 A 级车动力总成成本结构 ................................................................. 11

图 17：电控成本结构 ...................................................................................................... 11

图 18：2019H1 新能源汽车电控用 IGBT 模块供应商竞争格局 ...................................... 11

图 19：全球 2017-2025（含预测）新能源汽车销量 ....................................................... 12

图 20：新能源汽车半导体成本（美元） ......................................................................... 13

图 21：不同工况测试下 MOSFET-SiC 和 IGBT-Si 功耗对比 .......................................... 14

图 22：不同工况测试下 MOSFET-SiC 和 IGBT-Si 效率对比 .......................................... 14

图 23：MOSFET-SiC 和 IGBT-Si 价格对比 .................................................................... 15

图 24：第三代材料功率半导体成本下降曲线 .................................................................. 15

图 25：2014-2018 年 MOSFET 全球市场份额 ............................................................... 17

图 26：2017 年中国大陆 MOSFET 厂商市场份额 .......................................................... 17

图 27：中国充电桩市场 IGBT 需求 ................................................................................. 17

图 28：中国、美国和欧盟直流充电桩规模预测 .............................................................. 18

图 29：中国及海外市场当年新增光伏装机规模（MW，左轴）及 IGBT 采购需求（亿元，

右轴） ............................................................................................................................. 19

图 30：中国风电装机规模（GW） ................................................................................. 21

图 31：全球风电新增装机规模（GW，左轴）与 IGBT 采购需求（亿元，右轴） ......... 22

表格目录

表 1：功率半导体细分品类 ............................................................................................... 2

表 2：IGBT&MOSFET&GTR 性能对比 ............................................................................ 3

表 3：IGBT 历代发展参数 ................................................................................................. 3

表 4：不同电压等级 IGBT 应用及供货商 .......................................................................... 9

表 5：部分主要 IGBT 产业链企业布局图 .......................................................................... 9

表 6：国内主要 IGBT 厂商 .............................................................................................. 10

表 7：部分主机厂电控及功率半导体配套关系 ................................................................ 12

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