摘要：
1、IGBT是什么，為何與碳中和密切相關(guān)？
IGBT的功能就是控制電，是電能轉(zhuǎn)換與應(yīng)用的核心芯片。無論如何電清潔電能的獲取和利用，是未來減少二氧化碳排放，實(shí)現(xiàn)碳中和的關(guān)鍵，而電能的利用離不開功率半導(dǎo)體，離不開IGBT。IGBT和其他芯片相比算是一種標(biāo)準(zhǔn)型產(chǎn)品。
IGBT和碳中和形成相關(guān)關(guān)系主要有兩點(diǎn)原因：其一，清潔能源的大規(guī)模推廣，對IGBT提出更高的需求，最典型就是光伏逆變器的應(yīng)用，這里面需要大量高壓，超高壓的IGBT以及IGBT模塊，來讓光伏發(fā)出的粗電，變成能平穩(wěn)上網(wǎng)的精細(xì)電，因此這是未來碳中和非常重要的環(huán)節(jié) 。
其二、IGBT在電動車時代的應(yīng)用，過去汽車都是燃油車，無論汽油怎么改，都不能改變汽油車尾氣的排放問題，但是現(xiàn)在提倡的是節(jié)能環(huán)保的新能源車，未來將是新能源電動汽車時代，而電動汽車又需要用到大量的IGBT等功率半導(dǎo)體產(chǎn)品。
2、市場供需情況如何？
整個半導(dǎo)體缺貨市場目前已經(jīng)持續(xù)一年多時間了，從2020年7月份開始半導(dǎo)體產(chǎn)品開始出現(xiàn)不同程度的緊張，到10月份后全面爆發(fā)，價格暴漲，晶圓工廠也是不斷調(diào)整價格，即便如此，依然是瘋狂下訂單，下游的瘋狂搶芯片導(dǎo)致上游的產(chǎn)能被一搶而空，整個行業(yè)供需完全失衡。
從歷史過往經(jīng)驗(yàn)判斷行業(yè)變化的角度來看，一般而言半導(dǎo)體景氣周期24-36個月，冷周期12-18個月，從去年6月份開始我們認(rèn)為是完全走完冷周期，開始景氣周期，因此這波景氣周期歷史經(jīng)驗(yàn)來看會持續(xù)到2022年的6月。
3、海外疫情對于IGBT的產(chǎn)能沖擊有多大？預(yù)計(jì)何時能緩解？
海外疫情對幾個老牌的半導(dǎo)體公司比如英飛凌，安森美等影響還挺大的，供貨很不穩(wěn)定，至于何時能緩解，很難判斷至少我認(rèn)為到明年6月前緩解概率不大，到手6月后可能面臨拐點(diǎn)。還有這些個大廠的貨一直都很緊俏，不管是不是現(xiàn)在，從往年的情況來看，一年中總會有個時間段，供貨不順暢，導(dǎo)致漲價，但是主要集中在高端產(chǎn)品上，現(xiàn)在中低端IGBT產(chǎn)品，國產(chǎn)替代節(jié)奏比較快，未來產(chǎn)能釋放后，肯定緩解。
4、不同行業(yè)所用IGBT的區(qū)別？
新能源汽車所用目前來看也主要是650-900V之間，少數(shù)車企也有1200V方案 ，其中OBC多用650V的單管，PCU多用900V的IGBT模塊，具體看各個整車廠電池包方案，電壓是多少，再選擇用什么型號的IGBT。區(qū)別非常大。新能源車PCU+OBC至少占了整車的25%-30%左右。
IGBT模塊，主要就是IGBT，然后還需要一些FRD（快恢復(fù)），TVS（瞬壓），SBD等其他功率半導(dǎo)體器件，組成一個模塊，應(yīng)對各種出現(xiàn)的場景和需求。如果是IGBT IPM模塊，內(nèi)部集成了電源控制IC，除了IGBT和其他功率半導(dǎo)體產(chǎn)品外還有電源管理IC。
5、車規(guī)級和光伏用的IGBT是否能在一條產(chǎn)線生產(chǎn)？
車規(guī)級要求比較高，一旦定型是不可能輕易更換的，雖然都是IGBT，但是由于處于不同細(xì)分行業(yè)，對IGBT要求完全不一樣，不存在混用可能。但是由于都是一個公司產(chǎn)生上，產(chǎn)線上分配不同IGBT產(chǎn)能，那是公司自己內(nèi)部的事，設(shè)備還是這套設(shè)備，生產(chǎn)線還是這套生產(chǎn)線，封裝有一定的不同之處。同時客戶也不是很樂意產(chǎn)品線和其他產(chǎn)品混合，所以汽車用的IGBT線都比較獨(dú)特。
6、擴(kuò)建新產(chǎn)能最大的痛點(diǎn)是什么？
就目前工藝難度而言，IGBT基本可以使用8英寸工藝為主，少數(shù)行業(yè)公司開始導(dǎo)入12英寸，現(xiàn)在新建產(chǎn)能并不是說你有錢就擴(kuò)產(chǎn)，8英寸最大的問題就是缺少設(shè)備，且價格較高漲價，比如8英寸二設(shè)備的價格幾乎和12英寸是一樣的，而交付周期長，以及一直困擾中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的人才缺口，還有很多問題?？偨Y(jié)起來，主要是缺設(shè)備，缺缺有經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)人才。
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正文
新能源車和光伏都缺貨的IGBT到底是什么？各領(lǐng)域所需的產(chǎn)品有何不同？能否實(shí)現(xiàn)跨行業(yè)間的產(chǎn)能協(xié)調(diào)？今天我們有請到了半導(dǎo)體行業(yè)資深專家陳啟來為我們一一解答疑惑
一、IGBT是電能轉(zhuǎn)換的核心
主持人：IGBT功能是什么？
陳啟：IGBT這種半導(dǎo)體產(chǎn)品可能目前的大家漸漸熟悉起來，普通人都知道有這么一種芯片，而且是一種非常關(guān)鍵，用量很大的半導(dǎo)體產(chǎn)品，今天借華爾街見聞的平臺再給大家詳細(xì)的科普一下。
IGBT的全稱叫絕緣柵雙極型晶體管，是一種復(fù)合型結(jié)構(gòu)器件，它結(jié)合了MOS晶體管和BJT雙極型晶體管的優(yōu)點(diǎn)，在電壓電流轉(zhuǎn)換，電能輸出領(lǐng)域用的非常多，特別是在高壓大電流領(lǐng)域，IGBT占主導(dǎo)地位，是人類控制電能，利用電能的核心半導(dǎo)體器件之一，這種主要應(yīng)用在電子電力轉(zhuǎn)換領(lǐng)域的半導(dǎo)體器件，我們統(tǒng)稱功率半導(dǎo)體，最簡單的應(yīng)用，比如我們的筆記版電腦上都帶有電源適配器，這里面就是IGBT，起到一個升降壓，交直流變化的過程，顯然IGBT是功率半導(dǎo)體中最重要的一員。它的功能就是控制電，是電能轉(zhuǎn)換與應(yīng)用的核心芯片。
主持人：IGBT是一種定制化產(chǎn)品還是通用型產(chǎn)品？
陳啟：IGBT和其他芯片相比算是一種標(biāo)準(zhǔn)型產(chǎn)品，通常而言，在公司官網(wǎng)上，會放出自己家IGBT產(chǎn)品的詳細(xì)介紹，會寫明這塊IGBT產(chǎn)品的各種參數(shù)，比如最大集電極電流ICM，發(fā)射集最高電壓UCES，柵極擊穿電壓UGEM，導(dǎo)通電壓，耐壓水平，開關(guān)速度，載流子類型和壽命，輸入電容，集電極最大功耗PCM，使用溫度范圍等等等，客戶看到這些參數(shù)，就能根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求自行設(shè)計(jì)和搭配所需的電源模塊方案，但是客戶和客戶之間需求是不相同的。根據(jù)不同的應(yīng)用場景不同的客戶，會出現(xiàn)各種調(diào)整。一旦定型之后，是不太會去更換的，但是如果供貨供不上，也是會可以換個公司的換個類似的產(chǎn)品。但是本質(zhì)上我們還是認(rèn)為IGBT是標(biāo)準(zhǔn)通用型產(chǎn)品。
二、IGBT與碳中和的關(guān)系
主持人：為什么IGBT被看做碳中和最受益的功率半導(dǎo)體？
陳啟：為什么IGBT和碳中和形成相關(guān)關(guān)系，我認(rèn)為清潔能源的大規(guī)模推廣，對IGBT提出更高的需求，最典型就是光伏逆變器的應(yīng)用，這里面需要大量高壓，超高壓的IGBT以及IGBT模塊，來讓光伏發(fā)出的粗電，變成能平穩(wěn)上網(wǎng)的精細(xì)電，因此這是未來碳中和非常重要的環(huán)節(jié) 。
IGBT在電動車時代的應(yīng)用，過去汽車都是燃油車，無論汽油怎么改，都不能改變汽油車尾氣的排放問題，但是現(xiàn)在提倡的是節(jié)能環(huán)保的新能源車，未來將是新能源電動汽車時代，而電動汽車又需要用到大量的IGBT等功率半導(dǎo)體產(chǎn)品。無論如何電清潔電能的獲取和利用，是未來減少二氧化碳排放，實(shí)現(xiàn)碳中和的關(guān)鍵，而電能的利用就離不開功率半導(dǎo)體，就離不開IGBT。
三、IGBT行業(yè)空間預(yù)計(jì)達(dá)到190億美元、新能源車是最強(qiáng)賽道
主持人：下游應(yīng)用都有什么領(lǐng)域？行業(yè)空間分別有多大？
陳啟：因?yàn)榘雽?dǎo)體是一個基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，但凡和電的有關(guān)領(lǐng)域，就是功率半導(dǎo)體的發(fā)揮地方，所以這個產(chǎn)業(yè)是非常大，因?yàn)槲覀兩磉呏辽儆?0%的產(chǎn)品與電相關(guān)的產(chǎn)品電子產(chǎn)品。比如消費(fèi)電子手機(jī)，藍(lán)牙耳機(jī)，筆記本電腦，各種各樣的家用電器，以及大型的工業(yè)電機(jī)，軌道交通，新能源汽車，光伏逆變器，智能電網(wǎng)等但凡需要用到電的地方基本都離不開IGBT。
就行業(yè)規(guī)模而言，2019年全球市場IGBT和模塊超過70億美金，今年大約能突破100億美金，預(yù)測到2026年將達(dá)到190億美金的規(guī)模，年復(fù)合增長15%左右，屬于一個較快增長的市場，而且是一個比較穩(wěn)定增長的細(xì)分領(lǐng)域，不像其他產(chǎn)品比如內(nèi)存，大起大落。周期變化很明顯，IGBT屬于平穩(wěn)增長型。
隨著新能源電動汽車，以及各種的行業(yè)的電子化電氣化，以及清潔能源的使用，包括IGBT在內(nèi)的功率半導(dǎo)體領(lǐng)域的持續(xù)保持強(qiáng)勁且有力的增長。通常我們把根據(jù)IGBT不同的電壓分成不同的檔次，低于650V-900V的是中低壓，900-1200V的屬于中高壓，高于1200V的屬于高壓。低于650V的IGBT也有但是用量不大，這個領(lǐng)域更多是用MOSFET產(chǎn)品替代。
其中大部分消費(fèi)電子，白電產(chǎn)品等屬于中低壓IGBT范圍這塊大約占到30%，大功率的所需的工業(yè)領(lǐng)域中高壓IGBT占到20%，高壓大功率能源領(lǐng)域比如高鐵，光伏逆變器，以及軌道交通等所用的IGBT占到了15%，此外就是汽車電子的領(lǐng)域的新能源汽車則占到30%以上。并且這塊是未來最被看好的賽道。
四、供需結(jié)構(gòu)預(yù)計(jì)明年6月達(dá)到拐點(diǎn)
主持人：市場的供需情況如何？預(yù)計(jì)幾年內(nèi)供需會實(shí)現(xiàn)平衡？
陳啟：整個半導(dǎo)體缺貨市場目前已經(jīng)持續(xù)一年多時間了，從2020年7月份開始半導(dǎo)體產(chǎn)品開始出現(xiàn)不同程度的緊張，到10月份后全面爆發(fā)，價格暴漲，到今年5月底達(dá)到最高峰，不少芯片漲價幅度是非常夸張的，晶圓工廠也是不斷調(diào)整價格，即便如此，依然是瘋狂下訂單，下游的瘋狂搶芯片導(dǎo)致上游的產(chǎn)能被一搶而空，整個行業(yè)供需完全失衡。
很多行業(yè)人士都對半導(dǎo)體行業(yè)恢復(fù)供需平衡，回歸正常狀態(tài)做了各種預(yù)測和假設(shè)，預(yù)測了各種回歸正常的時間節(jié)點(diǎn)，以及拐點(diǎn)形成的前置條件。我個人觀點(diǎn)是到2022年6月左右。我這邊也談?wù)勎业淖约旱目捶ǎ紫任覀儊砜锤鞣N影響供需關(guān)系的因素。
從歷史過往經(jīng)驗(yàn)判斷行業(yè)變化的角度來看，一般而言半導(dǎo)體景氣周期24-36個月，冷周期12-18個月，從去年6月份開始我們認(rèn)為是完全走完冷周期，開始景氣周期，因此這波景氣周期歷史經(jīng)驗(yàn)來看會持續(xù)到2022年的6月。
考慮疊加疫情的影響因素，疫情雖然打亂的全球產(chǎn)業(yè)的節(jié)奏，但是對于半導(dǎo)體而言，特別是中國而言，應(yīng)該來說是新機(jī)遇新挑戰(zhàn)，至少我們認(rèn)為這2年有兩個巨大的爆發(fā)點(diǎn)，第一是疫情來臨后居家辦公，線上辦公導(dǎo)致各種平板筆記本電腦需求暴漲，拉動了半導(dǎo)體芯片的需求，因?yàn)檫@些產(chǎn)品90%的成本都是半導(dǎo)體器件，所以導(dǎo)致這一波大漲，
每次疫情過后，都是汽車銷售的黃金期，剛好現(xiàn)在又疊加了新能源汽車的概念和周期，新能源汽車特別是電動車汽車，整車中半導(dǎo)體產(chǎn)品的含量大幅提升，傳統(tǒng)燃油車只有10-15%左右，但是新能源汽車中的半導(dǎo)體產(chǎn)品達(dá)到50%以上，這一塊最重要的就是各種汽車電子，汽車功率半導(dǎo)體，傳感器，各類微控制單元MCU等、這些芯片又有一個共同點(diǎn)就是相當(dāng)多的產(chǎn)品都是使用8英寸0.25-0.13工藝制造，但是8英寸線目前擴(kuò)產(chǎn)因?yàn)樵O(shè)備的問題，比較難擴(kuò)充產(chǎn)能，所以這些產(chǎn)品需求持續(xù)旺盛可能會延續(xù)芯片緊缺的態(tài)勢。
但是過高的價格也會減少下游的需求，因此我的結(jié)論是，正常情況下持續(xù)到2022年6月，我認(rèn)為這個時間點(diǎn)是拐點(diǎn)，之后芯片緊缺程度會緩解，開始去庫存，這是我個人的判斷。甚至不排除這個節(jié)點(diǎn)會提前到來，現(xiàn)在中國大范圍的輪流停電限產(chǎn)，會擠壓掉下游虛高的需求，讓芯片缺口不斷縮小，如果從這個角度來看，持續(xù)一段時間，芯片價格和需求肯定都會下跌，所以我認(rèn)為這種極端不平衡的情況最多再維持6-9個月，肯定恢復(fù)了，當(dāng)然汽車電子除外，這個行業(yè)太特殊了，產(chǎn)業(yè)鏈修復(fù)的影響因素太多了。
五、海外產(chǎn)能嚴(yán)重受限
主持人：海外疫情對于IGBT的產(chǎn)能沖擊有多大？預(yù)計(jì)何時能緩解？
陳啟：海外疫情對幾個老牌的半導(dǎo)體公司比如英飛凌，安森美等影響還挺大的，供貨很不穩(wěn)定，至于何時能緩解，很難判斷至少我認(rèn)為到明年6月前緩解概率不大，到手6月后可能面臨拐點(diǎn)。還有這些個大廠的貨一直都很緊俏，不管是不是現(xiàn)在，從往年的情況來看，一年中總會有個時間段，供貨不順暢，導(dǎo)致漲價，但是主要集中在高端產(chǎn)品上，現(xiàn)在中低端IGBT產(chǎn)品，國產(chǎn)替代節(jié)奏比較快，未來產(chǎn)能釋放后，肯定緩解。
目前國內(nèi)中低壓產(chǎn)品已經(jīng)非常成熟了，產(chǎn)品性價比很高，但是高端的高壓產(chǎn)品和國外比還是有一定的差距，這個差距我認(rèn)為主要體現(xiàn)在大規(guī)模量產(chǎn)的時候如何保持產(chǎn)品的一致性和穩(wěn)定性這個方面，國內(nèi)不是說沒有能力去做，而是上量的時候控不好品質(zhì)中低壓產(chǎn)品國內(nèi)替代勢頭良好，已經(jīng)說明了一切。
六、不同行業(yè)所用IGBT的區(qū)別
主持人：新能源車、光伏、儲能所用的IGBT有什么區(qū)別？分別用于什么功能
陳啟：新能源汽車所用目前來看也主要是650-900V之間，少數(shù)車企也有1200V方案 ，其中OBC多用 650V的單管，PCU多用900V的IGBT模塊，具體看各個整車廠電池包方案，電壓是多少，再選擇用什么型號的IGBT。區(qū)別非常大。
IGBT模塊，主要就是IGBT，然后還需要一些FRD（快恢復(fù)），TVS（瞬壓），SBD等其他功率半導(dǎo)體器件，組成一個模塊，應(yīng)對各種出現(xiàn)的場景和需求。如果是IGBT IPM模塊，內(nèi)部集成了電源控制IC，除了IGBT和其他功率半導(dǎo)體產(chǎn)品外還有電源管理IC。
七、IGBT在不同行業(yè)中的分量
主持人：IGBT占新能源車/光伏/儲能成本的比重分別是多少？
陳啟：新能源車PCU+OBC至少占了整車的25%-30%左右，具體不同車型成本比例差距很大，比如五菱mini這種神車，一共就賣2.98，電控的成本不會超過3000塊錢，這種車連IGBT都不用，全是MOSFET，還有比如那種長城歐拉黑貓一輛車就賣6，7萬，一個電池包成本15000，你說他的IGBT能占多少？高端車的IGBT用量和價格就大了，光伏和儲能也是用IGBT做逆變器，這個成本比重不好說，因?yàn)橐粋€電站大頭是在perc電池，以及及其他組建上，看投資規(guī)模了。
主持人：不同行業(yè)之間是否會存在搶IGBT產(chǎn)能情況？
陳啟：缺貨是全行業(yè)的現(xiàn)狀，現(xiàn)在就是誰有錢誰能搶到產(chǎn)能，大公司比較有優(yōu)勢，因?yàn)殄X多，目前國內(nèi)做功率半導(dǎo)體的有相當(dāng)大比比例是IDM模式，比如士蘭微和時代電器都是自己有生產(chǎn)線的，這就不存在搶產(chǎn)能的說法，其他能做IGBT代工做的比較有特色的是華虹，這個產(chǎn)能就是要靠搶，有些財(cái)大氣粗的公司比如斯達(dá)早就把人家的一條線給包圓了。
八、不同行業(yè)所用IGBT是否會對產(chǎn)線有所要求
主持人：IGBT是否會對生產(chǎn)產(chǎn)線有定制化需求？主要區(qū)別看什么？
陳啟：IGBT的工藝和普通邏輯產(chǎn)品工藝差別比較大，至少離子注入摻雜工藝和背減工藝肯定是不一樣的，還有各種特殊外延層工藝等等。這些和普通做數(shù)字電路，模擬電路完全不一樣。
主持人：IGBT的生產(chǎn)線是否可以臨時調(diào)整產(chǎn)品規(guī)格，比如生產(chǎn)光伏所用的IGBT產(chǎn)線臨時調(diào)整為車規(guī)級IGBT產(chǎn)線？
陳啟：車規(guī)級要求比較高，一旦定型是不可能輕易更換的，雖然都是IGBT，但是由于處于不同細(xì)分行業(yè)，對IGBT要求完全不一樣，不存在混用可能，但是由于都是一個公司產(chǎn)生上，產(chǎn)線上分配不同IGBT產(chǎn)能，那是公司自己內(nèi)部的事，設(shè)備還是這套設(shè)備，生產(chǎn)線還是這套生產(chǎn)線，封裝有一定的不同之處，只能這么說。同時客戶也不是很樂意產(chǎn)品線和其他產(chǎn)品混合，所以汽車用的IGBT線都比較獨(dú)特。
主持人：對于車規(guī)級、光伏IGBT產(chǎn)線的認(rèn)證時間是否有很大區(qū)別？
陳啟：區(qū)別非常大車規(guī)的要求非常高，整車廠的驗(yàn)廠要求極其嚴(yán)苛，不僅驗(yàn)供應(yīng)商，還驗(yàn)供應(yīng)商的供應(yīng)商，供應(yīng)商的原材料商等等，光伏的產(chǎn)品線就比較簡單了，區(qū)別較大。
九、擴(kuò)產(chǎn)的難點(diǎn)在哪里？
主持人：擴(kuò)建新產(chǎn)能最大的痛點(diǎn)是什么？
陳啟：就目前工藝難度而言，IGBT基本可以使用8英寸工藝為主，少數(shù)行業(yè)公司開始導(dǎo)入12英寸，現(xiàn)在新建產(chǎn)能并不是說你有錢就擴(kuò)產(chǎn)，8英寸最大的問題就是缺少設(shè)備，且價格較高漲價，比如8英寸二設(shè)備的價格幾乎和12英寸是一樣的，而交付周期長，以及一直困擾中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的人才缺口。總結(jié)起來，主要是缺設(shè)備，缺有經(jīng)驗(yàn)的人。
總結(jié)：IGBT是電能轉(zhuǎn)換與應(yīng)用的核心芯片，是碳中和非常重要的零部件，最大下游應(yīng)用在新能源車領(lǐng)域，是電池以外第二大成本。此外光伏所用逆變器對IGBT的需求量也比較大。目前IGBT市場供需嚴(yán)重不平衡，海外疫情導(dǎo)致大廠的產(chǎn)能受限，而國產(chǎn)廠商擴(kuò)產(chǎn)難的主要原因在于缺少設(shè)備和有經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)人才，另一方面也是因?yàn)樾聫S落地到驗(yàn)證產(chǎn)線所需時間一般為1-3年，所以新增產(chǎn)能釋放需要時間。專家預(yù)測未來供需重新達(dá)到平衡的時間點(diǎn)推測在2022年6月份。
原標(biāo)題：新能源車和光伏都缺貨 IGBT產(chǎn)能究竟如何
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