IGBT的三大賽道，哪條是王中王？
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上篇《IGBT頻頻被機構看好，這一雙料概念出手“霸盤”！》簡單講了IGBT整體的概念，行業全域性，及當前發展情況。今天報告醬將從其他角度分享——下游應用都有什麼領域？行業空間分別有多大？最強賽道是哪條？
1，
IGBT有哪些分類？
IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）即絕緣柵雙極型電晶體，是由BJT和MOSFET組成的複合功率半導體器件。作為一種新型電力電子器件，IGBT是國際上公認的電力電子技術第三次革命具代表性的產品，是
？
。
隨著新能源汽車的發展以及變頻白色家電的普及，IGBT的應用優勢逐步凸顯，它不僅在工業應用中
工業控制及自動化領域的核心元器件
，未來的應用空間十分廣闊。
IGBT在
提高了裝置的自動化水平、控制精度等，也大幅提高了電能的應用效率，同時減小了產品體積和重量，節約了材料
通常根據電壓等級劃分：
低壓IGBT：指電壓等級在1000V以內的IGBT器件，例如常見的650V應用於新能源汽車、家電、工業變頻等領域。
中壓IGBT：指電壓等級在1000-1700V區間的IGBT器件，例如1200V應用於光伏、電磁爐、家電、電焊機、工業變頻器和新能源汽車領域，1700V應用於光伏和風電領域。
高壓IGBT：指電壓等級3300V及以上的IGBT器件，比如3300V和6500V應用於高鐵、動車、智慧電網，以及工業電機等領域。
在
應用層面
通常根據封裝方式分類：
產品層面
：封裝規模較小，一般指封裝單顆IGBT晶片，電流通常在50A以下，適用於消費、工業家電領域。
IGBT單管
：是IGBT最常見的形式，將多個IGBT晶片整合封裝在一起，功率更大、散熱能力更強，適用於高壓大功率平臺，如新能源車、主流光伏、高鐵等。
IGBT模組
：指把IGBT模組加上散熱器、電容等外圍元件，組成一個功能較為完整和複雜的智慧功率模組。
上篇文章我們也提到過，IGBT主要應用在工業控制、新能源發電和家電領域。但他在這三大領域中，每一個又有細分。
功率整合（IPM）
2
工控領域
IGBT模組是變頻器、逆變焊機、UPS電源等傳統工業控制及電源行業的核心元器件
根據集邦諮詢資料，2019年全球工控市場IGBT市場規模約為140億元，中國工控市場IGBT市場規模約為30億元。由於工控市場下游需求分散，工控IGBT市場需求較為穩定，假設未來每年保持3%的規模增速，預計到2025年全球工控IGBT市場規模將達到167億元。
。
變頻器靠內部IGBT 的開關來調整輸出電源的電壓和頻率，根據電機的實際需要來提供其所需要的電源電壓，進而達到節能、調速的目的，變頻器產業的快速發展勢必導致IGBT 需求提升。
據前瞻產業研究院測算，
變頻器行業
，從2012年至2019年，中國變頻器行業規模除2015年有小幅度下降以外，其餘年份均處於穩步增長狀態。預計未來幾年整體增幅將保持在10%左右，到2025年，變頻器市場規模將達到883億。
我國變頻器行業的市場規模整體呈上升態勢
弧焊逆變器
逆變式弧焊電源，又稱弧焊逆變器，是一種新型的焊接電源
這種電源一般是將三相工頻（50赫茲）交流網路電壓，先經輸入整流器整流和濾波，變成直流，再透過IGBT模組的交替開關作用，逆變成幾千赫茲至幾萬赫茲的中頻交流電壓，同時經變壓器降至適合於焊接的幾十伏電壓，後再次整流並經電抗濾波輸出相當平穩的直流焊接電流。
根據國家統計局資料，2020 年我國電焊機產量為1108。93 萬臺，同比2019 年增加了158。87 萬臺。
。
IGBT被廣泛應用於不間斷電源系統（UPS）的設計中，資料顯示，1200V/100A IGBT的導通電阻為同規格耐壓功率MOSFET的1/10，開關時間為同規格GTR的1/10。據QYR電子研究中心統計，2018年全球不間斷電源（UPS）市場價值為105。37億美元，預計到2025年底將達到139。66億美元。
UPS電源系統
3
目前新能源發電以光伏和風力發電為主，以光伏發電為例，在太陽光照射下太陽能電池陣列產生電能輸出直流電，但
新能源發電
。
以往光伏發電系統是採用MOSFET構成的逆變器，然而隨著電壓的升高，MOSFET會因其通態電阻過大而導致增加開關損耗，
輸出的電能不符合電網要求，需透過逆變器將其整流，再逆變成符合電網要求的交流電後輸入併網
，在實際專案中IGBT已逐漸取代MOSFET作為光伏逆變器和風力發電逆變器的核心器件，新能源發電行業的迅速發展將成為IGBT行業持續增長的全新動力。
其中，資本市場最為看好的是車規級IGBT。
IGBT因其通態電流大、耐壓高、電壓驅動等特點，在中、高壓容量的系統中更具優勢
新能源車的制動原理是利用電磁效應驅動電機轉動，IGBT優異的開關特性可以實現交直流轉換、電壓轉換和頻率轉換幾個核心功能，電動車充電時，透過IGBT將外部電源轉變成直流電，並把外部220V電壓轉換成適當的電壓給電池組充電。
電動車制動時，透過IGBT把直流電轉變成交流電機使用的交流電，同時精確調整電壓和頻率，驅動電動車運動。一臺車的加速能力、最高時速、能源效率主要看車規級功率器件的效能，
新能源車的快速發展給IGBT帶來巨幅增量
，在新能源車中應用於電動控制系統、車載空調系統、充電樁逆變器三個子系統中，
矽基IGBT作為主導型功率器件
。
據IDC預計，受政策推動等因素的影響，中國新能源汽車市場將在未來5年迎來強勁增長，2020年至2025年的年均複合增長率（CAGR）將達到36。1%，假設單臺車IGBT用量3000元左右來預估，
約佔整車成本的7%-10%，是除電池以外成本第二高的元件，也是決定整車能源效率的關鍵器件
。
另外，
至2025年，國內新能源車IGBT模組市場規模為191億左右
——一方面由於道路複雜性，車輛行駛中會受到較大的震動和衝擊，對IGBT強度要求較高，另一方面由於汽車頻繁啟停會引起IGBT結溫上升，對散熱提出了更高的要求。
對於新能源車用IGBT而言，要求也會更高
。
針對車規級IGBT模組的特殊要求，IGBT技術正朝著小型化、低功耗、耐高溫、高安全和智慧化的方向發展
車規級IGBT國產替代正當時
，根據英飛凌的資料，新能源中汽車功率半導體器件的價值量約
新能源汽車中的功率半導體價值量提升十分顯著
。其中，IGBT約佔新能源汽車電控系統成本的44%，是電控系統中最核心的電子器件之一，因此，未來新能源汽車市場的快速增長，有望帶動以IGBT為代表的功率半導體器件的價值量顯著提升。
為傳統燃油車的5倍以上
，三菱電機生產的IGBT已經成為業內預設的標準，中國的高速機車用IGBT由三菱完全壟斷，同時歐洲的阿爾斯通、西門子、龐巴迪也是一半以上採用三菱電機的IGBT，除日系廠家，英飛凌包攬了幾乎所有電動車的IGBT，例如特斯拉ModelX使用的132個IGBT管都由英飛凌提供。
目前國內車規級IGBT市場仍舊由國外廠商佔據壟斷地位
。隨著全球製造業向中國的轉移，中國已逐漸成為全球最大的IGBT市場，IGBT國產化需求已是刻不容緩。
在市場需求的吸引下，一批具備IGBT相關經驗的海外華人歸國投身IGBT行業，同時國家大量資金流入IGBT行業，
由於IGBT行業存在技術門檻較高、人才匱乏、市場開拓難度大、資金投入較大等困難，國內企業在產業化程序中一直進展緩慢
。例如斯達半導，作為國內IGBT行業的領軍企業，自主研發的第二代晶片（國際第六代晶片FS-Trench）已實現量產，成功打破國外跨國企業長期以來對IGBT晶片的壟斷。
我國IGBT產業化水平有了一定提升，部分企業已經實現量產
4
變頻空調、冰箱、洗衣機的核心控制部件是
家電市場
，它承擔了電機驅動、PFC功率校正以及相關執行器件的變頻控制功能。而變頻控制器很重要的一環就是
變頻控制器
，IPM將功率器件晶片（IGBT+FRD或高壓MOSFET）、控制IC和無源元件等這些元器件高密度貼裝封裝在一起，
IPM模組
。
中國作為全球最大的家電市場和生產基地，隨著節能環保的大力實施，IPM的應用潛力十分強勁。
以上就是IGBT最火爆的三大賽道，也正如上文所說，車規級IGBT在其中又是最被資本市場看好的那一個。報告醬相信，不久的之後國產IGBT也將會蓬勃發展，逐步走向更廣闊的舞臺。
透過IPM，MCU就能直接高效地控制驅動電機，配合白家電實現低能耗、小尺寸、輕重量及高可靠性的要求
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