IGBT驱动器 - 产业百科

摘要：随着中国IGBT行业市场规模的快速扩张，中国IBGT驱动器行业得到快速发展，产量也呈现逐年上涨态势，中国IGBT驱动器产量从2018年的623万套上涨至2022年的1291万套，复合增长率为19.98%。中国IGBT驱动器需求量较大，其需求量远远大于产量，市场呈现供不应求的状态，中国IGBT驱动器需求量从2018年的5980万套上涨至2022年的10192万套，复合增长率为14.25%，其中标准IGBT模块领域需求占比为98.11%，智能IGBT驱动器领域占比为1.89%。

一、定义及分类

IGBT是由双极结型晶体管（BJT）和金属氧化物场效应晶体管（MOSFET）组成的复合全控型电压驱动式电力电子器件，IGBT要想将自身优秀的功能在相关产品上稳定实现，离不开它的助手IGBT驱动器（即IGBT模块解决方案），IGBT驱动器是对上位机发出的控制信号（控制信号：使得功率管开通或关断）进行功率放大并同时能够对IGBT模块提供一定保护功能（互锁、短路、欠压、有源钳位）的装置。从电路隔离方式看，IGBT驱动器可分成两大类，一类采用光电耦合器，另一类采用脉冲变压器，两者均可实现信号的传输及电路的隔离。

二、行业政策

中国IGBT驱动器行业相关政策规划较为丰富，在众多国家顶层政策规划文件中均有所涉及。如2021年11月发布的《“十四五”国家信息化规划》中明确指出，加快集成电路关键技术攻关。推动计算芯片、存储芯片等创新，加快集成电路设计工具、重点装备和高纯靶材等关键材料研发，推动绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、微机电系统(MEMS)等特色工艺突破。

三、行业壁垒

1、技术壁垒

IGBT的研发生产过程涉及量子力学、微电子、半导体物理、材料学等诸多学科，需要综合掌握外延、微细加工、封装等多领域技术工艺，并加以整合集成，属于技术密集型行业。随着下游电子产品的升级换代，电子产品呈现多功能化、低能耗、体积轻薄的发展趋势，新产品、新应用的不断涌现，对IGBT的制造封装工艺等方面提出了更高的技术要求，同时件差别化应用领域的快速拓展，光伏、智能电网、汽车电子、LED照明等跨领域的产品需求，对生产厂商专用半导体分立器件的配套设计能力也提出了更高的要求。因此，IGBT行业对新进入者有较高的技术壁垒。

2、客户壁垒

通过严格的市场准入认证以及供应商资质认证是进入IGBT行业开展竞争的必要条件。IGBT作为电子信息产业中一种重要的功能元器件，主要服务于规模化的下游厂商。为了保证产品的品质及性能稳定性，下游客户对于供应商有较为严格的认证条件，要求供应商除了具备在行业内领先的技术、产品、服务以及稳定的量产能力外，还须通过行业内认可的权威质量管理体系认证。

3、资金壁垒

IGBT产业链涵盖芯片设计、工艺制造、封装、测试等所有环节，主要技术设备包括外延、光刻、蚀刻、离子注入、扩散等工序所必须的高技术生产加工和测试设备。为确保产品质量的可靠性与稳定性，上述关键生产设备需要依靠进口，价格高昂。此外，为提升企业竞争优势，满足行业认证等强制性要求，半导体分立器件企业在技术、人才、环保等方面的投入将越来越大。因此，行业新进入者需具备一定的经济规模方能与现有企业展开市场竞争。

4、质量壁垒

IGBT作为内嵌于电子整机产品中的关键零部件，在电流、电场、湿度以及温度等外界应力激活的影响下，存在潜在的失效风险，进而影响电子整机产品的质量性能。因此，在大批量生产过程当中，对产品良率、失效率等级及产品一致性水平等要求较高。实现精益化生产、拥有先进的生产设备、精细的现场管理以及长期的技术经验沉积是确保产品质量性能可靠性的基本保障。行业新进入者由于缺少长期的生产实践经验积累以及成熟的质量管理体系，较难达到相关质量控制要求。

5、规模化供应能力壁垒

IGBT作为电子信息产品的基础元器件，具有应用领域广、用量大等特点。因此，诸如光伏、智能电网、汽车电子、消费电子等下游领域对不同规格、不同品种、不同功能半导体分立器件产品的多元化需求，对半导体分立器件厂商的规模化供应能力提出了较高的要求。而行业新进入者面临着产品技术研发、客户积累、产品质量可靠性以及大规模资金投入等多重进入障碍，在短期内难以形成规模化的多品种供应能力以满足整机制造企业的一站式购买需求，因此，IGBT行业对新进入者存在着较高的规模化供应壁垒。

四、产业链

IGBT驱动器产业链上游主要为驱动芯片及其他电子元器件产品；中游为IGBT驱动器生产制造；下游为应用领域，包括变频家电、新能源汽车、新能源汽车充电桩、轨道交通等行业。IGBT驱动器是支撑信息技术产业发展的重要产品，也是保障产业链供应链安全稳定的节点之一。目前下游行业对IGBT驱动器国产化的刚性需求强烈，但从产品质量、产业结构上亦需进一步加快迭代升级。在技术方面，随着下游对IGBT驱动器的体积、功能等要求的不断提高，我国IGBT驱动器行业面临着追赶国际先进水平的压力。

五、行业现状

随着中国IGBT行业市场规模的快速扩张，中国IBGT驱动器行业得到快速发展，产量也呈现逐年上涨态势，中国IGBT驱动器产量从2018年的623万套上涨至2022年的1291万套，复合增长率为19.98%。中国IGBT驱动器需求量较大，其需求量远远大于产量，市场呈现供不应求的状态，中国IGBT驱动器需求量从2018年的5980万套上涨至2022年的10192万套，复合增长率为14.25%，其中标准IGBT模块领域需求占比为98.11%，智能IGBT驱动器领域占比为1.89%。

六、发展因素

1、机遇

（1）国家政策大力扶持为中国半导体行业创造良好的发展环

半导体行业的发展程度是国家科技实力的重要体现，是信息化社会的支柱产业之一，更对国家安全有着举足轻重的战略意义。功率半导体器件行业是我国重点鼓励和支持的产业之一，为推动节能减排，促进电力电子技术和产业的发展，国家发改委等有关部门陆续出台资金补贴计划等一系列政策及文件，支持新型电力电子器件的产业化发展，促进了IGBT行业的快速发展。在《“十四五”国家信息化规划》中就提出推动计算芯片、存储芯片等创新，加快集成电路设计工具、重点装备和高纯靶材等关键材料研发，推动绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、微机电系统(MEMS)等特色工艺突破。

（2）节能减排政策将推动功率半导体市场需求增长

随着我国经济的快速发展，能源需求量越来越大，国内能源供应紧缺的矛盾日益突出。近年来国家出台了多项节能减排政策促进相关行业的发展，受益于此，工业控制、新能源汽车和新能源发电等节能效果明显的产品近年来市场规模不断扩大，而从而使得功率半导体器件的市场需求快速增长。

（3）新能源领域的应用将推动行业快速发展

由于传统石化能源储量有限且污染严重，近年来以新能源汽车、风能、太阳能等为代表的新能源产业发展迅速。IGBT器件是新能源汽车电机控制器的核心。元件，风能、太阳能发电产生的电力要经过逆变器才能并网使用，IGBT器件是逆变器的核心元器件，因此未来新能源领域的快速发展将会推动功率半导体器件行业的快速发展。

（4）新型功率半导体器件应用范围日益广泛

随着国内产业结构的调整升级，智能电网、智能控制、轨道交通等领域也发展迅速，对以IGBT为代表的电力半导体器件的需求不断扩大，大大拓展了功率半导体器件的应用范围。

（5）“进口替代”政策支持

中美贸易摩擦及华为事件突显了在半导体领域“自主可控”的重要性，将促进我国在相关产业的大力投入与国内企业的发展。同时，由于IGBT在实现电能高效利用、节能降耗、建设资源节约型社会等方面发挥着不可替代的作用，未来随着国内企业逐步突破行业内高端产品的核心技术，将带来高端供给能力的提升，我国IGBT行业对进口产品的依赖将会逐步减弱，已实现国产化的企业市场占有率将进一步提升。

2、挑战

（1）我国功率半导体企业的国际竞争力有待提升

国际领先的功率半导体企业均经历了较长时期的发展，积累了丰富的技术及经营经验。我国功率半导体企业尚处于快速成长的阶段，与国外功率半导体企业在技术水平和品牌影响等方面仍然存在较大的差距。因此，国内企业未来仍需持续在研发投入大量的资源追赶国际领先水平，不断提高企业竞争实力，以应对国际竞争对手的激烈竞争。

（2）行业基础相对薄弱

IGBT行业在我国属于新兴高技术产业，直到目前国内具有相关研发和生产管理经验的人员仍十分缺乏，具有一定积累的企业更是少之又少。虽然目前部分企业有了一定突破，但在整体规模和研发实力等方面，国内企业的竞争力和国外企业相比仍然差距很大。

（3）芯片国产率较低

我国IGBT行业近年来规模不断扩大，国内也有一批半导体企业正在进入IGBT行业，但是国内能够自主研发设计芯片的企业较少，国内企业仍主要依靠进口芯片进行生产，因此生产成本较高，进口依赖较强，经营稳定性较差。

七、竞争格局

我国IGBT驱动器市场需求增长迅速，但国内企业产业化起步较晚，相关专业技术人才缺乏，设计及工艺基础薄弱，主要生产测试设备及核心原材料主要依靠进口，国内企业自主生产的IGBT驱动器产品系列化程度、规模与国外先进企业存在较大差距。近年来，少数国内企业掌握了IGBT芯片在内的功率半导体芯片产业化的设计、制造技术并已实现批量生产，功率半导体芯片和模块产业化生产打破了国外厂商在我国市场上的垄断地位，迫使国外厂商相应产品不断降价，为国内功率半导体器件下游应用企业参与国内及国际市场竞争创造了有利条件。

八、发展趋势

1、IGBT功率半导体器件下游需求情况

工业控制行业的发展是我国制造业从低端向中高端转型升级的核心驱动。一方面，我国不断出台政策支持和鼓励先进制造业发展，为工业控制行业发展提供了有力的政策支持。另一方面，随着我国人口红利递减，人力成本逐渐上升，制造企业加快推进自动化进程，作为智能制造装备业重要组成部分，工业控制行业的市场规模预计将持续增长。

2、新能源行业加速IGBT未来市场

在国际节能环保的大趋势下，IGBT下游的新能源汽车、新能源发电等领域发展迅速，对IGBT需求逐步扩大，新兴行业的加速发展将持续推动IGBT市场的快速增长。IGBT在新能源汽车领域中发挥着至关重要的作用，是新能源汽车电机控制器、车载空调、充电桩等设备的核心元器件。另外国内光伏逆变器厂商的快速发展和突出的市场地位也为国产IGBT替代带来了显著的区位优势和协同效应。

3、IGBT等功率半导体器件进口替代空间巨大

我国功率半导体器件产业规模虽在近年来保持了较快的增长态势，但功率半导体器件的生产制造与自身消费之间仍存在巨大缺口。作为全球最大的功率半导体器件市场，我国功率半导体器件的芯片等产品仍大量依赖于国外供应商。基于国家相关政策中提出核心元器件国产化的要求，“国产替代”将会是未来IGBT行业发展的主旋律之一。