车规级IGBT:一边持续紧缺,一边业绩大涨

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新能源汽车火了!车规级IGBT更缺了!

近来,非汽车芯片都出现了产能过剩、减产砍单的现象,但车规级IGBT却依然紧缺,且紧缺的趋势未有减缓的趋势。甚至有车企表示,能生产多少辆车,取决于IGBT的供应量,而且交付周期已长达50周以上。

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。在新能源汽车领域,2022年国家及各部委接连出台了多项扶持政策,比如乘用车购置税减半、新能源汽车下乡活动等,以进一步扩大新能源汽车推广规模,推进双碳目标。

 

在市场与政策双轮驱动下,车规级IGBT供需失衡,价格飙涨,也进一步助推车规级IGBT企业业绩大涨。

市场、政策双轮驱动级IGBT增长

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。

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%。

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%。

新能源汽车接受度逐渐提高,预计新能源汽车市场将持续增长。中汽协进一步提高了全年销量预测,预计2022年新能源汽车销量有望达到550万辆,同比增长56%以上。

级IGBT生产壁垒

整体来看,车规级IGBT生产壁垒还是比较高的,主要体现在三个方面:一是产品壁垒;二是工艺壁垒;三是认证周期长、替换成本高、具备经验曲线效应,行业先发优势明显。

在产品壁垒上,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。

在工艺壁垒上,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。

车规级IGBT认证比较严格。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。

同时,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。

IGBT业务需要长期的经验积累才能达到良好的know-how水平。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。

IGBT厂商业绩“飘红”

据悉,车规级IGBT产能紧张引发的供需失衡已存在较长时间,汽车产业链市场在2021年就开始抢产能。由于英飞凌供货周期过长,国内部分造车新势力于2021年开始转向本土供应商,比亚迪也在2021年底与士兰微签订IGBT供货订单。

业内人士表示,比亚迪通过自产自销以及外购,今年基本不会存在IGBT供应不足的情况,但其他新能源汽车主机厂则面临较大压力。

据富昌电子数据显示,今年Q2海外大厂IGBT交期仍高达50周左右,反应供需偏紧仍然持续。产能释放是缓解缺芯的根本良药之一,然而如今多数产能却仍在建设之中。

一边是IGBT紧缺,一边是订单排满,业绩大涨。实际上,从斯达半导、扬杰科技、时代电气三家IGBT厂商披露的中报预告中,也能窥见一些供需情况。

值得一提的是,单看Q2业绩表现,斯达半导与扬杰科技净利润均创下单季度历史新高。

其中,斯达半导上半年主营业务收入稳步快速增长,产品在新能源汽车、清洁能源、储能等行业持续快速放量,新能源行业收入占比从2021年的33.48%提升至2022年上半年的47.37%;

扬杰科技也表示,产品在汽车电子、清洁能源等新兴应用领域持续快速放量,今年上半年,MOSFET、IGBT、SiC等新品的销售收入同比增长均超过100%;

时代电气IGBT二期产能利用率已接近90%,较Q1进一步提升,且良品率已超过80%。

汽车芯片到底还缺吗?综合来看,即便是身处最下游的终端车企,对芯片供应看法也不尽相同。

大众汽车6月下旬表示,下半年芯片短缺将有所缓解;沃尔沃也认为,已度过芯片供应短缺的最严重时期,甚至称已恢复到完全供应水平。而蔚来董事长李斌上个月则表示,很难预测哪些芯片会短缺,公司会定期更新“风险芯片列表”。

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