功率器件按集成程度可分为分立器件、功率模块、功率IC三大层级,当前供需最紧缺的环节集中在功率模块,尤其是面向光伏逆变器和车规主驱的IGBT模块。这背后的核心逻辑是:模块环节直接绑定光伏装机与新能源车电动化两大高景气下游,而海外大厂产能优先供给国际客户,导致国内模块环节出现结构性缺口,补库周期被拉长。

三大层级为何出现分化

功率半导体按集成程度由低到高分为分立器件(如单颗IGBT、MOSFET)、模块(多个器件组合封装)、以及集成电路(IC)。从供给端看,成熟工艺的库存周期显示,从2022年开始供需缺口反而在放大,补库周期进一步拉长,原因是需求持续超预期上行,而非传统消费类芯片那样的砍单去库存。

需求端的拉动主要来自两大下游:光伏新能源车。光伏逆变器出货量跟随总装机量增长,且工商业、分布式光伏占比提升,单GW所需逆变器数量高于集中式电站,对应IGBT需求增加。新能源车方面,随着电气化程度提高,单车功率半导体价值量显著提升——从传统燃油车(ICE)的490美元,到混动(FHEV)的约890美元,再到插混/纯电(PHEV/BEV)的约950美元。

光伏与车规模块:紧缺程度的差异

光伏用IGBT模块紧缺程度最为突出。由于海外大厂产能受限,部分已停止向国内发货,国内IGBT厂商因此获得难得的扩张窗口。IGBT供应紧张对中小功率逆变器影响更大,因为IGBT在中小功率产品中占成本比例更高。

车规级IGBT模块的紧缺程度稍好于光伏,但结构性机会明显。英飞凌主产能供给国际车厂,安森美主供欧洲,两大龙头没有过多产能供给国内车厂。这为国产厂商留出空间:在A级及A00级小型车上,斯达半导已占有较多份额;而更高级别车型,IDM模式的厂商更具成本优势——进口品售价约200美元,国内IDM厂商成本约在120-130美元区间。

常见问题

为什么模块环节比分立器件和IC更紧缺?

模块是连接器件与系统应用的中间环节,直接面对光伏逆变器和车规主驱等高增长场景。分立器件相对标准化,IC则更多面向消费类应用,而模块需要与下游深度定制验证,产能扩张周期更长,因此供需缺口在模块环节体现得最明显。

国产IGBT与海外产品的差距在哪?

国产IGBT在开关损耗和电压裕量上与海外产品存在差距,电压裕量比海外低约50伏,提升一个规格会导致成本明显上升。不过国内头部厂商的故障率已控制在可接受范围内,华为、阳光等系统厂商的故障率在1%以内,与海外厂家的0.8%、0.7%已较接近。

国产替代的进度如何?

光伏领域进展较快,国内IGBT厂商的市场份额预计在2022年可实现同比翻倍增长,并有能力在后续几年内实现较高比例的国产替代。车规领域,国内厂商已通过车厂验证并小批量出货,在IGBT紧缺背景下有望加速成长。