功能上，IGBT主要应用于电池管理系统、电动控制系统、空调控制系统和充电系统。对于混合动力汽车，与低压系统相独立的高压系统也需要用到IGBT。在新能源汽车领域，IGBT作为电控系统和直流充电桩的核心器件，直接影响电动车功率的释放速度、汽车加速能力和最高时速等，重要性不言而喻。

由于IGBT具有更好的耐高压特性，当前在650V以上应用场景被广泛使用。相比硅基MOSFET，IGBT优点是导通压降小，耐高压，传输功率可以达到5000W。IGBT下游应用主要依据工作电压高低划分，车规级IGBT电压多位于650~1200V区间场景。

本篇文章就来对本土车规级IGBT的发展现状、行业格局与未来趋势进行分析，在现状中认清差距，在趋势中窥见转机。

近两年，随着新能源汽车的快速发展，IGBT也迎来了爆发。据集邦咨询《2019中国IGBT产业发展及市场报告》显示，2018年中国IGBT市场规模约为153亿元，同比增长19.91%。

受益于新能源汽车和工业领域的需求大幅增加，中国IGBT市场规模将持续增长，到2025年，中国IGBT市场规模将达到522亿元，年复合增长率近20%。

我国是车规级IGBT的主要市场之一，约占全球市场份额超过30%，但中高端IGBT主流器件市场基本被欧美、日本企业垄断，比如英飞凌、富士电机、三菱等外资企业，我国IGBT产品对外依赖度近95%，呈现寡头垄断的竞争格局。国内研发车规级IGBT的企业较少，或与其研发、生产的高难度有关。

在比亚迪入局IGBT之前，国内自主研发的IGBT几乎一片空白，基本被外资企业垄断。

比亚迪微电子公司（比亚迪半导体公司前身）成立于2004年，初期主要承担着比亚迪集团集成电路及功率器件的开发、整合、晶圆等生产任务，主要经营功率半导体器件、IGBT功率模块、CMOS图像传感器、电源管理IC、传感及控制IC等产品。其中，IGBT是比亚迪半导体的拳头产品。

从F3DM采用的IGBT 1.0芯片，大规模配置于e6、K9等新能源车型上的IGBT 2.5芯片模块，到去年推出的IGBT 4.0芯片，比亚迪的IGBT芯片已经研发了超过十年，成为国内首个贯通新能源汽车IGBT芯片设计、晶圆制造、模块封装、仿真测试以及整车测试等全产业链企业。

近日，比亚迪IGBT项目在长沙正式动工。据悉，该项目总投资10亿元，将建成年产25万片8英寸新能源汽车电子芯片生产线，投产后可满足年装车50万辆新能源汽车的产能需求，预计年度营业收入可达8亿元，实现利润约4000万元。

比亚迪电控、IGBT模块等零部件背靠集团新能源汽车的发展，成为市场中亮眼的存在。比亚迪已经成为国内新能源汽车市场中装机量最多的电控供应商，IGBT部分也成为国内新能源汽车电控用功率模块装机量数一数二的供应商。

有数据显示，2019年，英飞凌为国内电动乘用车市场供应62.8万套IGBT模块，市占率达到58%。而比亚迪供应了19.4万套，市占率达到18%（按最新数据估算，其在中国车规市场的份额已达22.1%）。可以说，比亚迪缓解了我国车规级IGBT芯片市场一直被外企“卡脖子”的局面。

2019年，比亚迪IGBT自供比率约70%，尽管比亚迪打破了国际巨头的垄断，但其对外供应量仅4万多套，可以看出比亚迪还是相当保守的。因此，4月14日比亚迪宣布通过整合公司半导体业务、成立了独立的“比亚迪半导体有限公司”，扩大IGBT业务量，下一步的规划是让IGBT的外供比例争取超过50%。

目前比亚迪在国内新能源汽车用 IGBT市场的份额只有20%左右，市场绝大部分仍掌握在英飞凌、三菱等外资企业手里，比亚迪占据的市场份额并不算高。放眼全球IGBT市场，比亚迪所占据的市场份额更是不足2%，差距巨大。

比亚迪的孤单，不仅体现在IGBT技术实力和市场份额上的种种差距，更在于关键零部件领域自主品牌弱势的行业积淀和产业生态现状。由此来看，比亚迪和国内IGBT企业们的追赶之路并不好走。但纵使路漫漫其修远兮，还望上下而求索。

国际巨头压力之外，比亚迪还面临着来自本土竞争对手——斯达半导体带来的挑战。

根据IHS Markit 2018年报告，斯达半导体是国内唯一进入全球前十的IGBT模块厂商。相较于比亚迪半导体的IGBT技术从1.0迭代到4.0（相当于国际第五代），斯达半导的IGBT技术已经发展到了第六代，基于第六代 Trench Field Stop 技术的IGBT芯片及配套的快恢复二极管芯片已在新能源汽车行业实现应用。

根据今年公司上市时披露的数据来看，斯达半导体2019年生产的车规级IGBT模块已经配套了超过20家终端汽车品牌，合计配套超过16万辆新能源汽车，此外适用于燃油车的BSG功率组件顺利通过了主流汽车厂商的认证，打开了传统汽车市场。

其中，斯达半导的子公司StarPower Europe AG使用自主芯片的IGBT模块在欧洲市场已被包括新能源汽车行业在内的客户接受并批量采购，步伐迈入全球化。

斯达半导体与比亚迪相比：比亚迪IGBT业务有着自身新能源汽车产业做背书，使其产品研发和应用落地获益，此为优势；然而，“水能载舟，亦能覆舟”，或许也正是由于比亚迪本身有整车业务，进而难以让其他车企真正放下心中的芥蒂，使用比亚迪的IGBT产品。此为劣势。

相信斯达半导体的崛起对于比亚迪和本土IGBT产业来讲不是坏事。毕竟，“一枝独秀不是春，百花齐放春满园”。

此外，国内还有中车、士兰微、扬杰科技、宏微科技等企业在进行车规级IGBT的研发和生产。随着国家的高度重视和大力扶持，国内在IGBT研发方面确实已经取得了长足的进步，本土IGBT产业链已经初步形成。

但基于国内产业现状，再加上IGBT本身设计门槛高、制造技术难、投资大，国内相关人才又较为缺乏，在设计、测试以及封装等核心技术方面还积累不够，导致国内半导体企业在IGBT市场一直处于弱势地位

整体来看，国内功率半导体分立器件产业的产品结构仍以中低端为主，在高端产品方面目前国际厂商仍占据着绝对优势地位，供需一直存在较大缺口，技术差距短期内或较难追平。

自1985年前后美国GE成功试制工业样品以来，IGBT经过30多年的发展，如今已发展到第7代技术。第7代由三菱电机在2012年推出，富士电机则从2015年就开始对外提供IGBT模块第七代产品的样品。而比亚迪2018年12月才发布IGBT 4.0技术（也就是国际上第五代技术），差距不言而喻。

根据IHS统计，2018年仅英飞凌、三菱、富士电机、安森美、ABB五大厂商在IGBT领域占据的市场份额接近70%，其中排在第一位的英飞凌市场份额高达34.5%。目前国内IGBT产品的研发与国际大厂相比还存在很大差距，核心技术均掌握在外资企业手中，IGBT技术集成度高的特点又导致了较高的市场集中度。

国内IGBT技术(芯片设计、晶圆制造、模块封装)目前尚处于起步阶段。本土企业在研发与制造工艺上与世界先进水平差距较大。而且，IGBT是关键设备上的核心部件，供应切换具有非常高的风险，这也制约了我国IGBT技术的发展和产品的应用。

国内IGBT产业化起步较晚且基础薄弱，例如比亚迪、斯达半导体2005年才开始成立IGBT团队，而英飞凌1999年就从西门子拆分出来，且之前就已经有了很深的技术积累，技术差距短期内很难追平。

再加上IGBT本身设计门槛高、制造技术难、投资大、国内相关人才较为缺乏，在设计、制造、测试以及封装等核心技术方面还积累不够，导致国内半导体企业在IGBT市场一直处于弱势地位。

目前国内IGBT行业虽然逐渐具备了一定的产业链协同能力，但国内IGBT技术在芯片设计、晶圆制造、模块封装等环节目前均处于起步阶段。

晶圆制造方面，国内IGBT主要受制于晶圆生产的瓶颈，首先是没有专业的代工厂进行IGBT的代工，原8寸沟槽IGBT产品主要在华虹代工，但是IGBT并非华虹主营业务，产品配额极其匮乏，且价格偏高；

其次，与国外厂商相比，国内公司在大尺寸晶圆生产上工艺仍落后于全球龙头。晶圆越大，单片晶圆产出的芯片就越多，在制造加工流程相同的条件下，单位芯片的制造成本会更低。目前，IGBT 产品最具竞争力的生产线是8英寸和12英寸，国内晶圆生产企业此前大部分还停留在6英寸产品的阶段。仅有比亚迪、中车、士兰微等几家国内企业实现8英寸产品量产。

同时，由于国内集成电路公司没有独立的功率器件生产线，只能利用现有的集成电路生产工艺完成芯片加工，所以设计生产的基本是一些低压芯片。与普通IC芯片相比，大功率器件有许多特有的技术难题，如芯片的减薄工艺，背面工艺等。

可以看出，IGBT是一个对产线工艺依赖性极强的公司，解决这些难题不仅需要成熟的工艺技术，更需要先进的工艺设备，这意味着设计公司不能跳出代工厂的支持独立存在。所以，IGBT企业走向大而强的最好的路线就是IDM模式。这些都是我国功率半导体产业发展过程中急需解决的问题。

在模块封装技术方面，车用IGBT的散热效率要求比工业级要高得多，逆变器内温度最高可达20℃，同时还要考虑强振动条件。国内目前仅掌握了传统的焊接式封装技术，与国外公司相比，技术上的差距依然存在。国外公司基于传统封装技术相继研发出多种先进封装技术，能够大幅提高模块的功率密度、散热性能与长期可靠性，并初步实现了商业应用。

自第六代技术以后，各大厂商开始将精力转移到IGBT封装上。在IGBT封装材料方面，日本在全球遥遥领先，德国和美国处于跟随态势，我国的材料科学则相对落后。

IGBT产业每道制作工艺都有专用设备配套，国内IGBT工艺设备购买、配套较为困难。比如德国的真空焊接机、薄片加工设备、表面喷砂设备、自动化测试设备等，其中有的国内没有，或技术水平达不到。

因此就会面临好的进口设备价格十分昂贵，便宜设备又不适用的问题。此外，还面临国外设备由于出口限制或技术保密等因素未必会卖给中国的困境。

可见，要成功设计、制造IGBT必须要有产品设计、芯片制造、封装测试、可靠性试验、系统应用等成套技术的研究、开发及产品制造于一体的自动化、专业化和规模化的产业生态。

高端工艺开发人员非常缺乏，现有研发人员的设计水平有待提高。目前国内没有系统掌握IGBT制造工艺的人才。从国外先进功率器件公司引进是捷径。但单单引进一个人很难掌握IGBT制造的全流程，而要引进一个团队难度太大。国外IGBT制造中许多技术是有专利保护。目前如果要从国外购买IGBT设计和制造技术，还牵涉到好多专利方面的东西。

由于IGBT产品的寿命、稳定性直接影响电动车安全性，其性能也直接决定了续航里程等电动车性能，因此全球电动车IGBT市场此前一直被英飞凌等海外巨头垄断。

车企切换至国内供应商，需要对其产品稳定性、性价比、量产经验与装车量、公司整体研发与资金实力等进行综合评估。因此IGBT在国产替代过程中面临的较大市场难度。

不难看到，从市场占比、产业链协同，到专利壁垒、人才技术，再到市场及下游客户的认可度，本土IGBT产业存在着全方位差距。

尽管近年来国内众多厂商纷纷开始加入 IGBT 产品布局，市场规模呈加速增长趋势。但国内IGBT市场产量依然较低，市场份额被国外巨头瓜分蚕食。面对当前产业现状与困局，本土IGBT产业亟待突破。

弘大芯源董事长章威纵表示，“从过去50年硅基半导体发展之初，到目前国外第三代半导体发展领先的实际情况不难看出，没有先进的晶圆代工厂和制程工艺技术，技术就很难生根。这也是中国硅基及IGBT严重依赖进口，落后国外的一大原因。”

去年，中芯国际以1.13亿美元的对价，将所持有的LFoundry 70%股权转让给专注于IGBT、FRD等新型电力电子芯片的研发企业——江苏中科君芯。可见，国内IGBT企业在工艺制程方面逐渐在发力追赶。

IGBT产品当前最具竞争力的生产线是8英寸和12英寸，最为领先的厂商是英飞凌，已经在12英寸生产线量产IGBT产品。国内公司大尺寸晶圆工艺和良率均落后于行业龙头，导致芯片分摊成本较高。

目前，伴随国内企业8寸晶圆产线先后投产，良率逐步提升，国产IGBT有望较此前采购英飞凌等巨头晶圆价格大幅下降。

工信部印发的《汽车产业中长期发展规划》提出，到2020年我国新能源汽车产量达到200万辆，2025年达到700万辆。IGBT模块占电动汽车成本将近10%，占充电桩成本约20%。

集邦咨询预测，到2025年，中国新能源汽车所用IGBT市场规模将达到210亿人民币，充电桩所用IGBT的市场规模将达到100亿人民币。可以预见，新能源汽车市场将成为助推IGBT市场增长的主要力量，国内IGBT厂商要抓住这一发展契机，争取扩大市场份额。

在新的市场需求与本土产业链协同发展的趋势下，国内IGBT行业逐渐在缩小差距。对于本土企业应该如何发力追赶，新能源及未来汽车技术路线独立研究者曹广平向笔者指出，“本土IGBT产业应汇集优质人才、企业、科研机构、资金等，向华为一样发力。这样的发力，一定不要限于报项目、批项目、验项目，而是要紧紧抓住权利的配套监管，不放松，不腐败，不乱来。”

也许吧，产、学、研共同发力是产业发展和进步的基础，良好的制度和行业规则是产业进一步追赶的保障。

总体来看，我国在IGBT领域已经解决了从0到1的问题，未来需要经历的是从1到N的漫长过程。

新基建及战略新兴行业鼓励政策等机遇，看似是助力行业前进的大风口，大机遇。但实际上，也正如曹广平所言，“我们最缺乏的是不去迎合机遇，而是政府、行业、企业等能够踏踏实实长期真正做事情的耐心和决心。”

毕竟，政策只是一时的，机遇和风口总会过去。剩下的，只有日复一日的耐心与“不破楼兰终不还”的决心，才能有不被受制于人的可能与下一次面对挑战时再来一次的勇气。