【导读】“逆变器就靠排队抢货，单子可以接，队伍请排好”，在各大光伏行业交流群里，询问逆变器是否有货成了光伏人的日常。
1、光伏逆变器“心脏”部分产能不足
近年来，光伏产业的快速发展带动光伏逆变器市场规模快速提升，光伏逆变器出货量高速增长。据光大证券测算，国内光伏逆变器市场规模有望从2022年的149亿元增长至196亿元；相应的，海外光伏逆变器市场规模有望从546亿元跃升至694亿元。
而中国本土的光伏逆变器厂商加快技术与产品升级，已在全球占据重要位置，国内逆变器厂商在全球逆变器市场中占据超六成市场份额。光伏逆变器出货量排名前十的供应商中，有六家是中国供应商，其中华为以23%的市占率位居榜首。
近期，有“微型逆变器双雄”之称的昱能科技(688348.SH)、禾迈股份(688032.SH)均公布了三季度报告。其中，昱能科技第三季度实现归母净利润1.24亿元，同比增长475.84%；禾迈股份第三季度归母净利润则为1.6亿元，同比增长273.45%，业绩喜人。
除聚焦于微型逆变器领域的“双雄”之外，产品更为丰富的行业龙头阳光电源（300274.SZ）披露的三季报显示，国内逆变器出货量稳定增长，前三季度其归母净利润20.61亿元，同比增长36.94%。阳光电源证券部相关人士表示，公司从2021年起，一直都在逐步扩产能。
作为光伏系统的核心部件，光伏逆变器可以将太阳能板产生的可变直流电转换为交流电，并反馈回输电系统或供离网的电网使用。也就是说，如果要使用太阳能生成的电能，没有光伏逆变器这个转换元件是做不到的。
光伏逆变器原材料由机构件、电感、半导体器件等构成，半导体器件和集成电路材料主要为IGBT元器件和IC半导体，其中以IGBT为主的半导体器件在驱动保护、过电流/短路保护、过温保护、机械故障保护等方面发挥巨大作用，是逆变器的“心脏”，约占逆变器成本的12％左右。
目前光伏逆变器产能不足的原因，主要是在于“心脏”——以IGBT为主的半导体器件身上。
“我手上做光伏逆变器的客户，多少每家都有一些缺IGBT芯片。”光伏逆变器上的芯片大大小小有几十颗，不同公司可能会缺不同的芯片。目前至少一半能够实现国产，只有比较核心的主控芯片尚需时间验证。
上述工作人员表示，并非所有光伏逆变器芯片都要依靠进口，只是早期国外的品牌基础领先，现在要切换成国内的品牌，需要很长时间去验证。“这是需要过程的。有的厂家用惯了某些品牌，会觉得现在已经很稳定了，没有必要冒风险去测试国内的芯片。所以对于某些芯片而言，主要是缺机会，倒并非都是技术上的问题。”
招商证券的研报显示，2020年下半年以来，半导体材料供给受限，而电车、光伏等下游需求高增，造成的芯片短缺一直持续至今。
“从去年开始，我手上做光伏逆变器的厂商，订单增幅很大，百分之三十、五十乃至翻倍都有”。从半导体厂商角度来看，去年上半年光伏逆变器就已经有了产能不足的苗头，但由于各家可能还有一些囤货，下半年这种趋势更为明显。
上述工作人员认为，光伏逆变器产能不足的问题源自市场占有率高的芯片公司，这些公司目前可被替换的比率相对低。短期内很难被替换的芯片公司，其产能减少则有可能间接影响到行业产能。
目前就其客户群来看，缺一些主控芯片的比较多。若按照当下的产能，大概要到明年一、二季度，情况才能有些好转。
2、国内核心公司技术
国内车规级IGBT产业链主要包括：芯片设计-晶圆制造—模块封装—下游应用（电控系统）。国内企业中生产模式不一样，有IDM模式和Fabless模式。
时代电气和比亚迪业务垂直整合，从IGBT芯片设计到最下游的电控系统均有布局。
士兰微作为IDM大厂，业务完整覆盖芯片设计、晶圆制造和模块封装。
斯达半导和宏微科技采用Fabless的模式，专注芯片设计和模组封装环节，晶圆制造则外包给晶圆代工厂完成。
智新半导体和青蓝半导体则专注于模组封装环节。华虹、积塔和中芯绍兴则专业从事IGBT晶圆代工。
目前在A股上市的核心公司主要包括，斯达半导、士兰微、时代电气。还有未上市的比亚迪半导体。斯达半导，目前是IGBT国产替代领军企业，从下游的模块封装向上延伸至芯片设计。主要产品为IGBT模块，约占主营收入的95％。覆盖了下游细分市场，包括工控、新能源汽车、新能源发电、变频白电等。2021年研发出微沟槽+场截止（英飞凌第七代）的车规级芯片，并将于2022年量产。经营业绩方面，营收稳定增长，新能源占比持续提高。
时代电气，掌握高低压IGBT芯片核心技术，公司2021年IGBT收入约9亿元，其中汽车IGBT产品收入约2亿元。
士兰微，2001年，引入晶圆产线转型IDM厂商。目前，公司所有量产的IGBT模块所配套的IGBT芯片均采用场截止技术，与英飞凌第四代芯片对标，性能指标上均与英飞凌第四代持平。
目前国内车规级IGBT厂家来说，2021年配套超过60万辆新能源汽车，预计收入在4.5亿-5亿元。比亚迪半导体主要比亚迪汽车内部配套。时代电气目前2021年汽车IGBT产品收入约2亿元，看后期产能释放。士兰微电机驱动模块通过多家客户测试，PIM模块的营业收入将成为新的快速发展。
3、2025年光伏IGBT市场规模将达百亿元
2021年我国新增光伏发电装机量达到54.88GW，连续9年稳居世界首位。中国光伏行业协会还预计2022 年我国光伏新增装机量将达75G～90GW，2022-2025 年我国年均新增光伏装机量达到83GW～99GW。与此同时，出口市场也不断增长。日前，欧盟发布能源独立路线图，力求从天然气开始，在2030年前摆脱对俄罗斯的能源进口依赖。3月15日，欧盟理事会通过了“碳边境调节机制（CBAM）”。专家认为，欧洲大概率会加速光伏布局与应用，今年欧盟光伏新增装机量可能会超出预期。
在此情况下，作为光伏逆变器核心器件的IGBT，市场空间也被极大拓展。对此，赛晶科技董事会主席项颉就指出，目前世界各国对气候变暖的严峻性和迫切性已经有了共识，包含中国在内的许多国家相继出台“碳中和”目标。为了达成这一目标，需要在发电、输配电和用电等环节均采取相关的措施。这样就需要在能源和产业结构、技术和标准，以及配套的政策等诸多方面，构建可持续发展的绿色能源发展体系。作为光伏逆变器中的核心元器件，IGBT一定会受到这一市场发展的直接带动。
未来十年，电动化和数字化将成为产业和社会发展的重要推动力。电动化涉及发电、输变电、储能、用电在内的电力价值链各个环节，而光伏是其中的发电环节。包括IGBT在内的功率半导体在整个电力价值链中扮演着重要角色。随着电动化的推进，未来功率半导体的市场规模将会不断成长。
值得注意的是，逆变器中IGBT等电子元器件使用年限一般为10年-15年，而光伏组件的运营周期是25年，所以逆变器在光伏组件的生命周期内至少需要更换一次。这也进一步扩大了IGBT在光伏系统中的使用量。
项颉估算，2021年中国光伏市场对IGBT的需求约为15亿元。如果加上中国逆变器厂家出口逆变器的需求，这一规模近40亿元。随着市场对可再生能源需求的提升，对IGBT需求也将持续增长，预计到2025年，新增装机容量加上替换装机容量的IGBT需求将达百亿元规模。
4、SIC或可代替IGBT
由于逆变器的半导体材料构成更为分散，多数并非专供。近两年新能源汽车市场的火爆也让许多人担心是否存在抢“芯”的问题。
上述工作人员提到，如果公司资源有限的话，这得看各家公司的分配策略。“汽车和逆变器的芯片材料区别不大，但汽车的利润可能更高。”
“国内的半导体厂商不会因为汽车市场爆发而减少光伏逆变器的生产”，国内厂家已经有量产的产品应用在光伏逆变器中，而汽车市场是一个新兴爆发的市场，绝大部分产品都还在开发中，所以不会相互占用产能。
东方证券研报提到，在光伏领域，SiC器件可有效提高光伏逆变器性能，有望逐步替代硅基IGBT成为逆变器核心。
SiC是新一代的功率器件，比较适合（高耐压的产品），可以替换部分IGBT。
相比于硅基IGBT，SiC具有更低的导通损耗、更低的开关损耗、无电流拖尾现象、高开关速度等优点，并且可以在高温等恶劣的环境中工作，有利于提高光伏逆变器使用寿命及提高效率。
根据SiC芯观察数据，采用SiC器件，光伏逆变器的转换效率可从硅基的96%提升至SiC MOSFET的99%以上，能量损耗降低50%以上，设备循环寿命提升50倍。随着未来应用于光伏领域的SiC逐渐成熟,渗透率进一步提升,其有望逐渐替代硅基IGBT在光伏逆变器上的应用。
而国内光伏逆变器厂商加快布局，也为SiC国产化提供历史性机遇。
国内较早进入SiC领域的华润微（688396.SH）在投资者关系活动记录中提到，公司SiC上半年销售额主要以SiC二极管产品为主，SiCMOS也已批量销售，主要应用在充电桩、光伏逆变器、工业电源、新能源汽车等。
未来随着新能源替代传统燃料进程加速，逆变器向高效率、高功率密度、高可靠性等方向发展，SiC器件有望受益于本土供应链优势，迎来发展良机。据东方证券研报，SiC芯观察数据显示，2020年SiC光伏逆变器占比为10%，预计2035年占比将达到75%，未来空间十分广阔。
来源：贤集网
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