【导读】当下，芯片行业已进入降温期，大部分料号已经不缺了，价格正在迅速回落。不过，也有一例外，那就是功率半导体IGBT。近日，IGBT又爆出大缺货，价格“涨翻天”。
据了解，由于IGBT产能有限，但太阳能电厂疯狂建设，其逆变器对IGBT需求巨大，再加上电动车也高度需要IGBT，在疯狂抢货下，IGBT出现大缺货，价格更是蹭蹭翻倍往上涨，甚至有价无货，业界表示“现在不是价格多高的问题，而是根本买不到”。
IGBT又称绝缘栅双极性晶体管，是一种三端半导体开关器件，由BJT和MOS管组合而成，也可以看作BJT和MOS管的融合体，具有MOS的输入特性和BJT管的输出特性。IGBT在电路中作为电路开关，通过开关控制改变电压。
IGBT是能源变换与传输的核心器件，广泛应用于工业制造和新能源领域。在电动车界，IGBT被称为电动车的“CPU”，影响着电动车的充电效率和充电速度，直接决定电动车的性能优劣。
一般来说，一辆电动车需要上百颗IGBT，电驱动系统、空调系统、高压充电机等部件都需要用到IGBT。从成本上看，IGBT的成本大概是一辆电动汽车整体生产成本的7-10%，是除了电池之外最贵的零部件。
在太阳能领域，IGBT则是搭在逆变器当中。逆变器作为一种电源转换装置，可将太阳能板储存的电力转换为一般可用的电，在太阳能发电系统中具有举足轻重的作用。建设太阳能电厂少不了逆变器，随着逆变器采用IGBT的比重大幅提升，对IGBT的需求量也急速猛增。
IGBT的技术壁垒非常高，全球IGBT市场目前被英飞凌、富士电机、安森美、东芝、意法半导体等欧日大厂垄断。其中，英飞凌市占率超过32%，是全球IGBT绝对龙头。经过几十年的发展，英飞凌不断改进芯片结构，已将IGBT技术迭代至第七代，IGBT产品向小型化、高功率、高可靠性发展。
随着IGBT供需持续紧张，有关宽禁带半导体材料碳化硅替代硅基IGBT的话题也在不断升温。TrendForce集邦咨询预测，至2026年，碳化硅功率器件市场产值可望达到53.3亿美元。主流应用仍倚重电动汽车及再生能源，电动汽车产值可达39.8亿美元，年复合增长率约38%；再生能源达4.1亿美元，年复合增长率约19%。
对此，英飞凌科技高级副总裁、汽车电子事业部大中华区负责人曹彦飞表示，碳化硅发展到现在，尤其在高压比如800V的主逆变器上面有越来越多的客户在布局、立项。硅基器件如IGBT将与碳化硅器件长期并存。当前硅基器件的占比仍然较高，但是碳化硅的中长期发展，仍然被非常看好。
缺货现象持续数年
IGBT缺货的问题此前就长期存在。有数据显示，2021年，我国IGBT的需求量为13000万只，同比增长20.00%；生产量为2580万只，同比增长27.72%；产需差值为10620万只。
而据行业人士反映，2022年5月，市场上IGBT缺货高达50周以上，供需缺口拉长到50%以上，甚至有头部供应商表示车用IGBT订单已满，且不再承接新的订单。
进入2023年后，IGBT缺货情况仍未能好转，目前车规IGBT产品供不应求，现有产能已基本售罄，保供压力较大，新扩产订单已被下游厂商提前锁定。对于IGBT被疯狂抢货的现象，业内人士更是形容为，“不是价格多高的问题，而是根本买不到”。
中国台湾媒体报道称，由于IGBT市场火热，今年年初，台湾代工大厂汉磊科技股份有限公司（以下简称“汉磊科技”），将IGBT产线代工价格提升了10%。资料显示，汉磊科技是一家专注功率半导体代工生产的企业，手握IGBT芯片组件龙头英飞凌的大量订单。
分析人士认为，IGBT此番供不应求，主要是受电动车、光伏两大主流应用需求大增的影响。
公开资料显示，IGBT 是一种耐高压的功率开关元件，是电力电子技术第三次革命中最具代表性的产品之一，有“电力电子CPU”的美誉，其最主要的功用，是将高压直流电转换成交流电，因而被广泛应用在工业控制、新能源汽车、光伏风电等领域。
2020年，汽车行业出现了一波“缺芯潮”，此后IGBT开始受到车企的“疯抢”。与此同时，国内外太阳能电厂也在快速扩建，而光伏逆变器需要大量采用IGBT。两大行业厂商的联合抢购，导致了IGBT大幅短缺。
IGBT缺货的问题何时能解决，也受到行业人士的高度关注。DIGITIMES机构研究认为，2022年全球IGBT整体供需缺口达13.6%，在2023年，随着全球IGBT业者产能持续扩张，电动车市场增速走缓，2023年全球IGBT供需缺口将收窄至-2.5%，当前短缺现象逐渐迈入尾声
IGBT后，SiC成车用半导体厂商下一个风口
当下SiC功率元件作为各家电动汽车性能致胜的一大依赖技术，整车厂们争相绑定未来几年的SiC供应，IGBT供应商也不例外。
TrendForce集邦咨询分析师龚瑞骄指出，碳化硅拥有优越的电气特性，传统的硅材料无法比拟。碳化硅取代硅基IGBT是不可逆的趋势，尤其是在800V充电架构之下，硅基IGBT已经达到性能的极限，很难满足主驱逆变器的技术需求。从下游应用来看，碳化硅组件是电动汽车制造商未来必须考虑的核心组件，另外光伏储能场景也在加速导入，因此近几年碳化硅市场将维持供不应求态势，产业热度不会降低。
TrendForce集邦咨询在最新发布的调研报告中预测，随着安森美、英飞凌等与汽车、能源企业合作项目的不断增多，碳化硅功率器件的前两大应用为新能源汽车与再生能源领域，分别在2022年已达到10.9亿美元及2.1亿美元，占碳化硅功率器件整体市场产值约67.4%和13.1%。到2023年，碳化硅功率器件整体市场产值将达到22.8亿美元，年增长41.4%。
TrendForce集邦咨询预测，至2026年，碳化硅功率器件市场产值可望达到53.3亿美元。主流应用仍倚重电动汽车及再生能源，电动汽车产值可达39.8亿美元，年复合增长率约38%；再生能源达4.1亿美元，年复合增长率约19%。
当下，IGBT主要由欧日大厂主导，以英飞凌市占率最高，此外日本富士电机、安森美半导体、东芝、意法半导体等也是主要供货商，这些大厂近年来纷纷加码SiC布局。
2023年，英飞凌将SiC、BMS、MCU当作重点开拓市场。2月16日，其宣布将投资50亿欧元，在德国德累斯顿建设一座12英寸晶圆厂。据悉，该模拟/混合信号技术和功率半导体新工厂计划于2026年投产，其生产的模拟/混合信号零部件和功率半导体将主要应用于汽车和工业应用。
瑞萨电子方面，去年五月其宣布将向2014年10月关闭的甲府工厂（山梨县甲斐市）投资900亿日元，目标在2024年恢复其300mm功率半导体生产线，生产包括IGBT和功率MOSFET在内的产品。
2022年8月，瑞萨电子宣布针对下一代电动汽车逆变器应用，AE5代IGBT产品将于2023年上半年在瑞萨位于日本那珂工厂的200mm和300mm晶圆线上开始批量生产。
意法半导体则在去年十月其宣布，将在意大利建造一座价值7.3亿欧元的碳化硅晶圆厂。据介绍，这将是欧洲首家量产150mm SiC外延衬底的工厂，它整合了生产流程中的所有步骤。展望未来，ST致力于在未来开发200mm晶圆。
2月11日，安森美正式接手了格芯一座在纽约的12英寸厂，并承诺为之投资13亿美元。安森美表示，该工厂将生产支持电动汽车、电动汽车充电和能源基础设施的芯片，将推动公司能够在汽车电气化、ADAS、能源基础设施和工厂自动化的大趋势中加速增长。
安森美首席执行官Hassane El-Khoury 指出，在未来三年内，安森美将为SiC提供40亿美元的承诺收入，2023年约为10亿美元，并可能在2024年和2025年增长约30%，达到17亿美元。为了达成目标，安森美已经将生产SiC的晶圆厂产能翻了一番，并计划在2023年再次翻番，然后在2024年再次翻番。
随着IGBT供应商不断加码SiC，逐步缓解当下功率半导体缺货现状的同时，新的技术汇入将会将会给功率半导体市场带来全新体验。
来源：贤集网
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