【导读】近年来，以SiC（SiC）、氮化镓（GaN）等材料为代表的化合物半导体因其宽禁带、高饱和漂移速度、高临界击穿电场等优异的性能而饱受关注。SiC和Si来竞争制造功率半导体无论是在科学和实践上都得到了实力上的体现，尤其是随着新能源电动车的普及和发展，主机厂开始转向800V高压平台，对SiC的需求量越来越大，其在汽车上的应用步伐也在加快。这就对硅基的IGBT带来了一定的冲击。
但是最近关于IGBT缺货的消息不胫而走，起因是台媒的一则消息报道，茂迪董事长叶正贤表示，IGBT涨价缺货已不是新鲜事，不是价格多高的问题，而是根本买不到。与此同时，代工厂也跟着水涨船高，代工厂商漢磊集团今年初调涨IGBT产线代工价一成左右，凸显市场火热。
而从全球几大IGBT厂商的交期来看，似乎也显示出IGBT确实紧俏。目前IGBT主要由欧、日大厂主导，英飞凌的全球IGBT市占率超过32%，此外，日本富士电机、安森美、东芝、意法半导体等也是主要供应商，这几大IGBT厂商的交货期也平均在50周左右。
IGBT更受追捧，缺货难解
IGBT是近期半导体组件中，唯一还能大涨价且一路供不应求的品项。
导致IGBT缺货、涨价的原因主要有四点：其一，需求旺盛，车用、工业应用所需IGBT用量大增；其二，供给不足，产能扩增缓慢；其三，风光储需求旺盛带动IGBT需求强劲；其四，特斯拉大砍75%碳化硅用量，IGBT为潜在替代方案。
根据市场消息，6月安森美的IGBT供应短缺，交期仍在40周以上，无明显缓解。根据富昌电子公布的《2023 Q1芯片市场行情报告》数据显示，意法半导体、英飞凌、Microsemi、IXYS的IGBT交期与2022 Q4的交期一致，最长达54周。工业、车用领域的IGBT需求仍然紧俏。有业内人士表示，IGBT缺货问题至少在2024年中前难以解决；部分厂商IGBT产线代工价上涨10%。
现阶段全球产能紧缺，IGBT市场面临短期内供不应求的状态，这为国产企业提供了机遇。如今，本土IGBT产品性能已经逐渐成熟，且部分产品性能可对标海外IGBT大厂产品，加速国产化IGBT产品市场渗透，逐步切入高端市场。国内一众厂商如扬杰科技、斯达半导、士兰微、新洁能、紫光国微等也在加快扩产和研发步伐。
SiC替代不了IGBT
诚然，SiC虽然具有一些优越的特性，但并不适用于所有应用场景。SiC晶体管具有更高的开关速度、更低的导通电阻和更高的耐压能力等优点，这使得它们非常适合高频、高压等应用场景，在600–1,700V范围应用上SiC功率器件具有很大的优势，尤其是新能源汽车领域，传统硅基IGBT芯片在高压快充车型中已经达到了材料的物理极限，所以新能源汽车开始纷纷拥抱SiC。
但是，SiC晶体管的劣势在于，其价格相对较高，SiC生产过程也更加复杂。SiC价格较高的主因是因为SiC衬底导致：SiC晶体生长的速度缓慢，SiC晶体长1cm大约需要7天，相比之下，拉出一根2米左右的8英寸硅棒仅需要2-3天时间；SiC的硬度也很高，不仅切削时间长，而且良率还低，一般来说，硅片的切割只需要几个小时，而SiC则需要数百小时。因此，SiC产业链的实际控制权掌握在衬底供应商中。除此之外，其他生产成本也比Si高，但相对衬底所占的比重则较小，SiC加工生产需要更高的温度个更昂贵的耗材。SiC晶体管也存在一些缺点，比如容易受到损坏、温度敏感等问题。综合这些特点来看，SiC并不适用于一些低成本、低功率的应用场景。
IGBT的制造成本低于SiC MOSFET，因为IGBT使用的硅基材料成本低，生产技术成熟，硅的价格仅为宽禁带材料的三分之一至四分之一。其次，IGBT的可靠性比SiC MOSFET高，因为IGBT的结构相对简单，故障率较低。同时，IGBT具有更好的电容性能和更好的抗过压能力，适用于大功率、大电流的应用场景。譬如在DC-DC这种对环境要求不是很高、对重量和空间要求也不高的充电桩领域，想要替代成本最具优势的IGBT有很大的难度。
因此，SiC并不能完全替代IGBT。
此前有业内人士也告诉过笔者，“SiC就像一个聪明而又个性极强的少年，优点突出，缺点同样突出。IGBT更像一个持重而成熟的青年，可以扛起功率器件的重担。”
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在近日的一次媒体沟通会上也表示：“对于许多把顶尖性能和外形因素放在次要位置的应用，硅基仍然颇具竞争力。我们认为在汽车领域，Si跟SiC在中长期一定会是并存的。”
事实确实如此，IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）作为一种新型功率半导体器件，是国际上公认的电力电子技术第三次革命最具代表性的产品，是工业控制及自动化领域的核心元器件，IGBT 被称为电力电子行业里的“CPU”。IGBT在很多应用场景中仍然是最佳选择，IGBT被广泛应用于变频器、风力发电、太阳能发电等领域，而这些领域的发展速度非常快，导致了IGBT的需求量也快速增长。
国产厂商迎来大丰收
IGBT的持续火热，国产厂商迎来的不只是订单的大丰收，还有业绩的大丰收。
首先在订单量方面，近日时代电气披露调研纪要显示，IGBT器件已有产能基本跑满，第一季度合计IGBT有7.23亿。传感器件、功率器件、新能源汽车电驱是一个量纲订单，目前产能排得很紧，达产率非常高。公司在去年第三季度就基本把今年IGBT产能排满了。
斯达半导也表示光伏领域在手订单是现有产能的数倍之多。士兰微、华润微、宏微科技都表示在手订单量饱满，产能供不应求。
其次，再看业绩。2022年时代电气全年营收180.34亿元，同比增长19.26%。2023年Q1，时代电气营业收入人民币30.85亿元，同比增长21.25%，涨势喜人。
斯达半导体更是连续7年实现营收、净利润双增。尤其是2022年其营业收入27.05亿元，同比增长58.53%，归属于上市公司股东的净利润8.18亿元，同比增长105.24%。
此外，士兰微、扬杰科技、宏微科技等公司的营业收入都在2022年实现大幅增长。
国产IGBT产能何时落地？
2021年，斯达半导定增获得发审委通过，将募资35亿元用于IGBT芯片、SiC芯片的研发及生产。预计将会达成6英寸IGBT产能30万片/年，6英寸SiC芯片产能6万片/年，具体投产时间未知。
2022年10月，时代电气启动了IGBT三期新产线建设准备工作，公司此前已投资建设了一期、二期产线。三期总投资额111 亿元，其中宜兴项目投资58 亿元、株洲项目53 亿元。宜兴项目，一期规划产能是年产36 万片8 英寸IGBT，产品主要用于新能源车领域。株洲项目，建成后产能年产36 万片8英寸IGBT，主要用于新能源发电、工控、家电。三期项目建设周期24 个月，预计2024年6-7月才会投产。
2022年6月，士兰微投资建设“年产720万块汽车级功率模块封装项目”该项目总投资30亿元。随后在10月，又定增不超过65亿元，用于年产36万片12英寸芯片生产线项目（39亿元）、SiC功率器件生产线建设项目（15亿元）、汽车半导体封装项目（一期）（30亿元）等。此次的定增项目建设期为3 年，也就是预计2025年投产。
华润微的IGBT产能也会在今年有所新增。华润微高管此前预计，2023年资本性开支较2022年将增加至百亿规模，主要涉及重庆12英寸、深圳12英寸、先进功率封测基地以及公司对外投资并购项目。根据规划，华润微6英寸晶圆制造生产线主要增加第三代半导体产能包括碳化硅和氮化镓；今年8英寸晶圆制造生产线通过技改、IGBT等重点产品产能扩充会带来一定幅度的产能增加；重庆12英寸2023年底目标是爬坡至2万片。
有分析指出，2021年及以前，中国有80%—90%的IGBT产品均需要进口，2022年整体IGBT国产化率提升至约30%—35%，车规级IGBT厂商在中国的市场份额已经从2021年的32%提升到2022年的45%—50%。
未来，随着IGBT市场的不断扩大以及国产IGBT企业技术上取得突破，中国IGBT正在驶上发展的快车道。
来源：贤集网
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