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交期长达60周!车规级IGBT缺口超50%,主流大厂已停止接单
2022-05-09 17:50:3228

近年来,在电动车、光伏风电、变频家电等下游需求拉动下,IGBT行业保持快速增长态势,但上游产业链扩产速度明显跟不上市场需求。供应链消息显示,目前IGBT缺货已高达50以上,供需缺口已经拉长到50%以上,市场部分料号供货周期更是拉到了60周。行业发出预警,IGBT或将成为今年下半年汽车生产的瓶颈。

 

 

IGBT是什么

IGBT是一种大功率的电力电子器件,是能源转换与传输的核心器件,也是电力电子装置的“CPU”。采用IGBT进行功率变换,能够提高用电效率和质量,具有高效节能和绿色环保的特点,是解决能源短缺问题和降低碳排放的关键支撑技术。

 

IGBT的应用领域很广,如工业领域中的变频器,家用电器领域的变频空调、洗衣机、冰箱,轨道交通领域的高铁、地铁、轻轨,军工航天领域的飞机、舰艇以及新能源领域的新能源汽车、风力发电等。

 

此外,IGBT模块在电动汽车中发挥着至关重要的作用,是电动汽车及充电桩等设备的核心技术部件。IGBT模块占电动汽车成本将近10%,仅次于电池,占充电桩成本约20%。

 

车规级IGBT为何缺

当前,车规级IGBT行业下游主要面向新能源汽车。从上游来看,原材料缺。随着5G商用以及疫情宅经济加速推动社会数字化转型,新能源车、家电、数码等终端设备市场起暖,带动半导体需求增长,目前各大晶圆代工厂商均产能满载。受益于新能源汽车和充电桩需求的快速提升,有媒体表示,预计2025年全球车规级IGBT模块所需的8寸晶圆量达169万片,较2020年增长5.4倍,晶圆制造需求缺口巨大。

 

从下游来看,需求旺。根据我国《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》提出新能源汽车发展愿景,计划到2025年,国内新能源汽车渗透率达到20%。国际上,欧洲多国二氧化碳限排政策,新能源汽车补贴政策双管齐下,以应对全球气候变暖的压力,汽车电动化路线愈加明显。在欧盟,ACEA汽车温室气体排放协议规定,到2030年以前, 汽车二氧化碳排放量需低于每公里59克。根据英飞凌测算,欧盟新能源汽车渗透率将在2030达到40%。

 

根据汽车工业协会数据,2021年1-11月,我国新能源汽车产销分别完成302.3、299万辆,大幅增长167.4%、166.8%

 

 

此外,智研咨询发布的《2021-2027年中国车规级IGBT行业市场深度分析及投资趋势分析报告》显示:受益于下游市场需求的强势拉动,我国车规级IGBT生产布局加速。2020年行业产量达到40万套,较2019年22万套增长81.8%。近几年我国车规级IGBT行业产量情况如下图所示:

 

 

 

车规级IGBT生产的三大壁垒

产品壁垒:车规级 IGBT 需具备使用寿命长、故障率低、抗震性高等严格要求,能适 应“极热”“极冷”的高低温工况、粉尘、盐碱等恶劣的工况环境,承受频繁启停带来的电流频繁变化,对产品要求极高。

 

工艺壁垒:车规级 IGBT 设计时需保证开通关断、 抗短路和导通压降三者的平衡,参数优化特殊复杂。生产制造时薄片工艺容易碎裂、正 面金属熔点限制导致退火温度控制难度大。此外,IGBT 模块封装的焊接和键合环节技 术要求同样较高。

 

认证周期长、替换成本高、具备经验曲线效应,行业先发优势明显。

 

1. 车规级IGBT需满足可靠性标准、质量管理标准、功能安全标准,才有资格进入一级汽车厂商的供应链,认证周期一般至少2年。

 

2. 由于IGBT模块是汽车中的关键部件,下游厂商出于安全性、可靠性的考虑,替换时往往呈谨慎态度,只有经过大量验证测试并通过综合评定后,才会做出大批量采购决策,替换成本高

 

3. IGBT业务需要长期的经验积累才能达到良好的know-how水平。

 

4. IGBT行业属于资本密集型行业,生产、测试设备基本需要进口。此外,对IGBT生产企业的流动资金需求量也较大,新进入者在前期往往面临投入大、产出少的情况,需要较强的资金实力作后盾,才能持续进行产品的研发、生产和销售。综合来看,IGBT行业中的先行企业具有明显的先发优势

 

 

 

主流大厂已停止接单

近日有业内人士表示,目前IGBT已出现交货紧张情况,“从交货周期看,已全线拉长到50周以上,个别料号周期更长。”同时,富昌电子等分销商官网也显示,42条物料货期在45周及以上,部分分销商的部分料号货期甚至拉长到了60周

 

为了应对这一市场现状,国内外IGBT厂商都在积极扩产。

 

国内供应商中,比亚迪半导体IGBT产能至2021年6月即接近满产,其与时代电气的新增晶圆产线均处于早期建设阶段,没有额外产能释放。在这样的背景下,华虹半导体、积塔半导体、士兰微、华润微,甚至是中芯绍兴等产业链企业也加入到车规级IGBT生产中来。

 

“国内企业切入车规级IGBT的时间并不长,目前华虹半导体的产能也很吃紧。”业内人士认为,短期内,本土企业新增的车规级IGBT产能仍难以形成效应。

 

不仅如此,国际大厂的扩产进度也跟不上市场需求,国外研发IGBT器件的公司主要有英飞凌、ABB、三菱、西门康、东芝、富士等,目前均有扩产。

 

英飞凌的12吋晶圆产线已经开始投产,但产能仍在爬坡中,前期产能为2万-3万片/月,目前扩产比重约为10%,无法满足市场对IGBT的增量需求;产能预计要到2023年-2024年才能达到8万片/月以上。

 

安森美和ST的扩产计划相对慢些,业内人士认为,“目前没有看到明显扩产,今年功率器件领域扩产比重预计为5%左右。”

 

安森美深圳公司的G先生也表示,“我们对大客户都是采取直供模式,且2年一签,我们现在的产能刚好能满足已签订单的需求。目前我们今年、明年的订单都已经全部订出去了,我们现在已经不接单了。没有足够的产能,接单也无法交付,还要面临违约的风险。不仅是我们,其他主要供应商也面临这样的情况。

 

从停止接单的动作也可以看出,国际大厂根本无力应对车规级IGBT的市场需求,或许等上述厂商的扩产产能开出才能缓解这一现状。

 

 

 

IGBT缺货或延续至2023 H2

有机构表示,结合供需测算以及产业调研,IGBT供需偏紧格局有望延续至2023 H2。

 

机构称,基于对全球IGBT晶圆供需格局的测算,2020~2023年全球IGBT晶圆层面的供需比分别为1.01/0.84/0.84/0.95。其中2020年全球IGBT产业整体保持供需平衡状态,2021年电动车、新能源发电、工控、变频家电等下游对IGBT需求快速增加,但同时IGBT产能增加有限,导致供需比降至0.84;同时,前期原厂、渠道、客户端的库存保障了下游行业的正常运转,但整体保持供需偏紧状态,导致供需比仍维持0.84,预计2022年全年IGBT供需仍将持续紧张。结合供需测算以及产业调研,本轮IGBT供需偏紧格局有望延续至2023年。

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