华润微IGBT业务同比增收超7成!国产IGBT即将崛起

华润微IGBT业务同比增收超7成!国产IGBT即将崛起
2022年08月22日 07:01 市场资讯

  日前,华润微公布了2022年半年报,上半年实现营业收入51.45亿元,同比增长15.51%;归母净利润13.5亿元,同比增长26.82%,其中,华润微IGBT产品营收同比增超七成。

  就经营情况,华润微表示营收增长主要系市场景气度高,公司订单饱满,整体产能利用率高,并且公司整体毛利率同比增长3.41个百分点,主要系产品获利能力好于上年同期。因此,净利润也有所增长。

  从行业层面来看,华润微表示,2022年上半年行业市场增速放缓,消费电子市场萎缩,但新兴应用领域增幅较大。公司在上半年,在工业、汽车、通信类市场的销售占比进一步提升,预计较年初提高约10个百分点。

  具体到产品层面来看,华润微IGBT产品增长最为强劲。财报显示显示,华润微IGBT产品收入同比增长约70%,实现批量供应汽车空调市场头部客户,在光伏、UPS、充电桩等领域销售额去年同期增长8倍以上。其中光伏IGBT在全球头部客户认证通过并批量供应,市场应用升级成效显著。

  在宽禁带产品方面,华润微SiC器件整体销售规模同比增长超4倍,待交订单1000万元以上,同时也具备GaN产品上量条件。具体来看:

  第二代碳化硅二极管1200V/650V平台已系列化三十余颗产品,在充电桩、光伏逆变、工业电源等领域实现批量供货,并进入行业头部客户。碳化硅MOSFET第一代产品已在650V/1200V/1700V多个平台系列化多颗产品,在新能源汽车OBC上已通过应用测试,预计下半年进入批量供应。

  此外,华润微MOSFET产品也稳步增长,收入同比增长24%,在5G、充电桩、光伏及新能源汽车领域实现了规模化销售。

  总的来说,华润微整体功率器件业务销售收入同比增长23.4%,上半年与工控、光伏、汽车电子等新兴应用领域核心客户形成合作金额约2.6亿元,同比增长近3.3倍。

  什么是IGBT?

  在华润微公布的财报中不难看到,其Q2业绩的大幅度增长,离不开IGBT业务的增持,那么,为华润微带来如此丰厚利润的IGBT,到底是什么?

  IGBT晶体管,英文全称是「Insulated Gate Bipolar Transistor」,中文名叫「绝缘栅双极晶体管」。

  IGBT晶体管是半导体器件的一种,主要被用于电动汽车、铁路机车及动车组的交流电电动机的输出控制等领域。

  IGBT晶体管是由BJT(双极型晶体或双极性晶体管,俗称三极管)和MOSFET(绝缘栅型场效应管,也叫IGFET,Insulated Gate Field Effect Transister)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,它兼有MOSFET的驱动电流小,以及BJT导通电阻低两方面的优点(传统的BJT导通电阻小,但是驱动电流大,而MOSFET的导通电阻大,却驱动电流小)。

  正是由于IGBT晶体管结合了MOSFET的高电流单栅控制特性及BJT的低饱和电压的能力,在单一的IGBT器件里,会通过过把一个隔离的FET(场效应晶体管)结合,作为其控制输入,并以BJT作开关。

  IGBT是强电流、高压应用和快速终端设备用垂直功率MOSFET的自然进化。

  实现一个较高的击穿电压BVDSS需要一个源漏沟道,而这个沟道却具有很高的电阻率,因而造成功率MOSFET具有RDS(on)数值高的特征,IGBT消除了现有功率MOSFET的这些主要缺点。虽然最新一代功率MOSFET 器件大幅度改进了RDS(on)特性,但是在高耐压的器件上,功率导通损耗仍然要比IGBT 技术高出很多。较低的压降,转换成一个低VCE(sat)的能力,以及IGBT的结构,同一个标准双极器件相比,可支持更高电流密度,并简化IGBT驱动器的原理图。

  从结构上讲,IGBT主要有三个发展方向:

  1、IGBT纵向结构:非透明集电区NPT型、带缓冲层的PT型、透明集电区NPT型和FS电场截止型;

  2、IGBT栅极结构:平面栅机构、Trench沟槽型结构;

  3、硅片加工工艺:外延生长技术、区熔硅单晶;

  按照封装工艺来看,IGBT模块主要可分为焊接式与压接式两类。高压IGBT模块一般以标准焊接式封装为主,中低压IGBT模块则出现了很多新技术,如烧结取代焊接,压力接触取代引线键合的压接式封装工艺。

  随着IGBT芯片技术的不断发展,芯片的最高工作结温与功率密度不断提高, IGBT模块技术也要与之相适应。未来IGBT模块技术将围绕“芯片背面焊接固定”与“正面电极互连”两方面改进。

  IGBT的主要应用领域

  作为新型功率半导体器件的主流器件,IGBT已广泛应用于工业、 4C(通信、计算机、消费电子、汽车电子)、航空航天、国防军工等传统产业领域,以及轨道交通、新能源、智能电网、新能源汽车等战略性新兴产业领域。

  1、新能源汽车

  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%,占充电桩成本约20%。IGBT主要应用于电动汽车领域中以下几个方面:

  A)电动控制系统大功率直流/交流(DC/AC)逆变后驱动汽车电机;

  B)车载空调控制系统小功率直流/交流(DC/AC)逆变,使用电流较小的IGBT和FRD;

  C)充电桩智能充电桩中IGBT模块被作为开关元件使用;

  2、智能电网

  IGBT广泛应用于智能电网的发电端、输电端、变电端及用电端:

  从发电端来看,风力发电、光伏发电中的整流器和逆变器都需要使用IGBT模块。

  从输电端来看,特高压直流输电中FACTS柔性输电技术需要大量使用IGBT等功率器件。

  从变电端来看,IGBT是电力电子变压器(PET)的关键器件。

  从用电端来看,家用白电、微波炉、 LED照明驱动等都对IGBT有大量的需求。

  3、轨道交通

  IGBT器件已成为轨道交通车辆牵引变流器和各种辅助变流器的主流电力电子器件。交流传动技术是现代轨道交通的核心技术之一,在交流传动系统中牵引变流器是关键部件,而IGBT又是牵引变流器最核心的器件之一。

  IGBT市场未来可期

  众所周知,因为新能源汽车产业发展迅速,而新能源汽车所需要到的半导体器件又比传统汽车多4到6倍,因此,在全球芯片极为短缺的情况下,要以车规级IGBT芯片的短缺情况最为严重。

  据多家媒体近日报道,虽然消费电子端半导体频频传出砍单消息,但因芯片产能无法满足市场庞大需求,汽车产业却仍处于芯片短缺状态,这其中最为紧俏的就是IGBT功率芯片。目前,IGBT紧缺程度依旧未缓。据富昌电子数据显示,今年Q2海外大厂IGBT交期仍高达50周左右,反应供需偏紧仍然持续。

  如今,新能源汽车IGBT已经成为IGBT最具成长性的细分市场,东吴证券表示,至2025年,全球新能源汽车IGBT市场规模将达到116亿美元,是2021年的5倍以上;中国新能源汽车IGBT市场规模将达到387亿元,同样为2021年的5倍以上。

  目前来看,新能源汽车产业的发展进一步促使了IGBT用量的激增,据中国产业信息网统计,2021年应用于新能源汽车的车规级IGBT市场规模已达IGBT整体市场规模的 31%。

  据了解,在新能源汽车所需要用到的功率半导体器件中,IGBT占比约8成,占整车成本的7%~10%,同时占充电桩成本的20%。一台新能源汽车中,如果前后双电机、车载充电机和电动空调都搭载IGBT芯片,那么一台车将需要用到48个IGBT芯片。

  根据中汽协最新的数据显示,截止2020年年底,国内新能源汽车累计产量达136.6万辆,同比增长7.5%,而IGBT作为新能源汽车核心零部件,需求量也因此受益。2020年,国内新能源汽车和充电桩市场带动近两百亿IGBT模块的需求。

  庞大的市场规模给予了华润微继续在IGBT领域进取的信心。

  公开资料显示,华润微在“十四五”期间制定了详细的战略规划。华润微表示,我们会保持战略定力,聚焦于功率半导体、智能传感器和智能控制领域。

  从产品方面来看,在具有优势的 MOSFET 等领域,公司希望每年维持稳定的增长速度;IGBT 领域未来几年仍将维持高速增长;功率 IC、传感器、MCU 等产品,公司都保持较高的增速规划。第三代化合物半导体领域也是公司重点发力方向,预计未来将取得快速发展。总体而言,公司对达成“十四五”的战略目标有较大信心。

  目前,汽车电子是公司非常重视的领域,公司的 MOSFET、IGBT 产品已经进入汽车电子应用,去年公司在汽车电子领域取得不错的业绩,预计今年将持续提升。

  与此同时,公司多个品类的产品已经进入光伏领域,如 IGBT、MOSFET 和碳化硅产品等。预计今年产品销售额将在去年基础上进一步提升,光伏是公司今年重点的发展领域之一。

  目前,华润微拥有6英寸晶圆制造产能约为23万片/月,8英寸晶圆制造产能约为13万片/月。在其12英寸产线投建完成后,预计将形成月产3万片12英寸中高端功率半导体晶圆生产能力,并配套建设12英寸外延及薄片工艺能力。

  此外,华润微电子公司华微控股与大基金二期参与设立的润西微电子投资建设的12寸中高端功率半导体晶圆生产线有望于2022年底前通线。首创证券表示,该项目达产后产能预计实现每月3万片,并配套建设12寸外延及薄片工艺能力,华润微中高端产品优势将得到进一步巩固。

  面对日前汽车、工业、新能源端强劲的市场需求,业内人士认为汽车芯片、光伏芯片供应仍将面临紧缺现状,现阶段纷纷看好功率半导体赛道,华润微作为本土功率半导体IDM龙头企业,公司长期成长可期。

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华润微 IGBT
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