IGBT成为“双碳”最受益的功率半导体，时代电气(03898)量产在即

由于汽车缺芯的影响，年初以来，功率半导体IGBT(绝缘栅双极晶体管)的产能一直备受关注，相关上市公司也获得不少涨幅，如斯达半导(603290.SH)、士兰微(600460.SH)今年股价涨幅均超过80%。

实际上，IGBT的应用范围除了传统的电力机车、高速动车组、地铁轨道等交通领域，在新能源汽车、风电、光伏、变频器等领域都有广泛应用。

年初IGBT企业股价的推动主要是汽车芯片需求驱动，而近期，IGBT企业股价又出现明显的上涨，如时代电气(03898)近三个交易日，股价涨幅超15%。

行情来源：智通财经

和上轮不一样的是，此番IGBT企业股价上涨除了新能源汽车需求高以外，还与风光发电需求增加有关。

“双碳”下的受益路径

背靠国家提出的“2030年前碳达峰”和“2060年前碳中和”策略，“双碳”也是从去年以来大家比较认可的投资主线。

由于目前新能源发电以光伏和风力发电为主，而功率半导体的IGBT是风电和光伏逆变器的核心零部件，可以理解为电力电子行业里的“CPU”。

由于电有高压电，低压电，IGBT的作用，就是将高压转换成低压，低压转换成高压。

按照封装的方式区分，有IGBT分立器件、IGBT模块以及IPM。

其中，IGBT模块又是IGBT最常见的形式，它是将多个IGBT芯片封装在一起，实现更大功率、更强的散热能力。

虽然功率器件在整台电力电子装置中的价值通常不会超过总价值的20%-30%，但对整机的总价值、尺寸、动态性能、过载能力、耐用性和可靠性起着十分重要的作用。

IGBT是构成太阳能光伏发电关键电路的重要开关器件。之前国内外大多数光伏发电系统是采用功率场效应管MOSFET构成的逆变电路。然而随着电压的升高，MOSFET的通态电阻也会随着增大，在一些高压大容量的系统中，MOSFET会因其通态电阻过大而导致增加开关损耗的缺点。

相比之下，IGBT通态电流大，正反向组态电压比较高，通过电压来控制导通或关断，这些特点使IGBT在中、高压容量的系统中更具优势，因此采用IGBT构成太阳能光伏发电关键电路的开关器件，有助于减少整个系统不必要的损耗，使其达到最佳工作状态。

根据中电联数据显示，截至8月末，太阳能发电2.8亿千瓦(其中，光伏发电和光热发电分别为27461万千瓦和52万千瓦)，同比增长24.6%。根据中国光伏行业协会预测，2025年全球光伏每年装机将达到270-330GW(1GW=10亿瓦)。据国际光伏技术路线图(ITRPV)预测，随着“平价上网”时代的全面到来，在市场因素的驱动下，到2030年全球每年新增装机容量将攀升至660GW，2050年全球累计装机容量将达到9170GW。

目前集中式光伏逆变器成本在0.16-0.17元/W，组串式光伏逆变器成本在0.2元/W左右，总体光伏逆变器成本在0.2元/W左右。根据行业调研数据，IGBT模块占光伏逆变器总成本比例约为10%，即光伏IGBT模块价值量约为0.02元/W。由此可测算出，2019年全球光伏IGBT价值量为23亿元，安信证券预计到2025年全球光伏IGBT市场规模将达到53亿元。

IGBT供不应求，国产替代正崛起

除了发电端的用途外，输电端、变电端带来的需求以外，用电端的新能源汽车对IGBT也有大量的需求。

随着全球不断推行更加严格的碳排放标准，国内环保监管趋严，政策引导将持续推动新能源汽车市场高速发展。2019年10月，工信部发布了《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》(意见稿)，规划指出，2025年我国新能源汽车新车销售量将达到汽车新车销售总量的20%左右，2030年达到40%。

截至2021年6月，我国新能源汽车渗透率达12.69%，参考智能手机渗透率提升过程，随着新能源汽车逐步量产，相关元器件开始在规模生产下实现成本快速下降，新能源汽车渗透率将出现加速提升。

然而在巨大的需求下，当前IGBT也存在较大的供需缺口。

2018年国产IGBT仅有1115万只，需求量则达到7898万只。并且随着国内新能源、汽车电子、高铁动车等领域的高速发展，IGBT供不应求的情况目前仍在加剧。2020年，国内IGBT需求在1.1亿只以上，然而供给只有0.2亿只左右。

2019年，全球IGBT模块市场规模约300亿元，中国的需求就占了一半，同年市场规模为162亿元。在各端需求的带动下，国内IGBT的市场规模将以15.75%的增速增长，2023年整体市场规模将达到290.8亿元。

根据Yole预测，2024年国内IGBT的需求量达到1.96亿只，然供给只能达到0.78亿只。

为什么供给会跟不上呢?

在芯片设计层面，IGBT为应用场景服务，只有下游做大做强，上游的研发才能跟上。

IGBT的全球供应中，英飞凌、三菱、ABB在1700V以上电压等级的工业IGBT领域占绝对优势;在3300V以上电压等级的高压IGBT技术领域几乎处于垄断地位。

在大功率沟槽技术方面，英飞凌与三菱公司处于国际领先水平。西门康、仙童等在1700V及以下电压等级的消费IGBT领域处于优势地位。英飞凌的崛起，得益于德国的强大汽车工业体系，依托宝马、奔驰、奥迪等车企。三菱的高占比，得益于日本家电行业的发达，三菱的空调催生了三菱电机。

因此，在海外企业的垄断下，短期国内的IGBT企业并不多。

此外，根据富昌电子的2021年Q2市场行情报告显示，目前英飞凌、意法半导体、Microsemi等IGBT供应商的供货周期普遍维持在30-50周左右，且交期有延长趋势，而IGBT正常的供货周期是在8-12周左右。

再者，IGBT是一个资本密集型产品，进入门槛高。例如，8寸线每月1万片产能，设备的投入就需要30亿元，每一代工艺的更新也需要不停地投钱研发，如果客户没有批量订单导入，财务资金压力很大。这就使得，专注于某一个应用领域的公司，很难在短时间跨越到其他应用领域，新的企业也较难进来。

受国际市场供货紧张影响，国内IGBT行业近年开启加速增长。除华为开始布局之外，比亚迪微电子、中车时代电气、斯达半导、士兰微等部分企业已经实现量产。此外，近年来，原从事二极管、三级管、晶闸管等技术含量较低的功率半导体厂商，华微电子、扬杰科技、捷捷微电以及台基股份等纷纷向MOSFET与IGBT领域突围。国内的IGBT在芯片设计、晶圆制造、模块封装等整个产业链基本都已有布局。整体来看，中国IGBT产业链正逐步具备国产替代能力。

因此，IGBT的投资逻辑可以总结为：需求贯穿全周期+供给短缺+国产替代加速

多个项目即将投产，供需失衡下时代电气将受益

智通财经APP了解到，时代电气成立于2005年，是一家中国中车旗下的，总部位于湖南株洲的轨道交通装备及新兴装备供应商。公司当前主营产品包括轨交电气装备、轨道工程机械、通信信号系统、功率半导体器件、工业变流产品、新能源汽车电驱系统、传感器件、海工装备等，其中轨交装备是公司的基石产品。下游客户覆盖中国中车、国铁集团及地方铁路公司、国家电网、广汽、东风、一汽、长安、理想、小鹏、汇川、蜂巢能源等。

在夯实轨道交通业务的基础上，利用公司在电气领域深厚的技术积累，积极开拓新兴业务。在功率半导体领域，公司是全球为数不多的同时掌握 IGBT、SiC、大功率晶闸管及IGCT器件及其组件技术，且集器件开发、生产与应用于一体的 IDM 模式企业。建有 6 英寸双极器件、8 英寸 IGBT 和 6 英寸碳化硅的产业化基地，拥有芯片、模块、组件及应用的全套自主技术，器件应用于输配电、轨道交通、新能源汽车和工业等多个领域。

2021年上半年公司实现营业收入52.66亿元，同比下降4.88%;扣非归母净利润4.14亿元，同比下降29.28%。导致业绩下降的主要原因为所得税实际税率下降所致。

另外，今年公司还成功在A股科创板IPO上市。根据招股书显示，公司预计今年下半年将会5个项目转固。

而上述项目的投产，将为公司在供需失衡的IGBT市场中创造不菲的受益。