（报告出品方/作者：国金证券，樊志远、刘妍雪、邓小路）

功率半导体是电子装臵中电能转换与电路控制的核心，是能够支持高电压、 大电流的半导体，主要用于改变电压、频率、电力转换（将直流（DC）转 换为交流（AC），将交流（AC）转为为直流（DC））。

功率半导体主要产品包括功率器件（二极管、IGBT、MOS、BJT）、功率 IC，二极管、晶闸管、BJT 属于第一代功率半导体器件，MOS、IGBT 属 于第二代功率半导体器件，附加值更高。2020 年全球功率半导体市场规模 达 452 亿美元，中国市场占比约为 40%，功率 IC 市场规模达 243 亿元 （占比 54%），功率器件&模块市场规模达 209 亿美元（占比 46%）、 2016~2020 年 CAGR 达 7%，从市场规模占比来看，整流器、MOSFET、 IGBT 是最重要的功率器件，市场占比达 19%、41%、31%，从成长性来 看，IGBT 成长性最佳、2016~2020 年 CAGR 达 14%。

二极管：是不可控型功率半导体器件，主要用于将交流电转换为直流电， 功能类似于机械单向阀，在一个方向上以最小的电阻传导电流，称为正向， 同时防止电流流向相反的方向。优点在于结构和原理简单，缺点在于无法 控制通断且电流只能正向流通。

晶闸管：又称为可控硅整流器，是一种大功率开关型半导体器件能在高电 压、大电流条件下工作，且其工作过程可以控制、被广泛应用于可控整流、 交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等电子电路中。

MOS（绝缘栅型场效应管）：金氧半场效晶体管，是一种全控型电压驱动 器件，依照其工作载流子的极性不同可分为“N 型”和“P 型”，正持续栅 极电压控制开通，负持续栅极电压控制并保持关断，具有开关频率高速度 快、输入阻抗高、抗击穿性好、驱动功率小、驱动电路简单、开关速度快 等优点，主要缺点在于通态压降大，电流、电压额定低等。MOSFET 主要 运用于消费电子、通讯、工业、汽车电子等领域的中小功率场合例如电脑 电源、充电桩等。2020 年 MOS 市场规模为 81 亿元，2016~2020 年 CAGR 达 9%。

BJT（双极型晶体管）：是一种全控型电流驱动器件，具有三个引脚（基极、 集电极和发射极）和两个结（P 结和 N结），晶体管中的电荷流动主要由于 载流子在 PN 结处的扩散作用和漂移作用。双极性晶体管能够放大信号， 同时具有通态压降小、通态损耗小的优点，适合给可预测电流消耗的设备 供电，被用于构成放大器电路、驱动扬声器和电动机等设备，并广泛运用 于航天航空、医疗机械和机器人等领域。BJT 的主要缺点在于驱动功率大， 频率低，在高电压工作条件下电流增益很低。

IGBT（绝缘栅双极型晶体管）：是由 MOS、BJT 组成的复合全控型功率半 导体，兼具 MOS 输入阻扛高、BJT 导通电压低的两大优势，驱动功率小 且饱和电压低，适用于高压、大电流领域，是电力电子装臵的 CPU。

2. 需求端：新能源驱动成长，全球/中国十年 CAGR 达 13%/15%

2020 年全球 IGBT 市场规模达 66.5 亿美元，2016~2020 年 CAGR 达 14%。 中国市场约占全球市场的 40%。

从产品类型来看，IGBT 可分为单管、IPM、模块，2020 年单管、IPM、模 块市场规模占比为 24%、22%、55%。

IGBT 单管主要应用于小功率家用电器、分部式光伏逆变器、小功率变 频器，制造工艺为环氧注塑工艺。2020 年市场规模达 15.9 亿美元， 2016~2020 年 CAGR 达 14%。

IPM 模块应用于白色家电中的变频空调、变频洗衣机，制造工艺为环 氧注塑工艺。2020 年市场规模达 14 亿美元，2016~2020 年 CAGR 达 5%。

IGBT 模块应用于大功率变频器、电焊机、新能源车、集中式光伏等领 域，制 造工 艺为 灌胶 工艺 。2020 年市场 规模 达 36 亿美元， 2016~2020 年 CAGR 达 18%。

从电压等级来划分，600V 以下的低压 IGBT 主要应用于消费电子领域， 600V~1200V 的中压 IGBT 主要应用于新能源车、光伏、家电、工业（电 焊机、UPS）领域，1700V 以上的超高压 IGBT 主要应用于轨交、风电、 智能电网领域。

从下游应用来划分，根据 Yole 数据，2020 年工业、家用、电动车、轨交、 光伏、其他行业市场规模占比为 31%、24%、9%、6%、4%。

根据我们估算，我们预计 2025 年全球 IGBT 市场规模达 954 亿元、 2020~2025 年 CAGR 为 16%，中国 IGBT 市场规模达 458 亿元、 2020~2025 年 CAGR 达 21%。2030 年全球 IGBT 市场规模达 1609 亿元、 2020~2030 年 CAGR 达 13%，中国 IGBT 市场规模达 732 亿元、 2020~2030 年 CAGR 达 15%。其中新能源车、光伏&储能贡献了最大增量。

2.1 新能源车：IGBT 最大增量市场，国内英飞凌、比亚迪、斯达三分天下

新能源车市场是 IGBT 的最大增量，预计 2025 年全球新能源车 IGBT 市场 规模达 383 亿元、2020~2025 年 CAGR 达 48%，2030 年全球新能源车 IGBT 市场规模达 765 亿元，2020~2030 年 CGAR 达 31%。

IGBT 主要应用在新能源车的电机控制系统、热管理系统、车载充电机， 在主逆变器中 IGBT 将高压电池的直流电转换为驱动三相电机的交流电， 在车载充电机中 IGBT 将 220V 交流电转换为直流电并为高压电池充电， 在 DC-DC 变换器中 IGBT 将高压电池输出的高电压转化成低电压后供 汽车低压供电网络使用；此外， IGBT 也广泛应用在 PTC 加热器、水 泵、油泵、空调压缩机等辅逆变器中，完成小功率 DC-AC 转换。

我们估算单车 IGBT 价值量维持 1700 元。1）IGBT 一般占新能源车 BOM 成本的 5%。根据 Strategy Analytics，48V 轻混车功率半导体单车价值量为 90 美元，纯电动车功率半导体单车价值量达 330 美元（折 合人民币 2100 元）。2）一般 A00 乘用车 IGBT 单车价值量为 800 元， A 级电动车 IGBT 单车价值量为 2000 元，2019~2021 年新能源车中 A00 车占比为 20%~25%，我们估算新能源车 IGBT 单车价值量为 1700 元。3）目前部分高端车型采用四驱系统（如理想 one），四驱系 统采用两个电控模块，我们估算四驱车型 IGBT 单车价值量达 3200 元， 预计未来伴随四驱车型渗透率持续提升，IGBT 单车价值量持续提升， 我们假设 2025 年四驱车型渗透率达 15%，对应 2025 年新能源车 IGBT 单车价值量达 1980 元，四年 CAGR 为 4%，考虑正常年份下 IGBT 采购年降的影响，预计新能源车 IGBT 单车价值量维持在 1700 元。

2021 年全球新能源车销量达 650 万辆，对应 IGBT 市场规模达 111 亿 元，中国新能源车销量达 350 万辆，对应 IGBT 市场规模达 60 亿元， 考虑汽车电子价格正常年降、伴随 A 级车占比、四驱车占比提升，预 计新能源车 IGBT 单车价值量维持在 1700 元，假设 2025、2030 年全 球新能源车销量达 2250 万辆（渗透率 25%）、4500 万辆（渗透率 50%），对应 IGBT 市场规模达 383 亿元、765 亿元，2020~2025 年 CAGR 达 48%、 2020~2030 年 CAGR 达 31%；假设 2025、2030 年 中国新能源车销量达 1200 万辆（渗透率 40%）、1800 万辆（渗透率 60%），对应 IGBT 市场规模达 204 亿元、306 亿元，2020~2025 年 CAGR 达 54%、2020~2030 年 CAGR 达 29%。