缺貨或持續至明年上半年，IGBT后，誰能成車用半導體廠商下一個風口？
不過，也有一例外，那就是功率半導體IGBT。近日，IGBT又爆出大缺貨，價格“漲翻天”。
據了解，由于IGBT產能有限，但太陽能電廠瘋狂建設，其逆變器對IGBT需求巨大，再加上電動車也高度需要IGBT，在瘋狂搶貨下，IGBT出現大缺貨，價格更是蹭蹭翻倍往上漲，甚至有價無貨，業界表示“現在不是價格多高的問題，而是根本買不到”。
IGBT又稱絕緣柵雙極性晶體管，是一種三端半導體開關器件，由BJT和MOS管組合而成，也可以看作BJT和MOS管的融合體，具有MOS的輸入特性和BJT管的輸出特性。IGBT在電路中作為電路開關，通過開關控制改變電壓。
IGBT是能源變換與傳輸的核心器件，廣泛應用于工業制造和新能源領域。在電動車界，IGBT被稱為電動車的“CPU”，影響著電動車的充電效率和充電速度，直接決定電動車的性能優劣。
一般來說，一輛電動車需要上百顆IGBT，電驅動系統、空調系統、高壓充電機等部件都需要用到IGBT。從成本上看，IGBT的成本大概是一輛電動汽車整體生產成本的7-10%，是除了電池之外最貴的零部件。
在太陽能領域，IGBT則是搭在逆變器當中。逆變器作為一種電源轉換裝置，可將太陽能板儲存的電力轉換為一般可用的電，在太陽能發電系統中具有舉足輕重的作用。建設太陽能電廠少不了逆變器，隨著逆變器采用IGBT的比重大幅提升，對IGBT的需求量也急速猛增。
IGBT的技術壁壘非常高，全球IGBT市場目前被英飛凌、富士電機、安森美、東芝、意法半導體等歐日大廠壟斷。其中，英飛凌市占率超過32%，是全球IGBT絕對龍頭。經過幾十年的發展，英飛凌不斷改進芯片結構，已將IGBT技術迭代至第七代，IGBT產品向小型化、高功率、高可靠性發展。
隨著IGBT供需持續緊張，有關寬禁帶半導體材料碳化硅替代硅基IGBT的話題也在不斷升溫。TrendForce集邦咨詢預測，至2026年，碳化硅功率器件市場產值可望達到53.3億美元。主流應用仍倚重電動汽車及再生能源，電動汽車產值可達39.8億美元，年復合增長率約38%；再生能源達4.1億美元，年復合增長率約19%。
對此，英飛凌科技高級副總裁、汽車電子事業部大中華區負責人曹彥飛表示，碳化硅發展到現在，尤其在高壓比如800V的主逆變器上面有越來越多的客戶在布局、立項。硅基器件如IGBT將與碳化硅器件長期并存。當前硅基器件的占比仍然較高，但是碳化硅的中長期發展，仍然被非常看好。
缺貨現象持續數年
IGBT缺貨的問題此前就長期存在。有數據顯示，2021年，我國IGBT的需求量為13000萬只，同比增長20.00%；生產量為2580萬只，同比增長27.72%；產需差值為10620萬只。
而據行業人士反映，2022年5月，市場上IGBT缺貨高達50周以上，供需缺口拉長到50%以上，甚至有頭部供應商表示車用IGBT訂單已滿，且不再承接新的訂單。
進入2023年后，IGBT缺貨情況仍未能好轉，目前車規IGBT產品供不應求，現有產能已基本售罄，保供壓力較大，新擴產訂單已被下游廠商提前鎖定。對于IGBT被瘋狂搶貨的現象，業內人士更是形容為，“不是價格多高的問題，而是根本買不到”。
中國臺灣媒體報道稱，由于IGBT市場火熱，今年年初，臺灣代工大廠漢磊科技股份有限公司（以下簡稱“漢磊科技”），將IGBT產線代工價格提升了10%。資料顯示，漢磊科技是一家專注功率半導體代工生產的企業，手握IGBT芯片組件龍頭英飛凌的大量訂單。
分析人士認為，IGBT此番供不應求，主要是受電動車、光伏兩大主流應用需求大增的影響。
公開資料顯示，IGBT 是一種耐高壓的功率開關元件，是電力電子技術第三次革命中最具代表性的產品之一，有“電力電子CPU”的美譽，其最主要的功用，是將高壓直流電轉換成交流電，因而被廣泛應用在工業控制、新能源汽車、光伏風電等領域。
2020年，汽車行業出現了一波“缺芯潮”，此后IGBT開始受到車企的“瘋搶”。與此同時，國內外太陽能電廠也在快速擴建，而光伏逆變器需要大量采用IGBT。兩大行業廠商的聯合搶購，導致了IGBT大幅短缺。
IGBT缺貨的問題何時能解決，也受到行業人士的高度關注。DIGITIMES機構研究認為，2022年全球IGBT整體供需缺口達13.6%，在2023年，隨著全球IGBT業者產能持續擴張，電動車市場增速走緩，2023年全球IGBT供需缺口將收窄至-2.5%，當前短缺現象逐漸邁入尾聲。
IGBT后，SiC成車用半導體廠商下一個風口
當下SiC功率元件作為各家電動汽車性能致勝的一大依賴技術，整車廠們爭相綁定未來幾年的SiC供應，IGBT供應商也不例外。
TrendForce集邦咨詢分析師龔瑞驕指出，碳化硅擁有優越的電氣特性，傳統的硅材料無法比擬。碳化硅取代硅基IGBT是不可逆的趨勢，尤其是在800V充電架構之下，硅基IGBT已經達到性能的極限，很難滿足主驅逆變器的技術需求。從下游應用來看，碳化硅組件是電動汽車制造商未來必須考慮的核心組件，另外光伏儲能場景也在加速導入，因此近幾年碳化硅市場將維持供不應求態勢，產業熱度不會降低。
TrendForce集邦咨詢在最新發布的調研報告中預測，隨著安森美、英飛凌等與汽車、能源企業合作項目的不斷增多，碳化硅功率器件的前兩大應用為新能源汽車與再生能源領域，分別在2022年已達到10.9億美元及2.1億美元，占碳化硅功率器件整體市場產值約67.4%和13.1%。到2023年，碳化硅功率器件整體市場產值將達到22.8億美元，年增長41.4%。
TrendForce集邦咨詢預測，至2026年，碳化硅功率器件市場產值可望達到53.3億美元。主流應用仍倚重電動汽車及再生能源，電動汽車產值可達39.8億美元，年復合增長率約38%；再生能源達4.1億美元，年復合增長率約19%。
當下，IGBT主要由歐日大廠主導，以英飛凌市占率最高，此外日本富士電機、安森美半導體、東芝、意法半導體等也是主要供貨商，這些大廠近年來紛紛加碼SiC布局。
2023年，英飛凌將SiC、BMS、MCU當作重點開拓市場。2月16日，其宣布將投資50億歐元，在德國德累斯頓建設一座12英寸晶圓廠。據悉，該模擬/混合信號技術和功率半導體新工廠計劃于2026年投產，其生產的模擬/混合信號零部件和功率半導體將主要應用于汽車和工業應用。
瑞薩電子方面，去年五月其宣布將向2014年10月關閉的甲府工廠（山梨縣甲斐市）投資900億日元，目標在2024年恢復其300mm功率半導體生產線，生產包括IGBT和功率MOSFET在內的產品。
2022年8月，瑞薩電子宣布針對下一代電動汽車逆變器應用，AE5代IGBT產品將于2023年上半年在瑞薩位于日本那珂工廠的200mm和300mm晶圓線上開始批量生產。
意法半導體則在去年十月其宣布，將在意大利建造一座價值7.3億歐元的碳化硅晶圓廠。據介紹，這將是歐洲首家量產150mm SiC外延襯底的工廠，它整合了生產流程中的所有步驟。展望未來，ST致力于在未來開發200mm晶圓。
2月11日，安森美正式接手了格芯一座在紐約的12英寸廠，并承諾為之投資13億美元。安森美表示，該工廠將生產支持電動汽車、電動汽車充電和能源基礎設施的芯片，將推動公司能夠在汽車電氣化、ADAS、能源基礎設施和工廠自動化的大趨勢中加速增長。
安森美首席執行官Hassane El-Khoury 指出，在未來三年內，安森美將為SiC提供40億美元的承諾收入，2023年約為10億美元，并可能在2024年和2025年增長約30%，達到17億美元。為了達成目標，安森美已經將生產SiC的晶圓廠產能翻了一番，并計劃在2023年再次翻番，然后在2024年再次翻番。
隨著IGBT供應商不斷加碼SiC，逐步緩解當下功率半導體缺貨現狀的同時，新的技術匯入將會將會給功率半導體市場帶來全新體驗。
