一文了解新能源对功率半导体需求带动有多大

1 月 17 日，工信部、能源局等六部门联合发布《关于推动能源电子产业发展的指导意见》。

《意见》中提到，要求面向光伏、风电、储能系统、半导体照明等，发展新能源用耐高温、耐高压、低损耗、高可靠 IGBT 器件及模块，SiC、GaN 等先进宽禁带半导体材料与先进拓扑结构和封装技术，新型电力电子器件及关键技术。

国联证券表示，能源革命催生功率半导体长期需求，行业作为新能源产业的基础电子元器件，有望迎来更大的发展空间。

半导体在新能源中地位如何？

功率半导体的三大主角，IGBT、SiC 和 GaN，其中在光伏和风电两大新能源行业中，IGBT 的需求量最大。

光伏行业中，集中式光伏逆变器的设备功率在 50KW~630KW 之间，采用大电流 IGBT；组串式光伏逆变器功率小于 100KW，IGBT 被用于其功率开关零部件。同样的功率下，组串式光伏逆变器数量多于集中式光伏逆变器。随着组串式逆变器应用占比的提升，光伏用 IGBT 数量有望有所增长。

此外风电变流器作为风力发电机组的关键部件之一，可以使风机处于最佳发电状态。据中商产业研究院预测，2025 年我国风力发电量将达 99707.9 亿千瓦时。风电的普及也将带动风电变流器需求的增长。更多的风电变流器需求量也意味着风电市场对 IGBT 的需求量将大幅增长。

国盛证券指出，IGBT 还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。

另外，SiC 和 GaN 也有一定增量空间。

天风证券假设功率半导体器件占逆变器成本约 15%，得到光伏逆变器对应的功率半导体市场空间在 2023 年-2025 年分别为 63.56、70.92 及 76.51 亿元；结合 6 寸 SiC 晶圆成本趋势测算得到我国光伏领域 2023 年-2025 年对应的 6 寸 SiC 晶圆需求分别为 105.93、122.27 及 134.24 万片。

另外预计 GaN 在电力电子 8 寸硅片用量预计 2025 年超 70 万片。

新能源车也有加持

除了光伏、风电之外，功率半导体的最大增长预期来自于新能源汽车。

天风证券指出，新能源车中的功率半导体价值量提升幅度较大，与传统燃油车相比，按照 FHEV、PHEV、BEV 单车半导体价值量 834 美元计算，功率半导体单车价值量达到 458.7 美元，价值量增加四倍多。

细分来看，依旧是 IGBT 增量最大。

IGBT 被行业称为新能源汽车的 CPU，是新能源汽车的核心，直接控制了驱动系统直流、交流电的转换，决定了系能源汽车最大输出功率和扭矩等核心数据。

据 OFweek 数据，在整个新能源汽车自造过程中，电机驱动系统占全车制造成本 15~20%，而其中 IGBT 占电机成本的约 50%，则可以算出 IGBT 占整车成本 7~10%。根据新浪汽车数据，在特斯拉的双电机全驱动版车型 Model X 中，使用了 132 个 IGBT 单管：其中前电机有 36 个，后电机有 96 个，价值大约在 650 美金。

SiC 方面，天风证券测算，以 2025 年我国 900 万台新能源汽车销量&纯电动车占比 81% 测算，SiC 在新能源汽车中 6 寸硅片用量预计 2025 年将超过 120 万片。

其他行业领域来看，据 Yole 预测，未来随着工业自动化、5G 通信技术普及以及新型通信技术的发展、光伏装机量的持续提升以及新能源汽车的持续渗透，到 2030 年整个功率电子市场都或将保持增长态势。

Yole 预测，到 2026 年全球规模预计将达到 262.74 亿美金，2020~2026 年复合增速 6.9%，但是如果将其中增速缓慢的老一代产品去除后，只考虑 IGBT 模块、SiC/GaN 等高增速器件，则整体复合增速将显著提升。

其指出，到 2026 年全球 IGBT 规模将达到约 84 亿美金，其中 EV/HEV 新能源汽车领域规模将达到 17 亿美金，占比提升至 20%。

行业话语权仍在海外企业手上

行业格局上看，功率半导体主要由海外企业主导。

据 Omdia 数据，2021 年全球功率半导体前十大收入厂商大部分为海外企业，其中英飞凌收入 48.69 亿美元位居世界第一，安森美与意法半导体位居 TOP2-3，收入分别为 20.51 亿美元、17.14 亿美元。

A 股上市公司中，国盛证券指出，根据产品、客户结构不同相对应的估值差异较大。

客户结构以盈利能力较强，且未来持续性较强的领域为主的公司，如斯达半导，估值整体能够维持较高水平。产品结构优势显著的公司，如宏微科技，IGBT 产品占比较高，且部分技术实力甚至不输全球龙头英飞凌，整体估值也能够维持在较高水平。