一文了解新能源對功率半導體需求帶動有多大

1 月 17 日，工信部、能源局等六部門聯合發佈《關於推動能源電子產業發展的指導意見》。

《意見》中提到，要求面向光伏、風電、儲能系統、半導體照明等，發展新能源用耐高温、耐高壓、低損耗、高可靠 IGBT 器件及模塊，SiC、GaN 等先進寬禁帶半導體材料與先進拓撲結構和封裝技術，新型電力電子器件及關鍵技術。

國聯證券表示，能源革命催生功率半導體長期需求，行業作為新能源產業的基礎電子元器件，有望迎來更大的發展空間。

半導體在新能源中地位如何？

功率半導體的三大主角，IGBT、SiC 和 GaN，其中在光伏和風電兩大新能源行業中，IGBT 的需求量最大。

光伏行業中，集中式光伏逆變器的設備功率在 50KW~630KW 之間，採用大電流 IGBT；組串式光伏逆變器功率小於 100KW，IGBT 被用於其功率開關零部件。同樣的功率下，組串式光伏逆變器數量多於集中式光伏逆變器。隨着組串式逆變器應用佔比的提升，光伏用 IGBT 數量有望有所增長。

此外風電變流器作為風力發電機組的關鍵部件之一，可以使風機處於最佳發電狀態。據中商產業研究院預測，2025 年我國風力發電量將達 99707.9 億千瓦時。風電的普及也將帶動風電變流器需求的增長。更多的風電變流器需求量也意味着風電市場對 IGBT 的需求量將大幅增長。

國盛證券指出，IGBT 還廣泛應用於智能電網的發電端、輸電端、變電端及用電端。

從發電端來看，風力發電、光伏發電中的整流器和逆變器都需要使用 IGBT 模塊。從輸電端來看，特高壓直流輸電中 FACTS 柔性輸電技術需要大量使用 IGBT 等功率器件。從變電端來看，IGBT 是電力電子變壓器 (PET) 的關鍵器件。從用電端來看，家用白電、微波爐、LED 照明驅動等都對 IGBT 有大量的需求。

另外，SiC 和 GaN 也有一定增量空間。

天風證券假設功率半導體器件佔逆變器成本約 15%，得到光伏逆變器對應的功率半導體市場空間在 2023 年-2025 年分別為 63.56、70.92 及 76.51 億元；結合 6 寸 SiC 晶圓成本趨勢測算得到我國光伏領域 2023 年-2025 年對應的 6 寸 SiC 晶圓需求分別為 105.93、122.27 及 134.24 萬片。

另外預計 GaN 在電力電子 8 寸硅片用量預計 2025 年超 70 萬片。

新能源車也有加持

除了光伏、風電之外，功率半導體的最大增長預期來自於新能源汽車。

天風證券指出，新能源車中的功率半導體價值量提升幅度較大，與傳統燃油車相比，按照 FHEV、PHEV、BEV 單車半導體價值量 834 美元計算，功率半導體單車價值量達到 458.7 美元，價值量增加四倍多。

細分來看，依舊是 IGBT 增量最大。

IGBT 被行業稱為新能源汽車的 CPU，是新能源汽車的核心，直接控制了驅動系統直流、交流電的轉換，決定了系能源汽車最大輸出功率和扭矩等核心數據。

據 OFweek 數據，在整個新能源汽車自造過程中，電機驅動系統佔全車製造成本 15~20%，而其中 IGBT 佔電機成本的約 50%，則可以算出 IGBT 佔整車成本 7~10%。根據新浪汽車數據，在特斯拉的雙電機全驅動版車型 Model X 中，使用了 132 個 IGBT 單管：其中前電機有 36 個，後電機有 96 個，價值大約在 650 美金。

SiC 方面，天風證券測算，以 2025 年我國 900 萬台新能源汽車銷量&純電動車佔比 81% 測算，SiC 在新能源汽車中 6 寸硅片用量預計 2025 年將超過 120 萬片。

其他行業領域來看，據 Yole 預測，未來隨着工業自動化、5G 通信技術普及以及新型通信技術的發展、光伏裝機量的持續提升以及新能源汽車的持續滲透，到 2030 年整個功率電子市場都或將保持增長態勢。

Yole 預測，到 2026 年全球規模預計將達到 262.74 億美金，2020~2026 年複合增速 6.9%，但是如果將其中增速緩慢的老一代產品去除後，只考慮 IGBT 模塊、SiC/GaN 等高增速器件，則整體複合增速將顯著提升。

其指出，到 2026 年全球 IGBT 規模將達到約 84 億美金，其中 EV/HEV 新能源汽車領域規模將達到 17 億美金，佔比提升至 20%。

行業話語權仍在海外企業手上

行業格局上看，功率半導體主要由海外企業主導。

據 Omdia 數據，2021 年全球功率半導體前十大收入廠商大部分為海外企業，其中英飛凌收入 48.69 億美元位居世界第一，安森美與意法半導體位居 TOP2-3，收入分別為 20.51 億美元、17.14 億美元。

A 股上市公司中，國盛證券指出，根據產品、客户結構不同相對應的估值差異較大。

客户結構以盈利能力較強，且未來持續性較強的領域為主的公司，如斯達半導，估值整體能夠維持較高水平。產品結構優勢顯著的公司，如宏微科技，IGBT 產品佔比較高，且部分技術實力甚至不輸全球龍頭英飛凌，整體估值也能夠維持在較高水平。