IGBT持續(xù)缺貨的三個(gè)原因

據(jù)富昌電子日前公布的《2023Q1芯片市場(chǎng)行情報(bào)告》指出，意法半導(dǎo)體、英飛凌、仙童半導(dǎo)體、Microsemi、IXYS的IGBT交期與2022Q4的交期一致，最長(zhǎng)在54周。

IGBT的短缺預(yù)計(jì)會(huì)持續(xù)到2024年，導(dǎo)致IGBT缺貨的原因可以簡(jiǎn)單歸為三點(diǎn)，其一是產(chǎn)能受限，擴(kuò)增緩慢；其二是，車(chē)用需求旺盛，特斯拉砍75%碳化硅用量大幅提升IGBT需求。其三是，當(dāng)前太陽(yáng)能逆變器采用IGBT的比重大幅提升，綠色能源市場(chǎng)拉動(dòng)IGBT市場(chǎng)。

IGBT產(chǎn)能受限，擴(kuò)增緩慢

大部分6英寸、8英寸的晶圓廠折舊，由于成本效益問(wèn)題，很少有6英寸、8英寸晶圓廠會(huì)擴(kuò)大IGBT的產(chǎn)能。不過(guò)有部分12英寸的晶圓廠已經(jīng)開(kāi)始生產(chǎn)IGBT，比如電裝和聯(lián)電子公司聯(lián)合半導(dǎo)體日本有限公司（USJC）合作在12英寸晶圓廠上生產(chǎn)IGBT的計(jì)劃將于2023年上半年開(kāi)始，還有英飛凌、安森美收購(gòu)的12英寸晶圓廠在IGBT生產(chǎn)上有所進(jìn)展。

不過(guò)這些擴(kuò)產(chǎn)還需要段時(shí)間。據(jù)悉，英飛凌德國(guó)新廠需要到2026年才能正式量產(chǎn)，安森美的2023年產(chǎn)能已經(jīng)全部售罄，有客戶(hù)在2022年下半年就已經(jīng)基本敲定了2023年全年供貨。

盡管IGBT客戶(hù)和訂單規(guī)模在增長(zhǎng)，但到下游晶圓代工廠的產(chǎn)能調(diào)節(jié)仍需要時(shí)間，晶圓代工廠的產(chǎn)能主要集中在訂單規(guī)模大且穩(wěn)定的消費(fèi)電子產(chǎn)品上。短期內(nèi)，IGBT的缺貨情況難緩解。

還有，氮化鎵和碳化硅復(fù)合材料的火熱市場(chǎng)，也改變了晶圓廠的路線。新型復(fù)合材料除了在車(chē)用領(lǐng)域，5G、AIoT、新能源市場(chǎng)都呈現(xiàn)出巨大的潛力。IGBT在這方面也受到了擠壓。而且，盡管IGBT的6英寸、8英寸的IGBT生產(chǎn)技術(shù)成熟，但該行業(yè)長(zhǎng)期由國(guó)際大廠如英飛凌、安森美、東芝、三菱等大公司主導(dǎo)，在12英寸晶圓廠生產(chǎn)IGBT面臨的挑戰(zhàn)也將更大，在技術(shù)層面、材料、制造成本問(wèn)題都不是新來(lái)者能輕松入局的。

車(chē)用需求旺，特斯拉大砍75%碳化硅用量

電動(dòng)車(chē)使用IGBT的數(shù)量是傳統(tǒng)燃油車(chē)的7-10倍，高達(dá)上百顆。再加上特斯拉在今年AI投資日上宣布下一代車(chē)型將減少75%的SiC使用量，也使得IGBT車(chē)用需求更加緊俏。IGBT的制造成本低于碳化硅，由于架構(gòu)簡(jiǎn)單，故障率較低，IGBT還具有更好的電容性能和更好的抗過(guò)壓能力，適用于大功率、大電流的應(yīng)用場(chǎng)景。

有分析機(jī)構(gòu)指出，碳化硅+IGBT混合模塊方案可能降低采用碳化硅的電驅(qū)系統(tǒng)成本，是潛在方案之一。

據(jù)悉，由于IGBT的缺貨，漢磊集團(tuán)掌握IGBT芯片組件龍頭英飛凌大單，在年初調(diào)漲了IGBT產(chǎn)線的代工價(jià)格10%。

綠能市場(chǎng)拉動(dòng)IGBT需求

國(guó)家在“十四五”期間將堅(jiān)持清潔低碳戰(zhàn)略方向，光伏發(fā)電作為綠色環(huán)保的發(fā)電方式，符合國(guó)家能源改革以質(zhì)量效益為主的發(fā)展方向。根據(jù)中國(guó)光伏行業(yè)協(xié)會(huì)預(yù)測(cè)，2025 年全球光伏逆變器新增裝機(jī)量有望達(dá) 330GW，假設(shè) 2025 年光伏逆變器替換裝機(jī)量為 42GW。按照 IGBT 占組串式逆變器 BOM 成本的 18%，以及占集中式逆變器 BOM 成本的 15%計(jì)算，預(yù)計(jì) 2025 年光伏逆變器 IGBT 市場(chǎng)規(guī)模將超百億。

國(guó)內(nèi)IGBT供應(yīng)廠商斯達(dá)半導(dǎo)體，在2022年業(yè)績(jī)預(yù)告中表示，IGBT模塊以及分立器件在光伏發(fā)電和儲(chǔ)能領(lǐng)域大批量裝機(jī)并迅速上量；比亞迪半導(dǎo)體在去年6月份宣布，其IGBT模塊已批量出貨于光伏領(lǐng)域。

有分析機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2022年全球光伏新增裝機(jī)達(dá)到244GW，又根據(jù)國(guó)際能源署 (IEA) 的數(shù)據(jù)，到2030年，道路上將有1.25億輛電動(dòng)汽車(chē)。

多個(gè)綠色能源市場(chǎng)的推動(dòng)，使得IGBT市場(chǎng)規(guī)模正在擴(kuò)大，不過(guò)由于多重因素導(dǎo)致，IGBT的供應(yīng)緩解還需要一段時(shí)間。