IGBT持续缺货的三个原因

工业、车用领域的igbt需求仍然吃紧,根据市场消息,在本月安森美的igbt供应紧缺,交期仍在40周以上,无明显缓解。富昌电子公布的《2023q1芯片市场行情报告》指出,意法半导体、英飞凌、仙童半导体、microsemi、ixys的igbt交期与2022q4的交期一致,最长在54周。
igbt的短缺预计会持续到2024年,导致igbt缺货的原因可以简单归为三点,其一是产能受限,扩增缓慢;其二是,车用需求旺盛,特斯拉砍75%碳化硅用量大幅提升igbt需求。其三是,当前太阳能逆变器采用igbt的比重大幅提升,绿色能源市场拉动igbt市场。
igbt产能受限,扩增缓慢
大部分6英寸、8英寸的晶圆厂折旧,由于成本效益问题,很少有6英寸、8英寸晶圆厂会扩大igbt的产能。不过有部分12英寸的晶圆厂已经开始生产igbt,比如电装和联电子公司联合半导体日本有限公司(usjc)合作在12英寸晶圆厂上生产igbt的计划将于2023年上半年开始,还有英飞凌、安森美收购的12英寸晶圆厂在igbt生产上有所进展。
不过这些扩产还需要段时间。据悉,英飞凌德国新厂需要到2026年才能正式量产,安森美的2023年产能已经全部售罄,有客户在2022年下半年就已经基本敲定了2023年全年供货。 尽管igbt客户和订单规模在增长,但到下游晶圆代工厂的产能调节仍需要时间,晶圆代工厂的产能主要集中在订单规模大且稳定的消费电子产品上。短期内,igbt的缺货情况难缓解。
还有,氮化镓和碳化硅复合材料的火热市场,也改变了晶圆厂的路线。新型复合材料除了在车用领域,5g、aiot、新能源市场都呈现出巨大的潜力。igbt在这方面也受到了挤压。而且,尽管igbt的6英寸、8英寸的igbt生产技术成熟,但该行业长期由国际大厂如英飞凌、安森美、东芝、三菱等大公司主导,在12英寸晶圆厂生产igbt面临的挑战也将更大,在技术层面、材料、制造成本问题都不是新来者能轻松入局的。
车用需求旺盛,特斯拉砍75%碳化硅用量
电动车使用igbt的数量是传统燃油车的7-10倍,高达上百颗。再加上特斯拉在今年ai投资日上宣布下一代车型将减少75%的sic使用量,也使得igbt车用需求更加紧俏。igbt的制造成本低于碳化硅,由于架构简单,故障率较低,igbt还具有更好的电容性能和更好的抗过压能力,适用于大功率、大电流的应用场景。
有分析机构指出,碳化硅+igbt混合模块方案可能降低采用碳化硅的电驱系统成本,是潜在方案之一。
据悉,由于igbt的缺货,汉磊集团掌握igbt芯片组件龙头英飞凌大单,在年初调涨了igbt产线的代工价格10%。
绿色能源市场拉动igbt需求
国家在“十四五”期间将坚持清洁低碳战略方向,光伏发电作为绿色环保的发电方式,符合国家能源改革以质量效益为主的发展方向。根据中国光伏行业协会预测,2025 年全球光伏逆变器新增装机量有望达 330gw,假设 2025 年光伏逆变器替换装机量为 42gw。按照 igbt 占组串式逆变器 bom 成本的 18%,以及占集中式逆变器 bom 成本的 15%计算,预计 2025 年光伏逆变器 igbt 市场规模将超百亿。
国内igbt供应厂商斯达半导体,在2022年业绩预告中表示,igbt模块以及分立器件在光伏发电和储能领域大批量装机并迅速上量;比亚迪半导体在去年6月份宣布,其igbt模块已批量出货于光伏领域。 有分析机构的数据统计,2022年全球光伏新增装机达到244gw,又根据国际能源署 (iea) 的数据,到2030年,道路上将有1.25亿辆电动汽车。
多个绿色能源市场的推动,使得igbt市场规模正在扩大,不过由于多重因素导致,igbt的供应缓解还需要一段时间。
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