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今天我們先來簡單聊一聊功率半導體中的IGBT，這是目前半導體產業鏈中非常熱門的一個賽道。

功率半導體屬于整個產業里的核心環節，位于半導體材料和設備之后。這里常提到一個詞，叫功率器件，有人覺得這倆是一回事，其實不是相同。

功率半導體包括兩部分：功率器件和功率IC，功率器件是功率半導體分立器件的分支，而功率IC則是將功率半導體分立器件與各種功能的外圍電路集成而得來。

功率半導體的功能主要是對電能進行轉換，對電路進行控制，改變電子裝置中的電壓和頻率，直流或交流等，均具有處理高電壓，大電流的能力。

理想情況下，轉化器在打開的時候沒有任何電壓損失，在開閉轉換的時候沒有任何的功率損耗，因此功率半導體的產品和技術創新，主要是為了提高能量轉化效率。

功率器件里，率先發展的是功率二極管和三極管，隨后晶閘管開始快速發展。

現在，MOSFET和IGBT逐漸崛起，也曾經歷了平面型、溝槽型等轉變，至今依然是價值含量最高，技術壁壘最高的功率器件。

不過目前絕大多數分立器件和集成電路都是硅基材質，前文提到的碳化硅和氮化鎵材質的功率器件是未來的趨勢。感興趣可以看看前文《碳化硅產業鏈最全分析》。

IGBT學名為絕緣柵雙極型晶體管，是由 BJT(雙極型三極管)和 MOSFET(絕緣柵型場效應管)組成的全控-電壓驅動的功率半導體。

因此IGBT同時具備兩者優點，在高壓、大電流、高速等方面是其他功率器件不能比擬的，它是電力電子領域較為理想的開關器件。

根據 Yole 統計，目前全球功率半導體中約 50%是功率 IC，其余的一半是功率分立器件。

在功率分立器件銷售 2017 年占比中，MOSFET 占比最高，約占 31%，其次是二極管/整流橋占比約 29%，晶閘管和 BJT 等占分立器件約 21%，IGBT 占比19%，但是其復合增速是最快的。

IGBT 的產業鏈包括了上游的 IC 設計，中游的制造和封裝，下游應用則包括工控、新能源、家電、電氣高鐵等領域。

根據封裝形式可分為 IGBT 分立器件、IGBT 模塊以及 IPM三大類產品。

IGBT 分立器件指一個IGBT 單管和一個反向并聯二極管組成的器件。

IGBT 模組指將多個（兩個及以上）IGBT芯片和二極管芯片以絕緣方式組裝到 DBC 基板上，并進行模塊化封裝。

IPM 則指將功率器件（主要為 IGBT）和驅動電路、過壓和過流保護電流、溫度監視和超溫保護電路等外圍電路集成在一起生產的一種組合型器件。

目前模塊封裝已成為IGBT核心競爭力之一，適用于各種高電壓場景。

此外，IGBT企業主要有三種業務模式：IDM、設計和模組。

IDM模式即垂直整合制造商，包含電路設計、晶圓制造、封裝測試以及投向消費市場全環節業務。這種模式對企業的技術、資金和市場份額要求極高。

設計模式即企業自身專注于芯片設計，而將芯片制造外協給代工廠商生產制造，而芯片代工廠負責采購硅片和加工生產。這種模式對資金要求降低，減少了投資風險，能夠快速開發出終端需要的芯片。

國外巨頭大多采用IDM模式，國內企業典型如斯達半導，采用 Fabless+模組的模式。

中國企業比較傾向于Fabless模式，主要因為功率半導體并不需要特別高精尖的晶圓代工，單獨建產線資本回收期很長，而且國內有較多工藝成熟的代工廠，因此作為后進者，國內企業采用Fabless有利于快速追趕。

IGBT行業具備技術壁壘，由于功率半導體和模擬IC類似，不像數字電路可通過 EDA 等軟件進行設計，功率半導體需要根據實際產品參數進行不斷調整與妥協，因此對工程師的經驗要求更高。

而且由于IGBT工作環境惡劣，使用負荷較重，對其性能穩定性和可靠性要求較高，所以設計和制造的方面都存在較高壁壘。

除提高可靠性外，IGBT未來也會朝著更高密度、更大晶圓、更薄厚度發展。此外，更高熱導率的材料、更厚的覆銅層、更好的集成散熱功能也是IGBT模塊的發展方向。

IGBT產品生命周期較長，以英飛凌為例，雖然現在更新到第七代，但20年前發布的第三代產品在3300V、4500V、6500V等高壓領域依然占據主導地位，第四代產品仍是目前使用最廣泛的IGBT芯片技術。

而且新產品的穩定性通常需要時間驗證，所以很多客戶即使知道有新產品，依然選擇購買老產品。這導致業內大廠產品的替換成本高，具有明顯的競爭優勢。

正是這些特性，導致IGBT行業里存在利潤可觀的企業。之后我們還會深入分析IGBT市場發展，以及優秀投資標的。

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