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焉知汽车科技|IGBT的国产代替和技术趋势( 五 )


白色家电的变频驱动 IGBT 持续成长
IGBT是“变频器”的核心部件之一 ， 变频白色家电的推广可以为IGBT的IPM带来稳定的市场 。 目前白色家电的变频渗透率还有提升空间：根据产业在线网 ， 近年来国内白电变频渗透率在持续提升：
1)空调：2012年到2018年 ， 国内变频空调销量从3016万台提升到6434万台 ， 渗透率从 28.94%提升到42.70%;
2)冰箱：2012年到2018年 ， 国内变频冰箱销量从363万台提升到1665万台 ， 渗透率从4.80%提升到22.15%;
3)洗衣机：2012年到2018年 ， 国内变频洗衣机销量从577万台提升到2163万台 ， 渗透率从10.36%提升到32.97% 。 Yole预计2022年白色家电变频驱动IGBT市场规模达9.9亿美金 ， 较17年增长22% 。
变频白电这块的IGBT国产化低：国内仅有士兰微和华微电子有一些白电IPM模块出货 ， 家电IPM模块虽然单价较低 ， 替换供应商的动力不强 ， 并且下游集中 ， 目前龙头企业的供应商均为日本 ， 美国的企业 ， 例如美的主要是Sanyo、Fairchild;格力/海尔主要是Mitsubishi ， 还有一些IR、LS等在供应 ， 在供应链安全因为外部环境受到威胁时 ， 国内的IGBT厂商未来在这一块利基市场还是有比较大的替代潜力 。
工控领域是IGBT应用的基本盘
IGBT模块是变频器、逆变焊机等传统工业控制及电源行业的核心元器件 ， 且已在此领域中得到广泛应用 。
1)变频器行业
我国变频器行业的市场规模总体呈上升态势 。 IGBT模块在变频器中不仅起到传统的三极管的作用 ， 亦包含了整流部分的作用 。 根据前瞻产业研究院整理 ， 2016年我国变频器行业的市场规模为416.77亿元 ， 平均4年复合增长率为8.74% 。 2017年我国变频器市场规模约453.2亿元 。 未来几年 ， 具有高效节能功能的高压变频器市场将受政策驱动持续增长 ， 到2023年 ， 高压变频器的市场将达到175亿元左右 。
2)逆变焊机行业
逆变式弧焊电源 ， 又称弧焊逆变器 ， 是一种新型的焊接电源 。 这种电源一般是将三相工频(50赫兹)交流网路电压 ， 先经输入整流器整流和滤波 ， 变成直流 ， 再通过大功率开关电子元件(IGBT)的交替开关作用 ， 逆变成几千赫兹至几万赫兹的中频交流电压 ， 根据国家统计局数据 ， 2018年我国电焊机产量为853.3万台 ， 同比2017年增加了58.46万台 。 电焊机市场的持续升温亦将保证IGBT需求量逐步增大 。
全球工控IGBT下游市场较为分散：根据集邦咨询数据 ， 2019年全球工控市场IGBT市场规模约为140亿元 ， 中国工控市场IGBT市场规模约为30亿元 。 由于工控市场下游需求分散 ， 单一下游需求的增长难以拉动整体行业需求提升 ， 因此工控IGBT市场需求较为稳定 ， 假设未来每年保持3%的规模增速 ， 预计到2025年全球工控IGBT市场规模将达到170亿元 。 这一块是IGBT行业的基本盘 ， 需求稳定且波动相对较小 。
焉知汽车科技|IGBT的国产代替和技术趋势
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市场高关注：如何看待第三代半导体材料对 IGBT的挑战
宽禁带半导体介绍
全球多家功率半导体巨头均有布局下一代基于氮化镓(GaN)和碳化硅(SiC)的功率半导体 ， 为在市场上与传统硅基功率半导体件进行对决奠定基础 。
SiC和GaN是第三代半导体材料 ， 与第一二代半导体材料相比 ， 第三代半导体材料具有更宽的禁带宽度、更高的击穿电场、更高的热导率、更高的电子饱和速率及更高的抗辐射能力 ， 更适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率器件 ， 通常又被称为宽禁带半导体材料 。
高频低压用Si-IGBT,高频高压用SiC MOS,电压功率不大但是高频则用 GaN 。 当低频、高压的情况下用Si的
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