儲(chǔ)能系統(tǒng)成本主要由電池和儲(chǔ)能逆變器構(gòu)成，兩者合計(jì)構(gòu)成電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)成本的80%，其中儲(chǔ)能逆變器占到20%。IGBT絕緣柵雙極型晶體管為儲(chǔ)能逆變器的上游原材料，IGBT的性能決定了儲(chǔ)能逆變器的性能，占逆變器價(jià)值量的20%-30%。

IGBT在儲(chǔ)能領(lǐng)域的主要作用就是變壓、變頻、交變轉(zhuǎn)換等，是儲(chǔ)能應(yīng)用中不可缺少的器件。

圖：IGBT模塊

儲(chǔ)能變流器的上游原材料包括IGBT、電容、電阻、電抗器、PCB等。其中，IGBT仍舊主要依賴進(jìn)口，國(guó)產(chǎn)IGBT在工藝層面與世界領(lǐng)先水平仍有差距，但隨著中國(guó)儲(chǔ)能行業(yè)的快速發(fā)展，IGBT國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程也有望加速。

IGBT儲(chǔ)能應(yīng)用價(jià)值

與光伏相比，儲(chǔ)能 IGBT 價(jià)值量相對(duì)更高。儲(chǔ)能用更多的 IGBT 和 SiC，涉及到 DCDC 和 DCAC 兩個(gè)環(huán)節(jié)，其中含兩種方案，即光儲(chǔ)一體與單獨(dú)儲(chǔ)能系統(tǒng)。獨(dú)立的儲(chǔ)能系統(tǒng)，功率半導(dǎo)體器件的用量是光伏的 1.5 倍左右。目前光儲(chǔ)一體可能占比超過 60-70%，單獨(dú)儲(chǔ)能系統(tǒng)占比 30%。

圖：比亞迪IGBT模塊

IGBT具有廣泛的應(yīng)用層，在儲(chǔ)能逆變器中較MOSFET更具優(yōu)勢(shì)。在實(shí)際項(xiàng)目中IGBT已逐漸取代MOSFET作為光伏逆變器和風(fēng)力發(fā)電逆變器的核心器件，新能源發(fā)電行業(yè)的迅速發(fā)展將成為IGBT行業(yè)持續(xù)增長(zhǎng)的全新動(dòng)力。

IGBT是能源變換與傳輸?shù)暮诵钠骷?/span>

IGBT可以通俗的理解為是帶閥門控制的能控制電子雙向（多向）流動(dòng)的晶體管。IGBT是由BJT雙極型三極管和絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管MOS組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件, 兼有 MOSFET金氧半場(chǎng)效晶體管的高輸入阻抗和電力晶體管GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)。

圖：IGBT模塊結(jié)構(gòu)示意圖

IGBT的開關(guān)作用是通過加正向柵極電壓形成溝道，給PNP 晶體管提供基極電流，使IGBT 導(dǎo)通。反之，加反向門極電壓消除溝道，流過反向基極電流，使IGBT 關(guān)斷。IGBT 的驅(qū)動(dòng)方法和 MOSFET 基本相同，只需控制輸入極N 一溝道MOSFET，所以具有高輸入阻抗特性。IGBT是能源變換與傳輸?shù)暮诵钠骷�，俗稱電力電子裝置的“CPU”，作為國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，在新能源裝備等領(lǐng)域應(yīng)用極廣。

IGBT具備包括輸入阻抗高、控制功率小、驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單、開關(guān)速度快、通態(tài)電流大、導(dǎo)通壓降低、損耗小等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此在當(dāng)前市場(chǎng)環(huán)境中具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。因此，IGBT成為當(dāng)前功率半導(dǎo)體市場(chǎng)最主流的器件，在新能源發(fā)電、電動(dòng)汽車及充電樁、電氣化船舶、直流輸電、儲(chǔ)能、工業(yè)電控和節(jié)能等眾多領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用。

圖：英飛凌IGBT模塊

IGBT分類

根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形式不同，IGBT 有單管、IGBT 模塊和智能功率模塊 IPM 三種類型。
IGBT 單管主要應(yīng)用于小功率家用電器、分布式光伏逆變器及小功率變頻器等領(lǐng)域；IGBT 模塊主要應(yīng)用于大功率工業(yè)變頻器、電焊機(jī)、新能源汽車（電機(jī)控制器、車載空調(diào)、充電樁）等領(lǐng)域（當(dāng)前市場(chǎng)上銷售的多為此類模塊化產(chǎn)品）。智能功率模塊 IPM 主要在變頻空調(diào)、變頻洗衣機(jī)等白色家電領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。

根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景的電壓不同，IGBT 有超低壓、低壓、中壓和高壓等類型。其中新能源汽車、工業(yè)控制、家用電器等使用的 IGBT 以中壓為主，而軌道交通、新能源發(fā)電和智能電網(wǎng)等對(duì)電壓要求較高，主要使用高壓IGBT。

IGBT 多以模塊形式出現(xiàn)，IHS 數(shù)據(jù)顯示模塊和單管的比例為 3:1。模塊是由 IGBT 芯片 與 FWD（續(xù)流二極管芯片）通過定制化的電路橋接，并通過塑料框架、襯底及基板等封裝而成的模塊化半導(dǎo)體產(chǎn)品。

市場(chǎng)現(xiàn)狀：

中國(guó)企業(yè)正快速成長(zhǎng)，目前較依賴進(jìn)口

2022年，我國(guó)IGBT行業(yè)產(chǎn)量達(dá)到0.41億只，需求量約為1.56億只，自給率26.3%。目前，國(guó)內(nèi)IGBT市場(chǎng)主要由英飛凌、三菱電機(jī)、富士電機(jī)等海外廠商占據(jù)，其中占比最高的是英飛凌，為15.9%。IGBT模組市場(chǎng)CR3達(dá)56.91%，國(guó)產(chǎn)廠商斯達(dá)半導(dǎo)和中車時(shí)代的市占率合計(jì)占比為5.01%。全球IGBT分立器件市占率前三的廠家市場(chǎng)份額合計(jì)達(dá)到了53.24%，國(guó)產(chǎn)廠商僅士蘭微一家以3.5%的市場(chǎng)份額進(jìn)入全球IGBT分立器件市占率前十廠商。

隨著光伏和儲(chǔ)能需求逐漸旺盛，海外芯片供應(yīng)緊張，助推國(guó)產(chǎn)替代。IGBT 器件的性能直接影響新能源發(fā)電的效率，因此客戶對(duì)功率半導(dǎo)體的價(jià)格敏感度較低，而對(duì)其性能和可靠性要求較高。過去我國(guó)逆變器企業(yè)在器件選用過程中往往偏好性能更為卓越、穩(wěn)定性更好的海外 IGBT 產(chǎn)品。

2021年以來，受各種因素影響，海外光伏芯片大廠交期延長(zhǎng)，逆變器 IGBT 芯片供需矛盾凸顯，因此我國(guó)光伏逆變器企業(yè)加快了對(duì)國(guó)產(chǎn) IGBT 器件的驗(yàn)證和導(dǎo)入工作。部分逆變器企業(yè)建立國(guó)產(chǎn)供應(yīng)鏈體系的迫切性日益凸顯，正加速引入國(guó)產(chǎn)核心器件供應(yīng)商。

我國(guó)企業(yè)在逆變器環(huán)節(jié)實(shí)力雄厚，全球市場(chǎng)占有率領(lǐng)先，為國(guó)產(chǎn)IGBT等器件的導(dǎo)入提供了深厚的土壤。國(guó)產(chǎn) IGBT 企業(yè)相較海外企業(yè)，更有希望憑借本土供應(yīng)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)與逆變器客戶的密切對(duì)接和持續(xù)服務(wù)，逐步提升滲透率，有望提升 IGBT 市場(chǎng)份額。