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產業
科技日新月異，不論未來是要發展 AI、電動車、 5G 物聯網等等都沒有辦法脫離「半導體」，也因此不論是中國及歐美等強國，都想積極的發展在地化的半導體供應鏈。那你知道其實半導體可以細分很多不同種的類別嗎?除了追求「高速」外，有些應用場景可能更需要的是對高溫、高壓的耐受性。以下我們就要來介紹不論在電動車、太陽能等綠電相關領域都相當重要的一項半導體元件—IGBT 的重要性。
隨著汽車電子化、工業、新能源等趨勢，傳統矽基絕緣閘雙極電晶體（IGBT）需求持續提升，目前供不應求的狀況，造成市場傳出 IGBT 缺貨、漲價消息。因台灣封測供應鏈與國際 IDM 廠關係緊密，加上台灣晶片供應商陸續切入 IGBT 市場，未來有機會拿到更多訂單，造成近期 IGBT 概念股成為市場焦點。
IGBT 是什麼？
IGBT 又名絕緣柵雙極電晶體，是半導體器件的一種，也是功率半導體的其中一種類別。我們最常聽到的台積電（ 2330-TW ）、聯電（ 2303-TW ）、世界（ 5347-TW ）先進等主要都是應用在電腦、手機、伺服器等等通訊產品上，而功率半導體則是多數應用在工業、電網、車用等領域。
功率半導體介紹
功率半導體主要是應用在工業、車用等較不需要有極高算力的產業使用，主要可以分成功率離散元件 （Power Discrete）與功率積體電路（Power IC，或在台灣常稱的電源管理 IC）二大類，其中，功率離散元件產品包括 MOSFET、二極體（Bipolar）、 IGBT 三者。下圖清楚列出他們三者在功能及構造原理的差異。
▲資料來源：羅姆半導體
我們可以把功率半導體想像成是半導體的開關，也因此在遇到需要電流整合、頻率轉換的場合時，他就扮演最重要的角色。上圖可以發現 IGBT 不論是在穩定電流、電阻上的表現最為優異，也因此在需要極高壓、大功率的電器設備時，IGBT 就是重要的一環。若要了解其他功率半導體及 MOSFET 詳細的介紹我們也有相關的文章。
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MOSFET 概念股
| 8261 富鼎 | 5299 杰力 | 6525 捷敏-KY | |
| 市值 | 124.4 億 | 46.8 億 | 100 億 |
| 2022 年營收 | 39.1 億 | 23.3 億 | 52.2 億 |
| 公司介紹 | 台灣第一家成功整合 6 吋 DMOS 製程的公司，產品橫跨消費性電子、工業等領域。後期有鴻海跟國巨私募入股，積極跨入車用領域。 | 原先是華碩集團旗下的小金雞，專注在消費性電子相關 MOSFET 產品，同時也有生產電源管理 IC 等 PC 用產品。 | 提供二極體、MOSFET、IGBT等功率半導體封裝測試服務，產品橫跨消費性電子、車用、工控等 |
| 近期相關利多 |
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▲資料來源：財報狗、英飛凌；各功率半導體的使用場景
IGBT 應用
由於 IGBT 耐高壓及高功率的特性，其被運用在交通工具、大型工業器具的場合非常多。但若細分 IGBT 也可以分為低、中、高壓三中頻段，在過去三個類別都相當重要，但隨著現在電動車、工業領域發展更加快速，高壓的 IGBT 需求成長就變的更加顯著。
▲資料來源：羅姆半導體
根據中國東海證券的研究報告，全球 IGBT 市場規模從 2012 年的 32 億美元成長至 2021 年的 70.9 億美元，CAGR 達 6.6% ，其中工控和電動車汽車是 IGBT 需求佔比最大的兩個下游領域，分別佔比為 37% 和 28% ，接下來則是新能源發電和家電變頻市場。自從 2020 各國政府推出明確的電動車發展政策後，電動車相關應用的占比高速成長，成為 IGBT 主要的需求成長來源。
▲資料來源：東海證券，自行製圖
IGBT 概念股
由於功率半導體跟邏輯 IC 領域的市場組合不同，不像邏輯 IC 目前分工相當明確，不論在 IC 設計、製造、封測領域都有許多不同廠商，且各自占比都不小。功率半導體的前幾大廠商大多都屬於 IDM 場，且較前端的技術主要是被毆、美大廠所佔據，因此台灣大多跟 IGBT 製造相關的廠商應用都是在消費性電子領域。然而，隨著電動車及綠能興起，廠商也有將部份業務外包，台灣供應鏈也有許多關鍵零組件製造商，以下我就列出部分較知名的概念股：
| 2342 茂矽 | 2481 強茂 | 8255 朋程 | 3653 健策 | |
| 市值 | 67.8 億 | 267.9 億 | 160 億 | 561 億 |
| 2022 年營收 | 21.5 億 | 132 億 | 41.9 億 | 120 億 |
| 公司介紹 |
專注於各項功率半導體晶圓代工生產，從原本的太陽能、IC 電源管理領域轉向高壓高功率的 MOSFET 及 IGBT 代工 |
在過去專注於二極體相關晶圓生產，且在近年主攻 MOSFET 及 IGBT 市場，2022 年逐步開始量產車用相關 IGBT 產品生產 |
目前全球最大的車用二極體廠商，市占率接近 5 成。目前主要都是應用在傳統燃油車、油電混合車領域。 |
產品組合相當多元，主要與散熱產品相關。包括伺服器 CPU 用均熱片、IGBT 水冷模組、及導線架等。 |
| 近期相關利多 |
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除了上述這些個股外，還有許多像是導線架（被廣泛運用在功率半導體封裝領域）、第三代半導體相關的廠商其實也可以歸類在 IGBT 相關的概念股，另外台灣也有針對功率半導體封裝的領域的公司，在 2021 年疫情時代賺到大量的消費性電子拉貨財，有興趣的人可以在朝上述三個方向深入研究。
IGBT 優缺點
前面有提到目前市面上的功率半導體類別及特性，以下我就列出 IGBT 與其他類型的功率半導體主要優缺點差異：
IGBT 優點
- 能夠承受高壓電力環境
- 能承受高電流密度
- 具備低傳導及開關損失成本，能夠實現高功率轉換
- IGBT 閘極驅動電路相對簡單，控制效率較高
IGBT 缺點
- 具備較大的離散電容，可能會影響高頻性能
- 在高壓及高電流環境容易有較高熱能產生，需要更好的散熱元件
- 相較其他功率半導體元件價格較高
IGBT 產業現況
根據市場研究公司 MarketsandMarkets 的報告，全球 IGBT 市場在 2020 年的規模約為 57.6 億美元，預計到 2025 年將成長至 79.4 億美元，年複合成長率為 6.6 ％。同時，亞太地區是全球最大的 IGBT 市場。 2022 年後疫情時代許多消費性電子相關的IC產品發生庫存堆積的狀況，解封後許多廠商過度樂觀，導致 2023 年初大多電子廠都處於去庫存的階段，然而此時卻有一項關鍵性的零組件—IGBT 目前仍在缺貨狀況中。
目前市場推測缺貨狀況主要是因為近期電動車、太陽能及儲能市場的蓬勃發展，尤其許多太陽能、儲能案場在近幾年大量興建，在相關併網設備及逆變器都需要用到大量的 IGBT 模組，也因此目前仍缺貨相當嚴重，相關零組件價格仍持續上漲。在電動車方面近期則是有許多廠商傳出減價銷售、訂單下降的問題，後續如果要投資這個產業的投資人可以密切關注。
IGBT 產業風險
了解 IGBT 市場應用及性能特性後，大家應該都會同意這個產業有很大的成長空間吧！不論是綠能設備、電動車、甚至是現在最火紅的 AI 導入工業製造系統，只要是有大電流通過的地方就得需要 IGBT 的控制協助。儘管大方向是正確的，但目前這個產業仍面臨一些可能的風險：
- 目前較先進的 IGBT 產品技術都是由國外大廠所掌握，且多為大規模的 IDM 場如意法半導體、英飛凌、安森美等。若在未來不論是中美關係緊張，或是國際供應鏈分工程度下降都會導致台灣可能面臨缺料、技術難以突破的窘境。
- 新的第三代半導體技術興起，可能會改變現有 IGBT 市場的競爭狀況。傳統都是用 Si base 的功率半導體，現在碳化矽、氮化鎵的技術逐漸成熟，大多都已經導入電動車、快充市場。台灣若在供應鏈方面無法盡速導入可能面臨被替換的風險。
- IGBT 產品應用多元，多屬客製化個別應用，若能夠切入利基市場才可以避免跟大廠商直接競爭的劣勢。
IGBT 未來展望
整個 IGBT 應用的市場成長潛力是相當大的，除了 AI 跟他較無相關外，其他成長性最大的產業都有要因應高功率、高壓場景的狀況，導致 IGBT 用量需求大幅提升。台灣目前功率半導體廠商也都積極的朝電動車、綠電領域發展。若在未來 IGBT 及 MOSFET 的市場規模持續擴大，也許其他國際大廠會將更多先進技術代工部分外包，這時候台灣廠商就有機會接收訂單，也可以發展其他利基領域的 IGBT 市場。
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