《電子技術(shù)應(yīng)用》
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國(guó)產(chǎn)IGBT芯片崛起,用于新能源上IGBT正直線超車(chē)

2022-07-15
來(lái)源:工采網(wǎng)電子元件
關(guān)鍵詞: IGBT 芯片 新能源

新能源是大勢(shì)所趨,,IGBT國(guó)產(chǎn)化也必須勢(shì)在必行,,IGBT是事關(guān)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)性產(chǎn)品長(zhǎng)期以來(lái),我國(guó)在IGBT領(lǐng)域上常常面臨卡脖現(xiàn)象,,卻又不得不面對(duì)依賴(lài)進(jìn)口的尷尬局面,,市場(chǎng)主要被英飛凌、三菱,、富士電機(jī)為首的國(guó)際巨頭壟斷,。

  

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    自2005年開(kāi)始,大量海外IGBT人才紛紛歸國(guó)投入國(guó)產(chǎn)IGBT芯片和模塊產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中,。

  十多年前,,IGBT芯片基本是歐洲和日本的天下,IGBT的技術(shù),,被極少數(shù)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家所壟斷,。

  我國(guó)機(jī)車(chē)車(chē)輛使用的IGBT模塊都要從德國(guó)、日本進(jìn)口,,特別是在高等級(jí)的IGBT器件上,;高鐵用的IGBT被日本三菱重工壟斷,電動(dòng)車(chē)的IGBT被德國(guó)英飛凌壟斷,。

  而如今國(guó)內(nèi)各類(lèi)企業(yè)開(kāi)始加緊,,對(duì)IGBT芯片進(jìn)行自主研發(fā)。其中比較有名的就是深圳比亞迪,,株洲中車(chē)時(shí)代電氣,,杭州士蘭微等等。

  國(guó)內(nèi)的IGBT在芯片設(shè)計(jì),、晶圓制造、模塊封裝等整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈基本都已有布局,。整體來(lái)看,,中國(guó)IGBT產(chǎn)業(yè)鏈正逐步具備國(guó)產(chǎn)替代能力。

  中國(guó)生產(chǎn)的IGBT芯片,,不僅可以滿足自己的需求,,還可以達(dá)到出口國(guó)外的標(biāo)準(zhǔn),也已達(dá)到世界一流水平,。國(guó)內(nèi)每一項(xiàng)核心技術(shù)突破,,拉動(dòng)的都是整個(gè)體系的升級(jí)。而一個(gè)個(gè)體系的升級(jí),,最終使得中國(guó)制造走向全球,。

  IGBT 市場(chǎng)狀況:

  IGBT主要分為三個(gè)部分:一是,,國(guó)內(nèi)IGBT廠商按照業(yè)務(wù)模式分為四大類(lèi); 二是,不同電壓等級(jí)之IGBT模塊的應(yīng)用,,國(guó)際和國(guó)內(nèi)之供應(yīng)商介紹; 三是,,國(guó)內(nèi)主要IGBT公司介紹。

  一,,國(guó)內(nèi)IGBT廠商分類(lèi)

  按照業(yè)務(wù)模式分為四大類(lèi):

  -IDM,,即設(shè)計(jì)+制造,主要有:中車(chē)時(shí)代電子,,華微,,士蘭微;

  -Fabless,,僅設(shè)計(jì),,主要有:中科君芯,西安芯派,,紫光微,,達(dá)新,科達(dá),,比亞迪,;

  -Foundry, 僅代工,主要:中心國(guó)際,,華虹宏力,,上海先進(jìn)(積塔), 方正微,華潤(rùn)上華,,芯恩,;

  -Module,外購(gòu)芯片,,自己做模塊設(shè)計(jì)與制造,,主要有:嘉興斯達(dá),揚(yáng)杰科技,,南京音茂,,中航微,愛(ài)派克,,中車(chē)西安永電,,江蘇宏微,臺(tái)達(dá)等,。

  二,,國(guó)外IGBT廠商:

  全球前五大IGBT廠商:英飛凌,三菱,安森美,,意法,,東芝,他們都是IDM模式,。

  三,,不同電壓等級(jí)IGBT應(yīng)用及供應(yīng)商:

  在不同的電壓等級(jí),國(guó)內(nèi)的供應(yīng)商均可以實(shí)現(xiàn)對(duì)外部廠商的替換,,避免因不確定因素造成的“卡脖子”現(xiàn)象,。

  IGBT分類(lèi):

  根據(jù)工作電壓的高低,IGBT 模塊一般被劃分為三類(lèi),。

  低壓600V以下:低壓IGBT模塊一般用于消費(fèi)電子,、汽車(chē)零部件領(lǐng)域。

  中壓600V-1200V:中壓IGBT模塊一般用于新能源汽車(chē),、工業(yè)控制,、家用電器等領(lǐng)域。

  高壓1700V-6500v:高壓IGBT模塊一般用于軌道交通,、新能源發(fā)電,、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域。

  IGBT兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn),,在綜合性能方面占有明顯優(yōu)勢(shì),,非常適合應(yīng)用于直流電壓為600V及以上的變流系統(tǒng)如交流電機(jī)、變頻器,、開(kāi)關(guān)電源,、照明電路、牽引傳動(dòng)等領(lǐng)域

  在全球“碳中和,、碳達(dá)峰”的大趨勢(shì)下,,新能源汽車(chē)、光伏新能源發(fā)電以及儲(chǔ)能等節(jié)能產(chǎn)品市場(chǎng),,將進(jìn)一步推動(dòng)IGBT市場(chǎng)的蓬勃發(fā)展,。

  IGBT作為復(fù)合功率半導(dǎo)體器件,已經(jīng)成為電力電子領(lǐng)域開(kāi)關(guān)器件的主流發(fā)展方向,,在新能源汽車(chē),、軌道交通、光伏,、航空航天等多個(gè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

  對(duì)新能源車(chē)來(lái)說(shuō),,電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分最核心的元件IGBT,,IGBT約占電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)成本的一半,而電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)占整車(chē)成本的15-20%,,也就是說(shuō)IGBT占整車(chē)成本的7-10%,,是除電池之外成本第二高的元件,,也決定了整車(chē)的能源效率。

  不僅電機(jī)驅(qū)動(dòng)要用IGBT,,新能源的發(fā)電機(jī)和空調(diào)部分一般也需要IGBT,。不僅是新能源車(chē),直流充電樁和機(jī)車(chē)(高鐵)的核心也是IGBT管,,直流充電樁30%的原材料成本就是IGBT,。電力機(jī)車(chē)一般需要 500 個(gè)IGBT 模塊,動(dòng)車(chē)組需要超過(guò)100個(gè)IGBT模塊,,一節(jié)地鐵需要50-80個(gè)IGBT模塊,。

  光伏逆變器是太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的“心臟”,而IGBT模塊是光伏逆變器的核心組件,,占逆變器成本的10%~15%,,光伏裝機(jī)量的提升成為光伏IGBT模塊需求量增加的重要推力。

  現(xiàn)有IGBT模塊非常適用于光伏逆變器和UPS等市場(chǎng),,采用低導(dǎo)通損耗和低開(kāi)關(guān)損耗的溝槽場(chǎng)終止IGBT和快恢復(fù)二極管芯片,,方形的RBSOA及較低的開(kāi)關(guān)損耗,可帶來(lái)系統(tǒng)的效率提升,。

  臺(tái)灣茂矽電子作為國(guó)內(nèi)專(zhuān)業(yè)進(jìn)行IGBT晶圓的代工代工及生產(chǎn)廠,,于1989年成立,一九九五年完成股本大眾化之目標(biāo),,股票正式于臺(tái)灣證券交易所掛牌上市,。以晶圓代工、太陽(yáng)能電池及無(wú)線射頻辨識(shí)系統(tǒng)為主要營(yíng)運(yùn)項(xiàng)目,。

  茂硅產(chǎn)品分析:

  A. IGBT晶圓代工部分因朋程等車(chē)用半導(dǎo)體客戶進(jìn)而已陸續(xù)推廣至車(chē)用客戶,在車(chē)用的知名度會(huì)陸續(xù)上升,在未來(lái)由新能源電動(dòng)車(chē)高速成長(zhǎng)的10年內(nèi)也有很大機(jī)會(huì)持續(xù)增加非IDM的客戶群,在非中國(guó)的市場(chǎng)也會(huì)有產(chǎn)品占有度,。

  因中國(guó)在電動(dòng)車(chē)成長(zhǎng)幅度高于世界各國(guó),前面有IDM的BYD與中車(chē)時(shí)代,晶圓代工部分有SMIC與華虹,要如何在其國(guó)家扶持的產(chǎn)業(yè)中找到合適的客戶是重點(diǎn), 在品質(zhì)與既有車(chē)用客戶的情形下是很有可能與中國(guó)的代工廠抗衡。

  B. IGBT 產(chǎn)品方面,據(jù)所了解已有車(chē)用客戶驗(yàn)證中,在車(chē)用的市場(chǎng)若驗(yàn)證成功會(huì)增加其他車(chē)廠的信心,在未來(lái)電動(dòng)車(chē)的時(shí)代應(yīng)會(huì)有很多新銳公司開(kāi)始研發(fā)與制造(如鴻海/ 小鵬汽車(chē)…等),放眼未來(lái)應(yīng)先在目前增加車(chē)用客戶的驗(yàn)證成功機(jī)會(huì),之后陸續(xù)接觸其他品牌并導(dǎo)入,此部分應(yīng)是后續(xù)的重點(diǎn),。

  臺(tái)灣茂矽電子IGBT晶圓產(chǎn)品7月正式在ISweek工采網(wǎng)上架,,其推出的三款FS工藝6寸1200V IGBT晶圓片都具備1200V壕溝和現(xiàn)場(chǎng)停止技術(shù)、低開(kāi)關(guān)損耗,、正溫度系數(shù),、簡(jiǎn)單的平行特性。

  臺(tái)灣茂矽IGBT產(chǎn)品已經(jīng)逐步進(jìn)入汽車(chē)電子,、電池管理以及光伏逆變等領(lǐng)域,,并受到客戶的青睞,擁有一整套完整的解決方案,,歡迎致電咨詢(xún):19168597394(微信同號(hào))專(zhuān)業(yè)技術(shù)支持,、可申請(qǐng)?zhí)峁┟赓M(fèi)樣品測(cè)試!




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