國產(chǎn)IGBT萌芽 新能源汽車為國產(chǎn)IGBT提供絕佳機會

IGBT是能源轉(zhuǎn)換與傳輸?shù)暮诵钠骷?，采用IGBT進(jìn)行功率變換，能夠提高用電效率和質(zhì)量，具有高效節(jié)能和綠色環(huán)保的特點。目前，傳統(tǒng)IGBT市場已經(jīng)被歐美、日本國際巨頭占據(jù)，而新能源汽車的出現(xiàn)，對國產(chǎn)IGBT的崛起具有特殊的意義。下面就隨嵌入式小編一起來了解一下相關(guān)內(nèi)容吧。

有數(shù)據(jù)顯示，2016年全球電動車銷量達(dá)到200萬輛，共消耗了大約9億美元的IGBT管，平均每輛車大約消耗450美元，是電動車?yán)锍姵赝庾畎嘿F的部件。其中，混合動力和PHEV大約77萬輛，每輛車需要大約300美元的IGBT，純電動車大約123萬輛，平均每輛車使用540美元的IGBT，而大功率的純電公交車用的IGBT可能超過1000美元。

杭州士蘭微電子器件產(chǎn)品產(chǎn)品線總經(jīng)理張科鋒

杭州士蘭微電子器件產(chǎn)品產(chǎn)品線總經(jīng)理張科鋒認(rèn)為，新能源汽車的出現(xiàn)和快速發(fā)展，給了國內(nèi)相關(guān)企業(yè)與國際車企同臺競爭的機會，而且因為中國政府的特別支持，在某些政策和資源方面，國內(nèi)車企更具競爭優(yōu)勢，新的政策規(guī)定2018年起本地品牌的新能源汽車出貨比重需達(dá)到兩位數(shù)，且要求逐年增長，這就給國產(chǎn)IGBT創(chuàng)造了非常好的機遇。

華虹宏力集成一部研發(fā)總監(jiān)楊繼業(yè)

華虹宏力集成一部研發(fā)總監(jiān)楊繼業(yè)同樣認(rèn)為，新能源汽車既是節(jié)能環(huán)保的迫切需求，也是我國汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的一個突破口。IGBT作為新能源汽車動力、電源系統(tǒng)中的核心器件，將隨之迎來絕佳的發(fā)展機遇。第三方調(diào)研機構(gòu)數(shù)據(jù)顯示，純電動汽車(EV)半導(dǎo)體元器件用量達(dá)到673美元，相較傳統(tǒng)汽車半導(dǎo)體用量的297美元增加了127%，其中大部分新增用量是功率器件。

據(jù)楊繼業(yè)介紹，國務(wù)院在發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中提出，至2020年，我國純電動汽車和插電式混合動力汽車年生產(chǎn)能力將達(dá)200萬輛，等效為8英寸IGBT晶圓年需求100萬片。受惠于新能源汽車及其配套設(shè)施發(fā)展，預(yù)計到2020年，中國IGBT銷售額將達(dá)近200億元?？梢?，新能源汽車帶給國產(chǎn)IGBT的發(fā)展機遇不言而喻。不過，目前國產(chǎn)IGBT產(chǎn)業(yè)鏈的搭建還不夠完善，與國際巨頭的技術(shù)差距仍較大。

楊繼業(yè)告訴記者，我國功率半導(dǎo)體與國外IDM廠商相比在設(shè)備投入上還有待加強，在器件設(shè)計、工藝技術(shù)方面仍有差距，供應(yīng)鏈也不夠完善。究其原因，一是作為后進(jìn)者，國內(nèi)IGBT缺乏時間考驗來建立品牌效應(yīng);二是IGBT國產(chǎn)化的進(jìn)程開始得相對較晚，而且當(dāng)時，市場應(yīng)用前景還不太明朗，終端應(yīng)用方案商對于推動IGBT技術(shù)國產(chǎn)化的意愿并不強，一直以來就只有少數(shù)幾家國外老牌的專業(yè)IGBT廠商占據(jù)著這一市場。從制造水平來看，華虹宏力場截止型IGBT(Field Stop，F(xiàn)S IGBT)技術(shù)參數(shù)可比肩國際領(lǐng)先企業(yè)，但想要全面提升國產(chǎn)IGBT實力，還需要上下游產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)的全面參與和共同努力。

“國內(nèi)IGBT在設(shè)備、材料、芯片設(shè)計和晶圓制造上與國際大廠仍有一定的差距，國產(chǎn)IGBT芯片的主要工藝設(shè)備、襯底片都還要從國外采購，特別是在大功率模塊封裝方面，在產(chǎn)品的功率密度、散熱性能、長期可靠性以及模塊設(shè)計創(chuàng)新方面，技術(shù)差距仍然較大。不過，在后道封測環(huán)節(jié)，因國內(nèi)封測廠有給國際大廠代工的經(jīng)驗，后道技術(shù)差距正逐漸縮小?！庇惺茉L人表示。

記者獲悉，IGBT產(chǎn)品最具競爭力的生產(chǎn)線是8英寸和12英寸，目前國際最為領(lǐng)先的是英飛凌，已在12英寸生產(chǎn)線量產(chǎn)IGBT產(chǎn)品; 目前國內(nèi)8寸線實現(xiàn)IGBT產(chǎn)品量產(chǎn)的是株洲中車和上海華虹宏力，而士蘭微電子在剛剛建成的8英寸生產(chǎn)線上投資上億元，購買了IGBT產(chǎn)品工藝專業(yè)研發(fā)的高能離子注入設(shè)備，激光退火設(shè)備和薄片Taiko設(shè)備，預(yù)計在未來的3-5年內(nèi)，會大力發(fā)展和提高IGBT產(chǎn)品的設(shè)計和工藝研發(fā)水平。

2017年12月18日，杭州士蘭微電子與廈門半導(dǎo)體投資集團簽署投資合作協(xié)議，擬在廈門市海滄區(qū)建設(shè)兩條以MEMS、功率器件為主要產(chǎn)品的12英寸集成電路制造生產(chǎn)線，預(yù)計在2-3年內(nèi)建成投產(chǎn)，這將促進(jìn)IGBT產(chǎn)品工藝和技術(shù)的不斷提升。

除了技術(shù)差距，IGBT核心專利和高端人才也幾乎被英飛凌、三菱等國際廠商絕對壟斷。張科鋒表示，IGBT產(chǎn)品的高端工藝研發(fā)和高端產(chǎn)品設(shè)計人員非常少，國內(nèi)已量產(chǎn)的芯片廠家，其技術(shù)研發(fā)人員都是通過多年的試驗摸索、不斷學(xué)習(xí)總結(jié)成長起來的。要改善高端人才缺乏的現(xiàn)狀有兩點：一是從高校和IGBT的企業(yè)出發(fā)，多投入和培養(yǎng)相關(guān)人員，要能耐得住磨練;還有一條捷徑，是利用高薪或利好政策引進(jìn)國際巨頭的高端技術(shù)人才，或引進(jìn)和收購他們的企業(yè)團隊。對于技術(shù)專利，一方面要依托自身的工藝生產(chǎn)設(shè)備，根據(jù)應(yīng)用實踐的要求，有一些工藝和設(shè)計技術(shù)的創(chuàng)新;另一方面是購買國外IGBT設(shè)計和制造技術(shù)的專利，但這個很難且費用昂貴。

在記者看來，國產(chǎn)IGBT發(fā)展起步晚、終端推動乏力、人才缺乏以及品牌效應(yīng)淡薄等共同導(dǎo)致了國內(nèi)與國際廠商的差距。不過近幾年，隨著利好政策的推動和新能源汽車、高鐵、風(fēng)力發(fā)電等新興應(yīng)用市場的崛起，國產(chǎn)IGBT即將得到快速發(fā)展的“春天”已經(jīng)到來。