IGBT廠商開拓新市場，低電壓應用成為目標

　　IGBT業(yè)者正積極搶進600伏特以下的低電壓應用。全球經(jīng)濟不穩(wěn)定，加上主要應用市場競爭日益激烈，使得IGBT產(chǎn)業(yè)近來成長趨緩。為開創(chuàng)成長新契機，IGBT業(yè)者遂致力研發(fā)適合低電壓應用領域的新技術與產(chǎn)品方案，甚至朝向12寸晶圓制造發(fā)展。

　　Yole Developpement電力電子部門分析師Alexandre Avron

　　受到全球政府降低再生能源及運輸支出的影響，絕緣閘雙極電晶體（IGBT）元件及模組制造商紛紛陷入艱困處境。據(jù)Yole Developpement統(tǒng)計，大多IGBT制造商、封裝公司和相關的被動元件制造廠在2012年出現(xiàn)衰退（圖1），因而促使相關業(yè)者改變IGBT晶圓、封裝等生產(chǎn)策略，期將產(chǎn)業(yè)帶回先前快速的成長軌道上。

　　拓展低電壓市場　IGBT廠生產(chǎn)策略轉(zhuǎn)變

　　現(xiàn)階段，幾乎所有 IGBT制造商都在600伏特（V）以上相關電力電子應用市場競爭，范圍由太陽能逆變器（Inverter）到馬達驅(qū)動器。現(xiàn)有主要業(yè)者如位于德國的英飛凌（Infineon）、日本東京的三菱電機（Mitsubishi Electric），以及具備可提供阻擋高達3，300伏特電壓元件優(yōu)勢的富士電機（Fuji Electric）。這些業(yè)者同時也跨足1，700伏特以下中電壓應用領域；此一市場，可謂業(yè)界競爭最激烈的應用領域，因為幾乎所有電力電子元件造商，皆可提供1，700伏特以下應用的IGBT元件。不過，若以營收計算，600～900伏特的產(chǎn)品才是市場產(chǎn)值最大的貢獻來源。

　　Yole Developpement電力電子部門分析師Brice Le Gouic

　　隨著主流市場競爭日益嚴峻，有些公司開始想進入超越傳統(tǒng)范圍下緣的新領域，積極往200～600伏特低電壓區(qū)間移轉(zhuǎn)，以達到更大量的應用，如白色家電產(chǎn)品和相機閃光燈。然而，超級接面高效能金屬氧化物半導體場效電晶體（Super Junction MOSFET）已應用于此電壓區(qū)間，意味著IGBT產(chǎn)品要進入市場將有一些挑戰(zhàn)，且制造商也將面臨極大的價格競爭壓力。

　　如果IGBT業(yè)者鎖定普通的低電壓商品應用，成本必然成為重要的驅(qū)動力，不過，產(chǎn)品持續(xù)降價后，盡管整體市場規(guī)模成長，但也意味著利潤率更低。能夠在此電壓區(qū)間競爭，部分是因為IGBT制造商在元件世代發(fā)展中所做的改善，他們在每個新世代都改進其設計、縮小晶片尺寸，因而省下成本（圖2）。舉例來說，英飛凌第五代IGBT 產(chǎn)品的尺寸已比第一代減少60～70%，其藉由現(xiàn)今的場截止溝槽式（Field Stop Trench）元件，使晶圓厚度可降到50～70微米（μm），甚至下探40微米。同時，三菱也持續(xù)縮減產(chǎn)品溝槽尺寸，以在同一晶片中放入更多電晶體，進而能微縮晶片體積。

　　圖1　2006～2020年功率元件市場產(chǎn)值預測；其中，2009年與2012年皆因全球經(jīng)濟因素出現(xiàn)衰退。

　　未來，制造商還會運用其他電力電子電晶體的低成本制造策略，加強IGBT在一般應用的競爭力。舉例來說，為讓IGBT順利轉(zhuǎn)向低電壓應用領域，制造商正移向較大晶圓直徑的平臺，其中，英飛凌即積極移往12寸生產(chǎn)，跳脫現(xiàn)在大多IGBT都在6寸和8寸晶圓上制造的模式，尋求更好的量產(chǎn)經(jīng)濟效益。盡管目前尚不確定在12寸晶圓上制造IGBT的商用產(chǎn)品問世時程，但相關廠商確實已開始投入MOSFET制造，亟欲切入低電壓市場。