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SiC填补功率器件市场空白,IGBT和IPM仍独占鳌头

在“互联网+”和“中国制造2025” 进一步推动消费电子和计算机领域的功率器件市场快速增长。SiC器件技术不断更新填补了功率器件市场空白,而IGBT和IPM仍在这一市场独占鳌头……

随着中国最面进入工业化革命,国家大幅度提高对可再生能源、电动汽车、电力和能源管理的投资额度,加上市场对电子产品的需求有增无减,令中国成为对半导体需求最高的国家,功率器件市场无疑也是持续走高。mXYesmc

2016年,中国功率器件市场规模继续保持较快速度发展。从应用角度来看,在“互联网+”和“中国制造2025”两大战略推动下,云计算、物联网、大数据的发展将进一步推动消费电子和计算机领域的功率器件市场快速增长。高端装备制造、智能电网等基础设施建设及智能制造的发展将持续推动工业控制用功率器件特别是高压功率器件市场增长。中国汽车产销量保持全球领先,新能源汽车及其充电系统的快速发展则将成为汽车电子功率器件新的增长点。而随着4G网络的普及,2016年网络通信设备用功率器件增速将有所放缓。随着我国国产高压IGBT产品的突破,高压IGBT产品的平均价格将有所回落。mXYesmc

SiC器件填补功率器件的空缺并开拓全新应用

德国总理默克尔于6月12日对中国进行为期三天的正式访问。期间,中德双方表示当前正积极推进“中国制造2025”同德国“工业4.0”对接,并进一步推动中德两国在智能制造合作上迈出实质步伐。英飞凌作为行业的领跑者以及德国工业4.0的创始成员之一,一直以来深谙“中国制造”的新机遇,始终凭借德国先进的技术和解决方案助力于“中国制造2025”。“功率半导体在整个电能供应链中扮演重要角色,20多年来,英飞凌一直走在开发SiC解决方案的最前列,致力于满足用户对节能、缩减尺寸、系统集成和提高可靠性的需求。” 英飞凌工业功率控制事业部负责人于代辉表示,“英飞凌也再次推出革命性的碳化硅(SiC)MOSFET技术,并进一步针对太阳能等可再生能源、轨道交通、输配电等智能制造应用领域持续发力。”mXYesmc

对于SiC市场前景,英飞凌工业功率控制事业部总监马国伟强调:“英飞凌推出SiC更多的是看中了长远的发展,我们不在乎半年、一年能马上有一个数字,或者是压多少库存。我们希望现在做三年以后的产品路线图的时候,能够考虑到SiC的一些产品特性,对长期的规划的产品发展有所帮助,在这方面,我认为也是中国企业的长期规划。”mXYesmc

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图:SiC器件填补功率器件的空缺并开拓全新的应用mXYesmc

马国伟指出,SiC开关用于1kW - 500kW(@10kHz - MHz),是工业功率应用的一大主要创新,新技术能够补充硅技术,并打开目前硅技术无法满足需求的新应用领域,产品的坚固性和以系统为导向的产品制定方式将是关键成功因素。“而英飞凌的SiC技术将能填补现有应用及开拓新应用,以系统成本及产品生命周期的节省来补偿SiC器件的高成本。 SiC 未来的成本也必将下降,使技术普及到传统应用。”他认为,SiC的应用路径将是从高端应用到低成本应用,最后普及到主流应用,而英飞凌的SiC器件应用从太阳能逆变器开始 , 然后往UPS、储能及充电器扩展。mXYesmc

此外,英飞凌以8.5亿美元收购了Cree旗下Wolfspeed功率和射频业务部,包括相关的功率和射频功率器件碳化硅晶圆衬底业务,此收购将进一步增强英飞凌在电动交通、可再生能源以及与物联网相关的新一代蜂窝基础设施等增长型市场上作为功率和射频功率解决方案供应商的领先地位。mXYesmc

SiC成为主流前,IGBT和IPM市场并重

对于功率器件市场的另一巨头三菱电机,其策略是IGBT和IPM市场并重,力保市场优势地位。三菱电机的功率半导体模块(包括其在美国合资企业Powerex)2014年和2015年的销售额大约在4.3兆日元至4.4兆日元,约占全球总销量的23%,位居功率模块市场首位。“虽然2016年整体经济环境不佳,预计销售额会有所下降。但是,由于中国市场庞大,并且根据国家相应的十三五发展规划,中国将从制造大国迈向制造强国;因此,三菱电机十分重视拓展本地市场,同时为中国经济的结构性调整做贡献。” 三菱电机半导体首席技术官Gourab Majumdar表示,“三菱电机半导体将致力于数控机床、机器人、轨道交通、变频家电、新能源和电动汽车等领域,为市场提供更高可靠性、更优性价比的产品。”mXYesmc

去年中国变频器市场的萎缩,对IGBT的需求造成不小的影响,然而智能电网、风电、光伏发电、轨道交通以及新能源汽车的大力推广,仍使IGBT市场获得巨大的推动力。针对功率器件市场,三菱电机的策略则是IGBT和IPM齐头并进。IGBT方面,该公司自1968年提出IGBT概念后,至今已经开发到第7代IGBT产品,尺寸越来越小,厚度越来越薄,功耗也越来越低。IPM方面,针对工业应用,三菱电机设计了G1 系列IPM壳式智能功率模块,把IGBT芯片驱动和保护电路集成在一起。它功耗低,尺寸小,产品线较丰富,根据不同的电流等级,耐压等级和实际散热效果有不同封装供客户选择。mXYesmc

Gourab Majumdar指出,SiC功率模块性能极佳,是未来五到十年的主流,但是现在还没有被市场广泛接受,主要是由于性价比的问题,其次是应用技术的问题。SiC模块的生产设备投资很高,晶圆良品率仍未达标,导致成本高昂,无法大量使用。未来,三菱电机将通过一些特殊领域的大规模使用以点带面,令市场的价格逐步降下来。mXYesmc

“三菱电机既如过往,一直秉持可持续发展信念,不断研发高性能、高可靠性及低损耗的前沿功率器件,来满足电力电子市场持续不断的需要。”
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