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国产IGBT渗透率显著提升,产业链23家企业将受益!

由于长时间面对美国的技术封锁,国内客户不得不灵活调整供应链形态,纷纷向有硬实力的国产功率器件厂商“抛出橄榄枝”,尝试去使用国产大功率器件。“如今国产器件的接受度显著提高,这是我们国产功率器件的一个巨大突破,”胡强自豪地说道,“相信不久之后,我国IGBT产业能在电网、汽车电子等各个高阶领域逐步实现国产替代!”

回顾2019年,5G、华为、中国芯等关键热词串联起整个中国电子业的发展,使得“国产替代”成为全民关注的话题。不负众望的是,在国家扶持与产业发展的共同努力下,国产替代持续推进,大有一种“千磨万击还坚劲,任尔东西南北风”的强者气魄。其中,作为新型功率半导体器件的主流器件,IGBT在小家电、小功率工业配套设施等部分细分领域中的国产化率已经达到50%左右,成为“中国芯”的突破口之一! 本期《国际电子商情》将聚焦功率器件IGBT的国产化进程,挖掘瞩目成绩背后的关键因素和有效手段。cXyesmc

成绩显著的2019年

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)即绝缘栅双极型晶体管,是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,具有高频率、高电压、大电流、易于开关等优良性能,是国际上公认的电力电子技术第三次革命最具代表性的产品,被称为电力电子行业里的“CPU”。cXyesmc

随着功率半导体器件技术的不断演进,自上世纪80年代起,功率半导体器件IGBT与MOSFET、功率IC并称为三大主流应用类型。其中,IGBT经历七次技术演进,主要在器件纵向结构、栅极结构、硅片加工工艺三大方面突破技术瓶颈,解决了结构设计调整和工艺上的难题。目前,IGBT器件可承受电压能力从第四代的3000V跃升到了第七代的6500V,并且实现了高频化(10~100kHz)应用,被广泛应用于工业、4C、航空航天、国防军工等传统产业领域,同时也适用于新能源汽车、轨道交通、智能电网等新兴产业领域,符合当前电力电子产品智能化、模块化的实际需求。cXyesmc

众所周知,全球的功率半导体器件产品主要来自于欧洲、美国、日本三个地区的制造厂商,他们凭借先进的技术、生产制造工以及领先的品质管理体系,占据了全球大约70%的市场份额。例如英飞凌、ABB、三菱、西门康、东芝、富士等国际厂商,在中高端MOSFET及IGBT主流器件市场上占有绝对的市场话语权。cXyesmc

反观国内,中国是全球最大的功率半导体消费国家,其市场规模约占全球40%~50%。但是,目前国内功率半导体产品的研发与国际大公司相比还存在很大差距,总体自给率却仅有15%左右。形成这种局面的原因有很多,主要是国际厂商起步早,研发投入大,形成了较高的专利壁垒。而在国内,对于高端功率器件,其芯片设计、芯片制造、封装测试等各个环节仍未成熟,需要整个产业链同时突破核心技术,其难度无需赘述。cXyesmc

此外,高端器件的高品质保证、高一致性要求,对于起步较晚的国内厂商来说也是一个不可小觑的挑战。cXyesmc

尽管困难重重,但在国家扶持和产业协同发展的双轮驱动下,国内IGBT产业在2019年交上了一份亮眼的成绩单。cXyesmc

首先在技术产品上,中低端IGBT市场已逐步完成国产化替。在白色家电、逆变器、逆变电源、工业控制等国内中低端市场,由于利润下滑,英飞凌等国外厂商在前几年早已退出竞争,使得国内厂商有卡位布局的空间。cXyesmc

作为一家本土IGBT芯片研发、制造厂商,成都森未科技有限公司是一家国内为数不多的从应用端入手进行芯片及产品研发的公司。据悉,森未科技可以提供600~1700V各电流规格的IGBT晶圆,覆盖工业控制、变频家电、电动汽车、风电伺服驱动、光伏逆变器等领域,直接对标国际领先技术水平。森未科技总经理胡强接受《国际电子商情》采访时表示,IGBT器件在小家电、小功率工业配套设施等部分细分领域中的国产化率已经达到了50%,成为实现“中国芯”的最佳突破口!cXyesmc

成都森未科技有限公司,总经理胡强.jpgcXyesmc

成都森未科技有限公司 总经理 胡强cXyesmc

其次在产业链方面,国内功率器件制造厂商们通过多年努力,已建立起完整的IGBT产业链,在封装上的能力已有较大提高,芯片设计、芯片制造领域也涌现出了一批新兴团队。以下是国内IGBT产业链主要企业,都是一些耳熟能详的“老朋友们”。cXyesmc

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最后在客户层面,由于长时间面对美国的技术封锁,国内客户不得不灵活调整供应链形态,纷纷向有硬实力的国产功率器件厂商“抛出橄榄枝”,尝试去使用国产大功率器件,提速国产替代进程。“如今国产器件的接受度显著提高,这是我们国产功率器件的一个巨大突破,意味着本土的器件制造技术正在逐渐成熟。”胡强自豪地说道,“相信不久之后,我国IGBT产业能在电网、汽车电子等各个高阶领域逐步实现国产替代!”cXyesmc

关键:客户认可与人才储备

尽管IGBT器件的国产替代进程在2019年取得了阶段性胜利,接下来仍需要制造厂商们使尽浑身解数,把现有的技术优势转化为核心竞争力,在激烈的市场竞争中站稳脚跟。具体如何做?正可谓是“八仙过海,各显神通”。cXyesmc

作为一家新晋的IGBT芯片公司,森未科技在设计能力和工艺实现能力上已经具备接轨国际先进水平的能力,其IGBT背面生产工艺、模块检测能力、产品应用技术支持是竞争国际品牌的三大“王牌”。胡强介绍道:“森未科技从芯片自主化生产开始,结合自身掌握的背面核心工艺,并针对与下游行业不断涌现的新需求,打造、发挥好IDM公司的优势,做出客户用得舒心的产品。同时,森未科技也会持续开发更高电压等级的芯片,可根据客户需求提供定制化程度更高的IGBT产品及整体方案。”cXyesmc

目前来说,取得客户认可与信任,是本土功率器件企业必须学会的第一门功课。胡强认为,除了提供技术过硬的产品以外,国产功率器件厂商还可以根据客户需求提供定制化服务,以此增加客户的粘合度。例如,森未科技会提供样片申请、退换货申请、应用支持等多维度的增值服务,在技术应用层面与客户保持紧密沟通。此外,森未科技还具有产品各项检测方法开发的能力,并且可以实现检测方法平台自建,以及将平台转化成设备。cXyesmc

胡强指出,在国产化的过程中,客户最在意的是产品是否长期稳定。因此,器件厂家给予客户一定时间段的品质保证,是极其必要的。这个过程并不是一朝一夕可以见效,客户往往要经过较长时间试用才会认可新的品牌,这需要器件制造厂家的耐心服务和供应链上下游的鼎力支持。cXyesmc

此外,国产替代与其说是技术的革新,不如说是人才的比拼。现如今国内缺少具有丰富实践经验的半导体技术人才,本土制造厂商想要快速突破技术难题、实现大规模生产,最直接的方式是人才引进,主要途径一是外企人员的回流、二是来源于国外合作。cXyesmc

对于人才储备,森未科技更希望发挥出“1+1>2”的人才优势。一方面,森未科技的创始人和核心技术团队,均来自于清华大学和中国科学院博士团队,他们具备系统全面的理论学识和较强的实践能力,在研发生产中做到融会贯通、运用自如。另一方面,森未科技长期与欧美、日本等国际团队和知名专家合作研发,具备专业的芯片设计能力和多条产线的流片经验。cXyesmc

“展望未来,功率器件产业将会沿着技术实力提升、成本优化这两大方向发展,国产功率器件厂商需要根据实际情况来灵活调整方向策略。”胡强最后总结道,“森未科技希望借此机会,呼吁更多同行能一起努力,逐步提高市场对国产器件的认可和信任!”cXyesmc

本文为《国际电子商情》2020年1月刊杂志文章,版权所有,禁止转载。免费杂志订阅申请点击 这里 cXyesmc

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Momo Zhong
国际电子商情(Electronics Supply and Manufacturing-China)助理产业分析师,专注于PCB、电子工程、移动终端、智能家居等上下游垂直领域。
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