【芯版图】国内IGBT需求急速上升,中国IDM厂商如何抢占先机

2020-10-24 13:06:25 爱集微APP

集微网,10月9日,《新能源汽车产业规划》(以下简称《规划》)在国务院常务会议上正式通过,该《规划》的出台开启了新能源汽车产业发展新热潮,作为新能源汽车核心的IGBT也受到了更多的关注。

IGBT,英文全称Insulated Gate Bipolar Transistor,即绝缘栅双极型晶体管,是一种新型电力电子器件,也是实现将高压转换成低压、低压转换成高压的必不可少的器件。

对于新能源汽车来说,由于新能源汽车需要将低压电转换成高压电,逆变器是实现这一目标的关键器件,而IGBT单元又是逆变器和驱动电路的核心,IGBT相当于新能源汽车核心的核心。

从国内市场来看,虽然目前IGBT器件主要由欧洲、美国、日本等地区或国家的厂商提供,且占据了大约 70%的市场份额,但由于中国庞大的功率半导体需求量,国内厂商发展仍具有自身优势。

东兴证券数据显示,全球IGBT 市场成长迅速,年复合增长率维持在7%-9%之间,中国成为IGBT 需求上升最快的国家之一。

此外,仅考虑车规级IGBT市场,招银国际预计2020年中国IGBT市场规模将达到28亿元,到2025年将达到183亿元。

从产业链看,IGBT产业链可以分为四部分,分别为芯片设计、芯片制造、模块设计以及制造封测。其中,IGBT器件设计及制造存在IDM模式和Fabless模式。目前不少国内IDM厂商也持续在该领域展开布局,并取得了不错成效。

株洲中车时代:作为中车时代电气股份有限公司下属全资子公司,是一家同时掌握大功率晶闸管、IGCT、IGBT及SiC器件及其组件技术的IDM(集成设计制造)模式企业,拥有芯片—模块—装置—系统完整产业链。

从发展历程上看,株洲中车时代很早以前就已经开始了IGBT的研发。2009年,株洲中车时代6英寸器件生产线、国内首条高压IGBT模块封装线建成投产。

2013年,8英寸IGBT产业化基地调试运行;2014年,IGBT产业化基地建成投产,实现IGBT芯片国产化;2017年,株洲中车时代IGBT进入汽车领域。

今年9月,中车株洲所汽车及工业用新一代功率半导体项目成果汇报会在湖南株洲召开,项目首批产品正式下线。该生产线达产后每年将新增24万片中低压IGBT的产能,预计可满足240万台新能源汽车的需求。

比亚迪半导体:是比亚迪集团旗下的独立子公司,2020年4月,由“深圳比亚迪微电子”正式更名为“比亚迪半导体”,是国内第一家自主研发、生产车用IGBT芯片并成功大批量应用的IDM企业,其业务涵盖封装材料、芯片设计、封装、测试及应用全产业链。

自2005年,比亚迪就布局IGBT产业。2009年9月,比亚迪半导体自研的IGBT 1.0芯片成功通过中国电器工业协会电力电子分会组织的科技成果鉴定。

2012年,IGBT 2.0芯片问世,基于这款芯片,比亚迪成功打造出了车规级IGBT模块。2015年,该芯片升级为2.5版本。

2018年,比亚迪半导体成功研发出全新的车规级产品IGBT 4.0芯片,成为车规级IGBT的标杆。

今年4月,总投资10亿元的比亚迪IGBT项目在长沙正式动工,据悉,该项目设计年产25万片8英寸晶圆的生产线,投产后可满足年装50万辆新能源汽车的产能需求。

据当时媒体报道,比亚迪IGBT芯片晶圆的产能已经达到5万片/月,预计2021年可达到10万片/月,一年可供应120万辆新能源车,也就是相当于2019年新能源汽车销量的总数。

士兰微电子:是一家集成电路芯片设计与制造一体(IDM)的企业,公司产品包括:分立器件、IGBT及其他功率模块、IPM智能功率模块等。

2019年,士兰微电子推出了应用于家用电磁炉的1350VRC-IGBT系列产品,该系列产品是基于士兰微电子独立自主开发的第三代场截止(Field-StopIII)工艺平台,实现在场截止型IGBT器件内部集成了续流二极管结构。

据集微网今年2月消息,士兰微的IGBT器件已经推进到第五代Field-Stop工艺,采用了业内领先的Narrow mesa元胞设计,将器件的功率密度较上一代产品提升了30%,最大单芯片电流提升至270A。

华微电子:是集功率半导体器件设计研发、芯片加工、封装测试及产品营销为一体的高新技术企业。

2019年3月,华微电子发布公告称,公司拟向全体股东按照每10股配售3股的比例配售A股股份,配股价格为3.90元/股。据披露,本次募资的净额拟全部用于新型电力电子器件基地项目(二期)的建设,该项目产品包括重点应用于工业传动、消费电子等领域,形成600V-1700V各种电压、电流等级的IGBT芯片;同时包括应用于各领域的具有成熟产业化技术的MOSFET芯片;以及与公司主流产品配套的IC芯片。

此外,今年年初,吉林省商务厅发布了《吉林市华微电子股份有限公司半导体产业园项目》,项目说明,华微电子将投资102亿在吉林省吉林市建设半导体产业园。

公开内容显示,半导体产业园项目由吉林华微电子股份有限公司现有厂区(30万平米用地)和高新北区(80万平方米用地)组成:华微电子作为产业园芯片生产基地,主要进行4、5、6、8英寸外延片、SiC外延片、IGBT、MOSFET等芯片生产制造。

华润微:属于华润集团,是一家拥有芯片设计、晶圆制造、封装测试等全产业链一体化运营能力的半导体企业。

据了解,华润微IGBT产品主要应用为逆变焊机、感应加热、UPS、逆变器、变频器、电机驱动、工业电源等。

2017年11月,国务院国资委批复同意将中航航空电子系统有限责任公司所持中航(重庆)微电子有限公司的股权划转给华润微电子,中航(重庆)微电子正式并入华润微电子。

中航(重庆)微电子前身为成立于2007年的渝德科技(重庆)有限公司,公司主要产品包括:高可靠性的高压MOS和IGBT功率器件等。

在此背景下,去年12月28日,华润微电子(重庆)有限公司正式揭牌成立。根据签约,华润微电子(重庆)有限公司成立后,将设立国家级功率半导体研发中心、建设国内最大的功率半导体制造中心,同时完善上下游产业链等。协议的签署,不仅能将晶圆制造升级扩产,还将带来从原材料制造、IC设计到封装测试的完整产业链条,带动重庆集成电路产业基地升级。

2018年11月,华润微电子与重庆西永微电园公司签署协议,华润微电子将在重庆西永微电园投资约100亿元建设12英寸功率半导体晶圆生产线,主要生产MOSFET、IGBT、电源管理芯片等功率半导体产品。

今年10月,对于投资者提出的“华润微的IGBT是否在自己的产线上生产,是在6英寸还是8英寸线上生产?”华润微表示,公司IGBT芯片研发和生产是独立自主的,目前主要是6英寸产线,正逐步往8英寸产线转移。(校对/若冰)

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