近日,工信部在政协十三届全国委员会第二次会议第2282号(公交邮电类256号)提案的答复函中提到,将推动我国工业半导体材料、芯片、器件及IGBT模组产业发展。IGBT是BJT和MOSFET组成的复合全控型-电压驱动式-功率半导体器件,其自关断的特征在诸多领域具备不可替代的作用,本文主要介绍国内外IGBT现状。

Auto-970x90.gif

IGBT组成和产业链

绝缘栅双极型晶体管(IGBT)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, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点,广泛应用于600V以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、牵引系统等领域。

IGBT是能源变换与传输的核心器件,能够提高用电效率和质量,具有高效节能和绿色环保的特点。IGBT产业链包括设计、制造、模组等(见图1)。

IGBT19102901.JPG图1:IGBT产业链(资料来源:公开资料,金智创新行业研究中心)

设计制造衔接难,IDM成为主流

芯片的制造工艺复杂,成本较高,而且设计领域与制造领域各自均有极高的壁垒,最终成就了苹果、华为、高通等设计巨头,台积电、格罗方德、中芯国际等制造巨头。与芯片不同的是,IGBT基本没有设计或者制造的巨头,反而一家企业发展到一定的规模之后基本转型IDM模式,例如中科君芯。

IDM模式有两个优点:其一、IGBT是模拟器件,Know How非常重要,上下游的配合度直接影响产品质量;其二,IDM企业有内部资源整合优势,这将缩短从设计到制造的时间,提高利润率,这是主流厂商采用IDM模式的原因。

全球IGBT市场增长,中国市场增速更快

IGBT作为功率半导体器件第三次技术革命的代表性产品,具有高频率、高电压、大电流,易于开关等优良性能,被业界誉为功率变流装置的CPU,广泛应用于轨道交通、航空航天、船舶驱动、智能电网、新能源、交流变频、风力发电、电机传动、汽车等强电控制等产业领域。

随着轨道交通为代表的新兴产业市场崛起,全球IGBT市场逐年上升,2010年全球规模30.36亿美元,该数字2018年为58.26亿,复合增长率9.8%,中国市场规模同期增速为18.2%(见图2)。

IGBT19102902.JPG图2:全球/中国IGBT市场规模(资料来源:公开资料,金智创新行业研究中心)

中国市场规模增长较快,其中轨道交通和电动汽车增长最为明显。轨道交通方面,中国城市轨道交通运营里程从2013年的2408公里增长到2018年6035公里,轨道交通规模的扩张为其上游IGBT的发展带来极大需求。

此外,电动汽车的发展是驱动中国IGBT市场发展的另一个重要原因,2011年中国电动汽车销量仅8千辆,2018年销量达125.6万辆,增速可观(见图3)。

IGBT19102903.JPG图3:中国电动汽车(包括混合动力)销量图(资料来源:公开资料,金智创新行业研究中心)

全球市场集中度高,国内产量不足

全球IGBT行业市场集中度高,当中2017年英飞凌(Infineon)占全球市场份额的27.1%;三菱(Mitsubishi)市场占有率为16.4%;日本富士电机(Fuji Electric)市场占有率为10.7%,2017年全球前五大生产商占据市场总量的67.5%(见图4)。

IGBT19102904.JPG
图4:2017年全球IGBT市占比(资料来源:2018英飞凌年报,金智创新行业研究中心)

从电压上分类,英飞凌占据了600-1700V范围中IGBT的头把交椅,而恩智浦则是占据了低压 IGBT 的市场第一,2500V以上的高压则主要由三菱提供,中国中车受益于高铁对大功率IGBT的需求在4500V以上的产品上市场份额位列全球第五。整体来讲,中国IGBT产业非常薄弱。

国内IGBT设计领域已有一定基础,但与国际水平仍有很大差距,目前国内IGBT设计厂商体量偏小,主要有中科君芯、嘉兴斯达、吉林华微斯帕克、台基股份、南京银茂、宁波达新、上海浦峦等。

国内IGBT设计技术的主要来源有两条途径:其一,来源于外企人员的回流,如斯达、南京银茂、普峦半导体等;其二,来源于国外合作,如比亚迪、吉林华微等。

目前看我国国产IGBT在逐步增长,但是仍存在很大的需求缺口,2018年国产IGBT1115万只,需求量达到7898万只(见图5)。

IGBT19102907.JPG图5:我国IGBT产量和需求量(资料来源:公开资料,金智创新行业研究中心)

造成这种现象的主要原因是国内IDM企业与国际巨头差距较大,目前我国IGBT优秀企业不多,南车时代、比亚迪等均主要为自己的高铁和新能源汽车做配套,华微电子属于国内在消费类IGBT市场的龙头企业,此前主要产品是第四代产品,和国际龙头差距较大。

结语

IGBT是能源变换与传输的核心器件,其不具备放大的作用,而是在导通与阻断切换,是名副其实的高级开关。IGBT与芯片行业有别,设计与制造的衔接的重要性决定了主流企业基本是IDM形式。

从2010年起,全球IGBT市场逐步增长,中国市场受下游需求刺激增速更快。但整体上主要的份额被外资厂商占据,全球市场集中度高,国内产量不足。

责编:Amy Guan

本文转载于微信公众号金智创新(ID:jinzhicx),文章仅代表作者本人观点

阅读全文,请先
您可能感兴趣
这不仅验证了国产自研高压抗辐射SiC功率器件的空间适应性及其在航天电源中的应用,还对SiC功率器件综合辐射效应进行了深入研究。
面对当下气候变化引发的自然灾害、资源枯竭、人口增长与少子高龄化等社会突出问题,罗姆不但适时提出“Electronics for the Future”愿景,还在2020年制定了新的企业经营愿景,专注于功率电子和模拟技术,助力客户实现产品“节能”和“小型化”,以解决社会课题,并实现自身可持续发展。
此次英诺赛科在中国提起诉讼,被视为对英飞凌此前行动的有力反击。
作为“满足可持续性能源生产和消费的核心技术”,碳化硅产品的升级和创新对于提升系统能效、降低系统成本、提高系统可靠性具有重要意义,尤其是在可再生能源发展和电网升级、电动汽车普及和扩展、以及工业/消费类应用的能效与智能提升三大领域。在这一低碳化转型过程中,英飞凌希望能够成为客户首选的零碳技术创新伙伴。
泰克公司电源市场部门负责人Jonathan Tucker讨论了更适合宽禁带功率器件的测试方法,以及这些方法如何帮助提高器件的性能。
宽禁带半导体(例如SiC和GaN)在可靠性、能效、功率密度和降低成本方面具有重要优势。
全球人形机器人领域上市公司的百强名单将人形机器人产业链区分为大脑、身体以及集成三大核心环节,覆盖全球共计100家上市公司。中国共37家企业上榜(中国大陆32家,台湾5家),其中深圳7家,占中国大陆上榜企业近四分之一,包括比亚迪、腾讯、优必选、速腾聚创、雷赛智能、兆威机电、汇川技术等......
DeepSeek模型虽降低AI训练成本,但AI模型的低成本化可望扩大应用场景,进而增加全球数据中心建置量。光收发模块作为数据中心互连的关键组件,将受惠于高速数据传输的需求。未来AI服务器之间的数据传输,都需要大量的高速光收发模块......
凭借新一代3nm制程工艺与全新架构,骁龙® 8至尊版的单核和GPU 性能提升均超过 40%,使得Find N5在性能上实现质的飞跃……
简化物联网连接:应用就绪型软件构建模块
别再盯着欧美了,日韩在全球半导体市场也是一股不可忽视的力量。韩国,按销售额来看,是全球半导体第二大国,仅次于美国。日本,半导体设备和材料领域的王者,在部分领域能做到近乎垄断。不只有三星和SK海力士,存
在当今竞争激烈的商业环境中,企业运营效率的高低往往决定了其在市场中的地位和生存能力。而信息化系统的应用,正逐渐成为企业提升运营效率的关键因素。众所周知,信息化系统能够实时监控企业生产、销售等各个环节的
据IT业界9日报道,苹果公司最近进入了“可折叠iPhone”零部件供应商选择的最后阶段,据观察,三星显示器已决定独家供应初期面板量。据悉,三星将供应约1500万至2000万片,并将于明年5月开始量产,
三极管基极和发射极端并联电阻主要是为了提高电路的可靠性:1、三极管的基极不能出现悬空,当输入信号不确定时(如输入信号为高阻态时),加下拉电阻,可有效接地,防止三极管受噪声信号的影响而产生误动作,使晶体
2月11日,特斯拉上海储能超级工厂投产仪式今日在上海临港举行,这一重要项目的投产标志着特斯拉在华业务的进一步拓展。特斯拉上海储能超级工厂于 2024 年 5 月正式在上海临港新片区开工建设。从开工到产
我是芯片超人花姐,入行20年,有40W+芯片行业粉丝。有很多不方便公开发公众号的,关于芯片买卖、关于资源链接等,我会分享在朋友圈。扫码加我本人微信👇1.  信越化学(Shin-Etsu Chemica
周一,埃隆·马斯克与一群投资者提出以974亿美元收购ChatGPT开发商OpenAI,这一金额远低于这家人工智能公司最近1570亿美元的估值。OpenAI首席执行官萨姆·奥特曼在X平台上发文,立即拒绝
近年来,贵港市港北区深入实施产业转型升级三年攻坚行动,紧盯全国产业链布局和东部产业转移趋势,确立PCB(印制电路板)产业作为重点产业发展,加大招商引资力度,推动PCB产业“从无到有”,聚链成势。目前,
我是芯片超人花姐,入行20年,有40W+芯片行业粉丝。有很多不方便公开发公众号的,关于芯片买卖、关于资源链接等,我会分享在朋友圈。扫码加我本人微信👇2月15日,芯片超人开年首场芯片大会,2025年AI
新春伊始,苏州工业园区企业以新促兴,开启新一年奋进之旅。2月10日上午,哈曼汽车电子系统(苏州)有限公司车载显示智能制造工厂开业。哈曼集团在该事业领域全球布局的第一条生产线将在这里投入使用,未来满产后