功率半導(dǎo)體又稱電力電子器件,包括二極管、金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)、雙極結(jié)型晶體管(BJT)、絕緣柵雙極晶體管(IGBT)、晶閘管(Thyristor)等。
IGBT是功率半導(dǎo)體中的關(guān)鍵產(chǎn)品門類。作為新一代的功率半導(dǎo)體,IGBT性能十分優(yōu)異,適用于各類需要進(jìn)行交直流轉(zhuǎn)換、電流電壓轉(zhuǎn)換的應(yīng)用場景。在電網(wǎng)輸變電、新能源汽車、軌道交通、新能源、變頻家電等領(lǐng)域發(fā)揮巨大的作用。SiC和GaN等化合物半導(dǎo)體是新興的發(fā)展熱點(diǎn),在高壓、高頻、高溫、高功率應(yīng)用市場優(yōu)勢顯著,是未來技術(shù)的發(fā)展方向和應(yīng)用市場的需求方向。
根據(jù)WSTS和賽迪的數(shù)據(jù),2017年,全球IGBT芯片和模組的市場規(guī)模為40.6億美元,約占全球功率器件市場總規(guī)模的19%。其中,IGBT芯片和模組的市場規(guī)模分別為10.3億美元和30.3億美元。2018年,受功率器件漲價(jià)影響,預(yù)計(jì)市場規(guī)模將增長至49.1億美元。
從應(yīng)用市場劃分來看,汽車和工業(yè)是IGBT最主要的兩個(gè)市場,占比分別達(dá)到27%和28%。
新能源汽車動(dòng)力產(chǎn)生和傳輸過程與汽油發(fā)動(dòng)機(jī)有較大差異,需要頻繁的進(jìn)行電壓變換和直流-交流轉(zhuǎn)換。例如將電池產(chǎn)生的直流轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)電機(jī)的交流、將上百伏的電壓降至車載電子設(shè)備需要的12V。加之純電動(dòng)汽車追求高續(xù)航里程,要求電能管理更加精細(xì)化。高效的能量轉(zhuǎn)換可降低能量損耗,減小鋰離子電池容量,從而降低整車重量,提高電動(dòng)車單次充電后的續(xù)航里程。實(shí)現(xiàn)以上功能需要大量的逆變器、變壓器和變流器,對IGBT等功率器件的需求遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)汽車。
根據(jù)市場研究機(jī)構(gòu)Strategy Analytics的數(shù)據(jù),純電動(dòng)汽車的半導(dǎo)體成本達(dá)到704美元,相對于傳統(tǒng)汽車的350美元增加了1倍,功率器件成本為387美元,占比達(dá)到55%。相比傳統(tǒng)汽車新增的半導(dǎo)體成本中,功率器件成本約為269美元,占總增加成本的76%。特斯拉(雙電機(jī)全驅(qū)動(dòng)版)共計(jì)使用了132個(gè)IGBT,總價(jià)值可達(dá)到650美元。
2017年,全球共銷售了超過120萬輛新能源汽車,占全球汽車銷量的1.2%。2017年,新能源汽車用IGBT(包括芯片、模組)市場規(guī)模占IGBT市場的17%,達(dá)到7億美元。
圖1??2014年至2018年全球IGBT市場規(guī)模及預(yù)測(單位:億美元)
數(shù)據(jù)來源:WSTS、賽迪智庫
圖2??2017年全球功率器件的產(chǎn)品分類(按銷售額)
數(shù)據(jù)來源:WSTS,賽迪智庫
圖3??2017年全球功率半導(dǎo)體的市場分布
數(shù)據(jù)來源:Gartner,賽迪智庫
? ? ? ? 全球IGBT市場主要競爭者包括德國英飛凌(Infineon)、日本三菱、富士電機(jī)、美國安森美(On Semi)、瑞士ABB等,前五大企業(yè)的市場份額超過70%。
? ? ? ? 全球SiC器件的主要競爭者包括Infineon、科銳(Cree)、羅姆(ROHM)和意法半導(dǎo)體(ST)等,前四大企業(yè)的市場份額超過80%。
圖4??2017年全球IGBT市場份額占比
數(shù)據(jù)來源:賽迪智庫
數(shù)據(jù)來源:賽迪智庫
? ? ? ? 在IGBT和SiC兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域,我國與全球巨頭的差距還非常顯著。
? ? ? ?國內(nèi)IGBT企業(yè)主要有華虹宏力、中芯國際、士蘭微、華潤微電子、上海先進(jìn)、株洲中車時(shí)代電氣等。中車時(shí)代電氣的IGBT技術(shù)能力出眾。憑借早期的技術(shù)收購(收購加拿大Dynex公司)、電力機(jī)車市場的應(yīng)用牽引、多年在功率半導(dǎo)體領(lǐng)域的積累,公司已掌握第5代IGBT技術(shù),并計(jì)劃在2019年量產(chǎn)第6代IGBT技術(shù),電壓等級覆蓋650-6500V。中車時(shí)代電氣現(xiàn)有一條8英寸IGBT生產(chǎn)線,年產(chǎn)能達(dá)到24萬片。
? ? ? ? 國內(nèi)SiC器件制造企業(yè)主要有株洲中車、泰科天潤、中電科13所、55所等。株洲中車的6英寸SiC生產(chǎn)線已實(shí)現(xiàn)技術(shù)通線,等待放量生產(chǎn)。中電科55所已建成6英寸SiC器件生產(chǎn)線。泰科天潤已建成國內(nèi)第一條4英寸SiC器件生產(chǎn)線,SBD產(chǎn)品覆蓋600V-3300V的電壓范圍,并正在進(jìn)行MOSFET器件的研發(fā)。
? ? ? ? 國內(nèi)功率半導(dǎo)體發(fā)展正面臨難得的窗口期,機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。為更好的促進(jìn)行業(yè)交流,為國內(nèi)優(yōu)秀的功率半導(dǎo)體企業(yè)提供與地方政府、投資公司、技術(shù)專家進(jìn)行資源對接的平臺(tái),中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院將在2018中國集成電路產(chǎn)業(yè)促進(jìn)大會(huì)期間組織舉辦功率半導(dǎo)體主題論壇,邀請優(yōu)秀的功率半導(dǎo)體“中國芯”企業(yè)、國家級投資機(jī)構(gòu)、上下游企業(yè)和技術(shù)專家一起,從政策、投資、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)等多個(gè)層面共同探討我國功率半導(dǎo)體的發(fā)展路徑。
? ? ? ? 一、會(huì)議組織機(jī)構(gòu)
? ? ? ? 主辦單位:中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院
? ? ? ? 二、會(huì)議時(shí)間與地點(diǎn)
? ? ? ?(一)會(huì)議時(shí)間:2018年11月8日上午9:00-12:00
? ? ? ?(二)會(huì)議地點(diǎn):重慶市南坪國際會(huì)展中心三樓301
? ? ? ? 三、參會(huì)要求
? ? ? ? (一)本會(huì)議不收取參會(huì)費(fèi)用。
? ? ? ? (二)會(huì)議簽到:簽到時(shí)間為會(huì)議當(dāng)天上午7:30-8:55,參會(huì)人員簽到后方能入場。
? ? ? ? (三)同期會(huì)議:中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院于11月9日將在南坪國際會(huì)展中心組織召開2018中國集成電路產(chǎn)業(yè)促進(jìn)大會(huì)(中國芯大會(huì))。該會(huì)議已連續(xù)舉辦12屆,是國內(nèi)集成電路領(lǐng)域最具影響力和權(quán)威性的行業(yè)會(huì)議之一,是國內(nèi)集成電路產(chǎn)品創(chuàng)新和應(yīng)用創(chuàng)新的大檢閱和風(fēng)向標(biāo)。本屆會(huì)議以“芯時(shí)代、芯作為”為主題,圍繞樹立“中國芯”企業(yè)新形象展開交流。本次大會(huì)同期還將舉行“5G通信芯片主題論壇”。有興趣參加的企業(yè)可關(guān)注微信公眾號(hào)“國家集成電路公共服務(wù)平臺(tái)”了解相關(guān)情況。
? ? ? ? 四、會(huì)議議程
? ? ? ? 五、聯(lián)系方式
? ? ? ? 中國芯大會(huì)秘書處
? ? ? ? 主題論壇負(fù)責(zé)人:朱邵歆
? ? ? ? 聯(lián)系電話:010-68207496/18611507681
? ? ? ? 郵箱:zhushaoxin@ccidthinktank.com
? ? ? ? 請點(diǎn)擊二維碼免費(fèi)報(bào)名
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