广告

国内外IGBT现状:IGBT前景广阔,国内缺口大

时间:2019-10-29 作者:李锦峰 阅读:
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。
广告
ASPENCORE

Auto-970x90.gifYDFEETC-电子工程专辑

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。YDFEETC-电子工程专辑

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)。YDFEETC-电子工程专辑

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)YDFEETC-电子工程专辑

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。YDFEETC-电子工程专辑

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。YDFEETC-电子工程专辑

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。YDFEETC-电子工程专辑

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)。YDFEETC-电子工程专辑

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)YDFEETC-电子工程专辑

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。YDFEETC-电子工程专辑

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)。YDFEETC-电子工程专辑

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)YDFEETC-电子工程专辑

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)。YDFEETC-电子工程专辑

IGBT19102904.JPGYDFEETC-电子工程专辑
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)YDFEETC-电子工程专辑

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。YDFEETC-电子工程专辑

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。YDFEETC-电子工程专辑

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。YDFEETC-电子工程专辑

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)。YDFEETC-电子工程专辑

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)YDFEETC-电子工程专辑

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。YDFEETC-电子工程专辑

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。YDFEETC-电子工程专辑

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。YDFEETC-电子工程专辑

责编:Amy GuanYDFEETC-电子工程专辑

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YDFEETC-电子工程专辑

ASPENCORE
本文为EET电子工程专辑 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
  • 安森美:降低SiC价格,垂直整合和开放供应链是关键 作为一家相对较新的SiC器件供应商,安森美于2017年进入该市场。他们如何看待SiC市场的发展趋势?在降低使用门槛方面有何独到之处?日前,安森美半导体宽禁带产品线经理Brandon Becker接受了本刊的专访。 
  • 瑞萨终止与WPI合作,主要分销商只留三家 瑞萨电子集团今日宣布,终止与WPI集团合作,并与文晔科技达成战略合作关系。目前文晔科技与安富利、富昌电子并列成为瑞萨全球三大分销商……
  • 奥克斯被判赔格力4000万元,历时三年侵权案尘埃落定 5月12日据中国裁判文书网资料显示,广东省高级人民法院宣布维持原判,认定宁波奥胜贸易有限公司(原宁波奥克斯空调有限公司)恶意侵权成立,判决后者向珠海格力电器股份有限公司赔偿4000万元。这意味着历时3年多的格力诉奥克斯侵犯专利权一案终于尘埃落定。
  • eFuse应对云应用过流保护的挑战 如今,新的复杂业务模型正采用基于云的平台,通过省去内部数据中心,以提高效率,减少资本支出(CAPEX)和运营支出(OPEX)。采用云存储和基于云的服务代表一个真正的大趋势,近几年不仅在大型企业越来越流行,而且在中小型企业(SMB)中所占比例也显著增加。除了少数企业出于性能、可靠性或网络和数据安全原因而需要保留内部数据中心,大多数企业将持续这趋势。
  • MOS管实用教程:原理+选型+应用 从管脚的识别,到极性的分辨,再到常用功能,应用电路等等,都做了详细的解释与说明,还配了相关的图片。绝对能让你彻底理解MOS管,不可多得的学习资料,赶快收藏!
  • 专访UnitedSiC CEO:看见碳化硅的未来10年 半导体材料目前经历了三个发展阶段,第一代的硅(Si)、锗(Ge);第二代开始由2种以上元素组成化合物半导体,如砷化镓(GaAs)、磷化铟 (InP);以及第三代的碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)等宽禁带材料。由于宽禁带半导体材料可实现更优的导热性、更高的开关速率、更低导通电阻以及更小的器件物理尺寸,传统巨头近年纷纷加码该领域,而有的公司却在20年前就开始布局……
广告
热门推荐
广告
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
面包芯语
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了