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当前位置:首页 > 科技头条 > 路漫漫其修远兮,吾将上下而求索 ——国内IGBT产业链现状
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供稿: | 2017-07-18
IGBT全产业链,覆盖了从硅料-硅锭-单晶硅片-IGBT芯片-IGBT模块-半导体分立器件-逆变器/变频器/电机/电子元器件等,到太阳能发电/风电/高铁/轨道交通/电动汽车/智能电网应用的全过程。
从IGBT全产业链分析,上游涉及硅料(原生多晶硅料和单晶硅回用料)、半导体硅片生产、晶圆加工等企业;IGBT生产包括IDM 、设计、芯片制造和模块企业;下游则有逆变器、换流阀、变流器、变频器、电机等生产企业,以及风力发电、太阳能发电、高铁及轨道交通、电动汽车和智能电网等各应用企业。
与此同时,在各生产环节中,涉及大量专用设备,如晶圆减薄机、离子注入机、晶圆切割机、激光退火炉以及检测设备等各类设备制造。
上游:硅晶圆产业几乎由国外厂商垄断
目前主流半导体硅片市场的全球寡头垄断已经形成,日本、台湾、德国和韩国等资本控制的六大硅片公司——信越化学、SUMO、环球晶圆、Siltronic、LGSiltron、Soitec的销量超过 90%。信越化学是全球最大的半导体硅片供应商,SUMCO 公司紧随其后。
生产设备:关键生产设备国外进口为主
从单晶硅炉分析,以德、美、日供应商为主,虽然国产设备已经覆盖各主要环节,但在质量和精度方面仍有较大差距。因此,目前国内单晶硅厂商基本采用进口的生产设备。
国际IGBT器件市场:市场成熟,集中度高
国外研发IGBT器件的公司主要有Infineon(英飞凌)、ABB、(Mitsubishi)三菱、Semikron(西门康,赛米控)、日立、富士、TOSHIBA(东芝)、艾赛斯(IXYS)等,其IGBT技术基本成熟, IGBT产品电压规格涵盖600V-6500V,电流规格涵盖2A-3600A,形成了完善的IGBT产品系列。
其中,在1700V及以下电压等级的消费级IGBT领域,西门康(Semikron,赛米控)、仙童(Fairchild,飞兆)等企业处于优势地位;在1700V-6500V电压等级的工业级IGBT领域,ABB、英飞凌(Infineon)、三菱占绝对优势;3300V以上电压等级的高压IGBT技术更是英飞凌、ABB、三菱三家独大。
国内IGBT市场:本土企业迎头追赶,仍需努力
在中国大陆IGBT市场中,英飞凌、三菱、Fuji、ABB、仙童、IR等外资企业份额超过50%。英飞凌1995年以西门子半导体事业部的“身份”正式进入中国市场,在中国的业务迅速发展,IGBT模块在中国工业应用领域的市场份额遥居首位。
我国受高铁、新能源等领域的需求拉动,具有自主知识产权、本土化的IGBT产业链在不断完善,目前我国中低压等级IGBT已实现产业化。2016年底中车株洲自主研发的8英寸IGBT产品,成功中标印度机车市场,是我国IGBT走向国际舞台的重要标志。
本土IGBT产业:在困境中成长
目前国内IGBT厂商所面临的市场环境仍然十分严峻。一方面,国际巨头在各电压等级均拥有成熟的产品系列,国内厂商需要应对激烈的市场竞争环境。另一方面,在研发和技术上国内外的差距大,国际巨头经过几十年的技术积累,在相关工艺技术及设备已经有较强的先发垄断技术优势。工艺技术上,比如芯片的减薄工艺、背面工艺等,模块封装技术等;关键的生产设备,如真空焊接机、表面喷砂设备、检测设备等。再者,目前用户对国产器件的认可度不高,国内厂商需要不断提高用户对国产器件的认可度。
工业强基是制造强国的支撑,IGBT是工业强基十六条龙之一。“四基”——核心基础零部件(元器件)、关键基础材料、先进基础工艺、产业技术基础,对IGBT产业链相关环节的支持仍在进行,并不断深化。“工业强基龙之芯——IGBT一条龙”应用计划更是值得期待。