請注意：車規(guī)級IGBT產(chǎn)能加速釋放

近期，有關(guān)國內(nèi)車規(guī)級IGBT方面的消息層出不窮，東風(fēng)公司和中國中車合作成立的智新半導(dǎo)體的車規(guī)級IGBT模塊實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)；聞泰科技全資子公司安世半導(dǎo)體宣布已完成收購英國新港晶圓廠（Newport Wafer Fab），將提升車規(guī)級IGBT產(chǎn)品的供應(yīng)能力；比亞迪子公司比亞迪半導(dǎo)體將在創(chuàng)業(yè)板上市，募投項(xiàng)目包括功率半導(dǎo)體的晶圓產(chǎn)線建設(shè)，將有效提升功率半導(dǎo)體的上下游產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同效應(yīng)；華虹與斯達(dá)半導(dǎo)體簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，攜手打造的高功率車規(guī)級12英寸IGBT芯片實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)；士蘭微擬通過控股子公司成都集佳科技有限公司投資建設(shè)“汽車級和工業(yè)級功率模塊和功率集成器件封裝生產(chǎn)線建設(shè)項(xiàng)目（一期）”；賽晶科技首條IGBT生產(chǎn)線正式竣工開始投產(chǎn)……

在“缺芯潮”的沖擊所形成的歷史機(jī)遇下，我國多家企業(yè)都在積極布局IGBT，形成了多條IGBT生產(chǎn)線，這預(yù)示著國內(nèi)IGBT產(chǎn)業(yè)正在崛起，并呈現(xiàn)出百家爭鳴的態(tài)勢。

企業(yè)積極擴(kuò)大產(chǎn)能

IGBT是指絕緣柵雙極型晶體管芯片，是目前大功率開關(guān)元器件中最為成熟，也是應(yīng)用最為廣泛的功率器件，兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)，驅(qū)動功率小而飽和壓降低，是能源變換與傳輸?shù)暮诵钠骷环Q為“電子電力裝置的CPU”，發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

我國一直是IGBT需求量最大的市場，占到全球近一半的份額。但國內(nèi)制造的功率器件卻占比很低，嚴(yán)重依賴進(jìn)口。ASMC的數(shù)據(jù)顯示，我國90%以上的IGBT產(chǎn)品需要進(jìn)口。目前我國各大IGBT制造企業(yè)都意識到了IGBT的重要性，紛紛擴(kuò)大產(chǎn)能，且下游客戶也愿意給予國內(nèi)半導(dǎo)體廠商更多的驗(yàn)證機(jī)會，這對于我國功率半導(dǎo)體企業(yè)來說，既是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)。

日前，比亞迪發(fā)布公告稱其旗下子公司比亞迪半導(dǎo)體將獨(dú)立上市。比亞迪是我國新能源汽車的領(lǐng)軍企業(yè)，同時(shí)也是國內(nèi)自研IGBT相當(dāng)成功的企業(yè)。根據(jù)Omdia的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，以2019年IGBT模塊銷售額計(jì)算，比亞迪在中國新能源乘用車電機(jī)驅(qū)動控制器用IGBT模塊全球廠商中排名第二，僅次于英飛凌，市場占有率19%，在國內(nèi)廠商中排名第一，2020年依舊保持全球廠商排名第二、國內(nèi)廠商排名第一的領(lǐng)先地位。比亞迪在自給自足的同時(shí)，還有余力和國內(nèi)別的車企達(dá)成合作。

同樣采取自研車用芯片方式的還有中車時(shí)代。中車時(shí)代是國內(nèi)領(lǐng)先的IDM功率半導(dǎo)體廠商，所研發(fā)的IGBT已成功用在高鐵“復(fù)興號”上，并且近期已完全掌握寬禁帶半導(dǎo)體碳化硅技術(shù)。此外，他們近期與東風(fēng)公司合作成立的智新半導(dǎo)體的車規(guī)級IGBT模塊也實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)。

專攻IGBT芯片的斯達(dá)半導(dǎo)體經(jīng)過多年的自主研發(fā)，實(shí)現(xiàn)了IGBT芯片和模塊的產(chǎn)業(yè)化，已經(jīng)具備中低壓IGBT芯片設(shè)計(jì)能力。根據(jù)2020年國際著名研究及咨詢機(jī)構(gòu)IHS最新研究報(bào)告，斯達(dá)半導(dǎo)體在全球IGBT模塊市場排名第七，是唯一一家進(jìn)入全球前十的中國企業(yè)。產(chǎn)品已被成功應(yīng)用于新能源汽車、變頻器、逆變焊機(jī)、UPS、光伏/風(fēng)力發(fā)電、SVG、白色家電等領(lǐng)域。近日他們與華虹半導(dǎo)體舉辦了“華虹半導(dǎo)體車規(guī)級IGBT暨12英寸IGBT規(guī)模量產(chǎn)儀式”，雙方攜手打造的高功率車規(guī)級IGBT芯片已通過終端車企產(chǎn)品驗(yàn)證，廣泛進(jìn)入了動力電池等汽車應(yīng)用市場。

克服“三不”現(xiàn)象需要完善生態(tài)

目前國產(chǎn)IGBT研發(fā)的最大挑戰(zhàn)在于如何提高穩(wěn)定性和可靠性。新冠肺炎疫情的爆發(fā)對全球車規(guī)級半導(dǎo)體供應(yīng)鏈沖擊較大。由于車規(guī)級半導(dǎo)體對產(chǎn)品的可靠性、一致性、安全性、穩(wěn)定性和長效性要求較高，還需要適應(yīng)極熱、極冷的高低溫工況，承受頻繁的物理顛簸和電流沖擊，以及保持長時(shí)間的使用壽命，這導(dǎo)致各大車企在IGBT的選擇上都非常謹(jǐn)慎。國內(nèi)做IGBT等功率器件的企業(yè)雖然很多，但是產(chǎn)品雖然研發(fā)出來了，卻沒有足夠的實(shí)驗(yàn)和實(shí)際上路數(shù)據(jù)作為依據(jù)，一般車企都不敢用自己的整車做實(shí)驗(yàn)。此外，在整車廠的某一車型量產(chǎn)上市后，不再會輕易更換其使用的核心芯片。于是就形成了不會用、不敢用、不愿意用的“三不”現(xiàn)象。收集不到下游用戶的應(yīng)用體驗(yàn)和反饋，無法完成產(chǎn)品的迭代和升級，整個(gè)生態(tài)無法完善，從而形成一種惡性循環(huán)。

國家新能源汽車技術(shù)創(chuàng)新中心總經(jīng)理、中國汽車芯片產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟秘書長原誠寅告訴《中國電子報(bào)》記者，在車上使用IGBT需要持續(xù)大電流高電壓的穩(wěn)定輸出，所以可靠性能不能達(dá)到要求，需要通過AEC-Q101對半導(dǎo)體分立器件的車用可靠性要求進(jìn)行驗(yàn)證。“之前測過一些國產(chǎn)的IGBT產(chǎn)品，雖然要求和指標(biāo)都合格，但在長時(shí)間使用時(shí)的可靠性，包括在各個(gè)器件之間的離散性上，與國際領(lǐng)軍企業(yè)還存在一定差距。”原誠寅表示。

創(chuàng)道投資咨詢總經(jīng)理步日欣對《中國電子報(bào)》記者指出，我國功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)本身處在落后階段，想要追趕，就不能完全采用市場化手段，特別是IGBT這種與下游設(shè)備需要緊耦合的產(chǎn)品，更需要下游設(shè)備廠商的配合。目前我國IGBT主要應(yīng)用場景還局限在家電領(lǐng)域，而像汽車、工業(yè)等領(lǐng)域，出于風(fēng)險(xiǎn)控制的考慮，很難有企業(yè)愿意導(dǎo)入國產(chǎn)IGBT芯片，這也導(dǎo)致很多國產(chǎn)IGBT芯片和模組，即便產(chǎn)品測試性能可以媲美國外產(chǎn)品，也很難有機(jī)會得到下游廠商的認(rèn)可。沒有應(yīng)用場景的驗(yàn)證和產(chǎn)品迭代，差距只會越來越大。

上下游協(xié)同提升產(chǎn)品競爭力

原誠寅建議，國產(chǎn)IGBT可以先在家用電器、工業(yè)等領(lǐng)域進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，一步步積累，先把工藝穩(wěn)定下來，把品質(zhì)控制住以后，再逐步進(jìn)入汽車市場。

而且目前的“缺芯潮”讓很多企業(yè)看到了IGBT的商機(jī)，都在一擁而上想從中分一杯羹，這也導(dǎo)致了國內(nèi)企業(yè)投資比較分散，原誠寅主張還是要集中力量和優(yōu)勢干大事。

步日欣指出，缺芯現(xiàn)象讓整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈重新認(rèn)識到了芯片的重要性，每個(gè)環(huán)節(jié)都在投入資金夯實(shí)技術(shù)基礎(chǔ)，這是未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必要條件。步日欣認(rèn)為，像比亞迪、中車時(shí)代這樣的產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同的模式，通過下游導(dǎo)入，不斷迭代升級產(chǎn)品，提高產(chǎn)品的競爭力，將是我國IGBT產(chǎn)業(yè)崛起的希望所在。