另据了解,由于igbt大电流、高电压、高频和高可靠的要求,其加工工艺十分特殊和复杂;此外,对于不同电压等级和频率范围的igbt,其主要工艺也有较大差异,从而增加了igbt生产的特殊性和复杂性

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2010年国家发改委又下发红头文件——《国家发展改革委办公厅关于组织实施2010年新型电力电子器件产业化专项的通知》,重点明确了以igbt为代表的芯片和器件的设计开发及产业化、功率模块产业化等这充分体现了上层对目前功率半导体国产化的瓶颈和困局已有比较深刻的认识和危机意识

2009年出台的《电子信息产业调整和振兴规划》,明确提出了“加快电子元器件产品升级”,“充分发挥整机需求的导向作用新兴产业专业,围绕国内整机配套调整元器件产品结构”,提高新型电力电子器件、高频频率器件等产品的研发生产能力,“初步形成完整配套、相互支撑的电子元器件产业体系”

早在1996年,当时的国家计委(国家发改委的前身),即把发展igbt芯片及模块产业化作为重点项目实施以此作为起点,到2010年3月国家发展改革委办公厅提出关于组织实施《2010年新型电力电子器件产业化专项的通知》,专项重点明确了以igbt为代表的芯片和器件的设计开发及产业化、功率模块产业化等这一方面体现中国政府对于igbt的重视,另一方面也说明igbt技术的难度

随着中国高铁、地铁、动车、风力发电、光伏发电、电动/混合动力汽车等领域的快速发展,中国市场对igbt(绝缘栅双极型晶体管)及富国新兴产业001048其模块的需求越来越大然而,在igbt领域,中国企业尚处于起步阶段,国外厂商早已占领了中国大部分的市场份额对于尚处于蹒跚学步阶段的中国企业来说,该如何与国外厂商展开竞争?面对中国庞大的市场需求,本土企业的机会又在哪里?

目前,国内的igbt多集中在2000v以下,电压等级更高的产品尚在研发中,要追赶国外igbt大厂依然还有很长一段路要走

无独有偶,同样也是在2005年,嘉兴斯达半导体公司(以下简称“斯达半导体”)成立,主打两大系列功率产品,即igbt模块和mosfet(金属氧化物半导体场效应晶体管)模块,并把焊接装备行业作为主要的应用市场据悉,斯达半导体进入igbt模块市场是2007年,首席执行官沈华透露,当时中国许多焊机厂家买不新型产业股到igbt模块,而国外的igbt模块大多供应国外高端市场,对中国市场的紧缺不在意,这使得国内的电焊机厂家对很多国外品牌很不满意这个时候进入市场,恰好是电焊机市场需求量很大、很迫切的时候,是一个非常好的时机沈华称,之所以选择igbt,主要是基于公司的理念和产品定位一是利用斯达的长处去做事情,另外就是做一些对行业有用的事情“二极管、晶闸管已经有很多厂家在生产了,我们没有必要继续去做这样的产品,而igbt模块在国内还是空白,并且我们有这个能力去做,无论是从商业角度还是行业发展来说,生产igbt都是正确的选择”如是来看,斯达也正是看中了igbt在国内市场的巨大前景

“与国外公司相比,中国企业最大的优势在七个新兴产业于贴近市场,可以迅速、全面地了解客户的需求”沈华表示,“我们要帮助客户选择最适合他们产品的模块,必要时为他们量身定制,努力使产品的性价比达到最高”产品的质量和可靠性也是中国企业能否在市场竞争中站稳脚跟的关键,在沈华看来,这就要求中国企业加大在设备、技术研发等领域的投入,要从采购供应、生产过程和生产后等多个环节进行质量控制,产品的检测要实现标准化的机器测评,将人为因素降到最低

主要从事igbt、mosfet、frd、电源管理器件等功率半导体产品设计、生产和销售的科达半导体,目前以igbt为主营业务,可提供600v和1200v的igbt,全面覆盖消费电子和工业控制应用市场据马乃峰透露,相比去年,科达半导体的igb阳泉新型产业t出货量翻了几十倍在马乃峰看来,不管是消费电子领域还是工业控制领域,增长潜力都十分巨大,本土企业有望受益

“igbt单从器件原理上讲并不是很复杂,但为什么igbt的产品目前还是主要掌握在世界几大idm厂商手中,” 陈俭说,“igbt的垂直整合至关重要,设计、制造、封测和系统应用紧密结合是关键,这就迫使各个环节中有实力的企业需要加强合作,也是igbt发展门槛较高的原因之一”陈俭告诉记者,从igbt制造环节来看,难点在于igbt芯片制造后端需要复杂的背面工艺,需要特殊设备投资和一些特殊的工艺模块开发;从设计环节来讲,需要设计人员对于器件原理、应用环境和加工工艺有相当的了解,才能设计出用户需要的、性能新兴产业股有哪些稳定的产品另外一个重要原因就是人才问题,由于国内在这个领域切入较晚,人才储备不足,目前还缺乏从产品定义、产品设计和产品制造工艺的各方面的人才

据悉,华虹nec目前已能实现8英寸igbt芯片的全流程代工,并且拥有两条8英寸生产线,月产能达八万六千片,其中功率器件月产能超过40%陈俭告诉记者,华虹nec的1200v trench npt igbt已进入投产阶段,同时正在开发更高电压和更大电流的1700v到6500v高功率igbt工艺平台,且1700v igbt有望在明年初实现投产他透露,随着igbt量的增加,华虹nec已经在陆续购买新的机台,以满足越来越多igbt产能的需求

有数据显示,未来四年用于工业领域和消费领域的igbt的复合年度增长率最近的新兴产业将分别达20%和15%,这无疑是一个利好消息目前全球igbt市场在家电领域占总容量不到20%,未来国内企业在家电领域的发展空间巨大此外,在政府“十二五”规划中重点强调了发展战略性新型产业,其中包括节能环保、新能源等七大产业,而igbt正是节能与新能源领域中的核心电子元器件,在风力发电、太阳能发电、轨道交通、智能电网等众多领域中都会应用,这些领域的发展势必会带动igbt市场的需求,这也势必会加速中国igbt国产化的进程,助力本土市场在这些领域摆脱进口依赖

根据《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》,科技部在“十一五”国家科技支撑计划重点项目“电力电子关键器件及重大装备研制”中,将“新型电力电子器件及电力电子集成技红安新型产业园招聘术”列为该重点项目的第一项课题据相关人士透露,该课题主要致力于igbt、frd及pebb(电力电子组块)关键技术的研发

据相关调研机构的数据显示,igbt市场规模占功率器件总市场规模比例为7.05%受益于变频器产业、变频家电产业以及轨道交通产业的大力推动,中国 igbt市场增长空间非常大,预计2011年市场规模将达到60.2亿元,增速达到30%另有数据显示,随着中国高铁、地铁、动车、风力发电、光伏发电、电动/混合动力汽车等领域的快速发展,到2014年igbt的销售额将从2009年的4.297亿美元上升到9.75亿美元,增长一倍以上

陈孝安也表示,igbt开发的技术难度大,需要专业的团队来做,但目前国内相关的人才还比较少;此外,投入的资金非常大,而且还存在一些未来新型产业专利的壁垒,比如设计的专利、结构的专利,国内厂商没法马上大批量应用

新兴产业成驱动力 igbt市场增长空间广阔

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以上数据都展示了igbt的美好前景,不过在深圳安杰利科技有限公司(以下简称“安杰利”)经理陈孝安看来,今年的igbt市场并不景气“与去年相比,今年igbt市场并没有太大的增长,因为光伏这块的应用还没有上量此外,受竞争环境的影响,一些中小企业倒闭,导致一些应用市场的需求量下滑,比如大功率开关电源这块,适配器、通信电源、充电器和pc电源的出货量都出现了不同程度的下滑”不过,陈孝安同时也表示,从未来来看,新能源、光伏、通讯电源、电力控制、电力机车等领域的需求会济宁新兴产业大幅增长,特别是中国电力机车领域,中国高铁、地铁发展较快,这将是一个大的应用市场

作为本土分销商的深圳市恒盛创展电子有限公司,目前主要专注于做飞兆半导体品牌的分销,产品涉及到ic、mosfet以及igbt总经理陈根伟坦言,后期也会考虑本土igbt品牌的分销“国内的igbt产业还处于起步阶段,不过后期发展会比较好,我们十分看好国内这个产业的发展前景” 陈根伟说,“只要国产igbt比国外的价格低,而且质量好,各项参数与国外品牌接近,国产igbt品牌就可直接取代国外的品牌”

陈俭表示,在制造工艺、可靠性和一致性方面,国外igbt厂商的技术已经进入第7代,即沟槽、场终止型,并且各大厂商还有自己的独特技术,动现在什么是新兴产业态性能好,抗冲击性能、短路能力等优势;国内基本上是平面型、串通型和非串通型,动态性能也一般,短路能力不佳因此,陈俭认为,首先要从设计、工艺和设备方面着手,缩小与国外厂商的差距“采用更好的器件设计,并对此进行工艺优化;采用更好的设备提高均匀性和稳定性,”陈俭说,“在这些方面8寸设备具有独特优势,所以对于高端应用,如大电流、高压要考虑立足于8寸线开发”其次,要从人员着手,所有技术都是靠人来实现,所以要注重人才的引进和培养,多引入世界级的专家和团队、而且是具有实际产品达到量产经验的人才

科达半导体公司igbt总经理助理兼市场营销部部长马乃峰也表示,本土igbt产品替代国外的产品趋势不可逆转,慢慢地会取代国中国新兴产业有哪些外的一些品牌

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正是认识到我国功率半导体产业与国外先进水平的差距,中国企业开始寻找各种路径提升自己的实力,中国政府也出台了一系列政策对该产业进行扶持

前不久,中国南车大功率igbt产业化基地在中国南车株洲所奠基,这标志着我国首条8英寸igbt芯片生产线项目正式启动据悉,该项目设计年产8英寸芯片12万片、igbt模块100万只,预计2013年正式投产中国南车株洲所负责igbt项目的冯总工程师表示,正式投产后,中国南车igbt产品价格肯定要比国外产品低一些,一旦中国南车正式投产,将产生良好的进口替代效应这无疑是中国南车对igbt项目进口替代的远景描绘

“中国igbt市场容量近几年新型产业巨大,本土igbt厂商应积极利用好这一优势,大力发展扩大市场份额”陈俭认为,首先国内企业需要联合,以产品的差异化来竞争,而不是一味的走低价同质化竞争路线;第二是充分利用地缘优势,中国作为全球最大的电子产品和机电产品生产国,客户都在国内,本土igbt厂商要充分了解客户需求,定义、设计并制造出符合客户需要的产品;第三,加大产业链整合

本土企业机会隐现 有望分得一杯羹

陈俭也表示,由于未来几年工业化将持续深入发展,igbt 最大的应用领域工业控制领域将保持持续的较高速度增长;同时,由于电磁炉、微波炉、变频家电以及数码相机等产品的快速发展,消费电子已经成为igbt的第二大应用领域,在产品数量上甚至已经超过上海新型建材产业园了工控领域igbt数量,但是价格相对较低,所以市场规模低于工控领域值得一提的是,由于变频家电在整个国内市场的渗透率还比较低,所以还有巨大的发展空间;在汽车电子方面,igbt 已经全面替代达林顿管成为点火装置的首选器件,而igbt也将随着汽车在国内的发展保持较高速度的增长;此外,作为关键的功率半导体器件,igbt 在电力传送、列车牵引、太阳能及风能发电以及新能源汽车方面的应用将明显受益于国家的智能电网、高铁建设及新能源建设等宏观政策由于 igbt 本身的技术不断进步以及各国对能源问题的重视,igbt 将在中高压大电流领域替代部分的scr和gto产品在陈剑看来,这些高速增长的应用领域,都将是本土企新型创业产业业的机会之所在

国内外技术差距大 国内企业仍需提升内力

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目前igbt的关键技术仍掌握在少数国外公司手中,国内市场所需的功率半导体约有90%仍然依赖进口“像igbt这样的高端功率半导体器件基本上完全被国外厂商垄断,国内产品市场认证周期非常长,而且获得的市场认可度不高,真正大批量的应用还很少”陈孝安说,“这主要是国内在核心芯片的技术开发方面与国外厂商还存在一定的差距,产品的孝安说,“这主要是国内在核心芯片的技术开发方面与国外厂商还存在一定的差距,产品的一致性不够稳定”

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igbt是继双极晶体管(gtr)和mosfet后的新一代功率半导体分立器件,其综合gtr和mosfet的优点,具有易成都合联新型产业园官网于驱动、峰值电流容量大、自关断、开关频率高的特点,广泛应用于小体积、高效率的变频电源、电机调速、ups以及逆变焊机当中,是目前发展最为迅速的新一代功率器件

当前欧美和日本企业凭借着产品质量好、技术领先,在功率半导体市场中占据绝对优势地位近几年,我国台湾地区的企业依靠产品的高性价比也在市场上占据了一席之地,而中国大陆企业由于起步较晚,技术和市场都相对落后,市场占有率不高,在功率器件市场上的竞争力还较弱对此,陈孝安指出,除了晶圆的研发外,国外品牌大厂的产品一般都是找国内的oem代工,实际上国内的igbt产业除了在前端的晶圆开发方面与国外存在差距外,在制造工艺、封装水平以及品质控制方面已经达到了国际水国际新型产业平,本土企业关键还是提高产品的品质和可靠性,壮大研发队伍,加强核心技术的研发能力,以技术实力、价格优势和客户优势抢占市场份额

陈孝安还告诉记者,安杰利的客户并不局限于国内,“我们的产品在美国开发设计,全球布局生产加工,海外市场,如印度、越南、新加坡等都是我们比较看好的新兴市场,这些国家工业发展快,对igbt/mosfets/肖特基和快恢复二极管的需求大”

华虹nec作为国内的晶圆代工厂,则在2004 年就开始关注功率器件新秀igbt的发展,并在当年12月份申请了《一种igbt 及其制造方法》的发明专利据陈俭介绍,当时高、精、尖的igbt的芯片制造核心技术主要掌握在德国、美国、日本等少数国家手中,中国igbt市战略新兴产业板股票场虽然繁荣,但产业发展相对落后, 主要集中在后端igbt 模块封装等产业环节, igbt的芯片设计和制造几乎完全依赖国外厂家陈俭告诉记者,华虹nec涉足igbt产业主要基于市场的需求和华虹自身的优势功率半导体器件是节能工程重要的产品之一,对节能工程有极大的推动作用,市场空间巨大我们预期,随着节能减排要求的不断深化实施,功率分立器件,特别是igbt将在今后很长一段时间内保持两位数的高速增长,而华虹nec凭借具有竞争力的trench mosfet工艺基础,加上对于原材料、背面减薄和注入等独特工艺的开发,进入igbt领域也就顺理成章

据了解,安杰利2005年开始涉足igbt领域,当时也正是看中了中国广阔的市场国家七大新兴战略产业应用前景陈孝安告诉记者,目前国内做igbt的厂家并不多,本土igbt产业还处于起步阶段,未来会有比较大的需求量

上海华虹nec电子有限公司(以下简称“华虹nec”)市场部部长陈俭也描绘了igbt市场的蓝图:“未来五年中国igbt市场将保持复合25%以上的增速增长,节能应用将成为市场的主要动力,市场容量预计可达到160亿元”

有业内人士表示,从产业化的角度看,未来3-5年内我国功率半导体领域的发展重点应该是igbt,因为我国对igbt器件的需求比较迫切,国家在该领域也有较大的支持和投入

从传统的应用领域来看,功率半导体约70%用于通信、计算机、消费电子和汽车等所谓“ 4c”产业,约30%应用于工业和医疗领域江苏宏微科技有限公司总经理赵新型 产业善麒表示,从全球范围来看,太阳能发电、风能发电、电动汽车、智能电网等领域是功率半导体器件新的应用热点

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目前igbt的国内主要供应商都是外国厂商,它们占到中国igbt市场的90%以上的份额其中,欧美品牌的产品主要用在电力电子和通讯行业,日本的品牌主要用于电磁炉、变频空调、冰箱、洗衣机等家电近几年英飞凌的igbt单管也在家电类产品中占有一席之地,而三菱的igbt模块在也开始大量应用于军工、电力电子等行业随着中国市场对功率半导体器件需求的增加,本土企业的机会又在哪里?

政策扶持频频出台 igbt产业受重视

当前,全球igbt技术主要集中在欧美和日本企业手中,主流的igbt厂家华泰新兴产业为德国、infineon(英飞凌)、瑞士abb、美国飞兆(fairchild)、日本三菱、fuji等而我国只有少数企业从事igbt的开发, igbt市场占整个功率器件市场份额不足10%,尚未形成规模

陈孝安表示,安杰利的主打产品有igbt、mosfets、肖特基和快恢复二极管,igbt也是我们主要经营的利润点其中igbt主要是to-3p(to-247)封装,每月的产能大概在1--2kk左右,主要应用于电焊机、电动工具、通讯电源等工业控制类领域虽然消费电子市场也是一个很大的应用市场,不过安杰利最初并没有重点推广的对象,到2008年安杰利才开始有针对性关注消费类电子陈孝安称,这主要与客户群和产品定位有关,“消费电子类产品,对igbt的性2009新型产业能、可靠性要求不高,且价格竞争激烈,靠量取胜;我们主要偏向于工业控制领域的客户群,定位于中高端客户,以高可靠性、高品质、高性价比为优势策略”在陈孝安看来,光伏产业、通讯电源、电力控制、电力机车等领域都是igbt具有潜力的应用市场目前,在光伏领域,安杰利已经迈出了一步,“现在有客户在用我们的样品,因为我们的产品本是是针对工业控制类,从电流、电压来说,完全可以满足光伏领域客户的要求”陈孝安认为,光伏产业刚刚起步,未来前景广阔,会有比较大的需求量国内的igbt厂商有望从中分得一杯羹此外,在消费电子领域,如空调、电磁炉等市场,国内功率器件厂商凭借成本优势也有机可乘