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中国IGBT任重而道远斯利通陶瓷电路板助其逆袭

发布日期:2022-05-31 来源:斯利通陶瓷电路板官网 作者:斯利通陶瓷电路板

       前几天,斯利通小编看了中点台的一个节目,讲的是中国芯片的进展,其中主要讲的就是IGBT模块。把我国IGBT领域的进行了一定的夸张性的描述,那么我国IGBT到底发展如何,斯利通小编今天带大家了解一下:我们不妨从IGBT是什么开始。
       一说起IGBT,业内人士都以为不就是一个开关嘛,都不是很了解。然而它和陶瓷基板一样,是国家「02专项」的要点扶持项目,是属于现在功率电子器件里技术较先进的产品,已经一体取代了传统的Power MOSFET。IGBT的应用非常广泛,小到家电、大到飞机、舰船、交通、电网等战略性产业,被称为电力电子行业里的“CPU”;长期以来,该产品(包括晶片)还是被垄断在少数IDM手上(FairChild 、Infineon、TOSHIBA)。           
       从功能上来说,IGBT就是一个电路开关,用在电压几十到几百伏量级、电流几十到几百安量级的强电上的。(相对而言,手机、电脑电路板上跑的电电压低,以传输信号为主,都属于弱电。)可以认为就是一个晶体管,电压电流超大而已。
       从市场竞争格局来看,美国功率器件处于较有优势地位,拥有一批具有大部分国家影响力的厂商,例如 TI、Fairchild、NS、Linear、IR、Maxim、ADI、ONSemiconductor、AOS 和 Vishay 等厂商。欧洲拥有 Infineon、ST 和 NXP 三家大部分国家半导体大厂,产品线齐全,无论是功率 IC 还是功率分离器件都具有不错实力。
       日本功率器件厂商主要有 Toshiba、Renesas、NEC、Ricoh、Sanke、Seiko、Sanyo、Sharp、Fujitsu、Toshiba、Rohm、Matsushita、Fuji Electric 等等。日本厂商在分立功率器件方面做的较好,但在功率芯片方面,虽然厂商数量众多,不过很多厂商的核心业务并非功率芯片。从整体市场份额来看,日本厂商落后于美国厂商。但是大部分国家有近70%的IGBT模块市场被三菱、东芝及富士等日系企业控制。德系的英飞凌也是大部分国家IGBT****企业之一,其单独式 IGBT功率晶体以24.7%的市场占有率位居靠前,IGBT模块则以20.5%的市场占有率位居第二。
       根据每日经济新闻报道,在高压大功率IGBT芯片方面,由于对IGBT芯片可靠性要求非常高,而且我国还没有一个厂家能够实现6500V IGBT芯片本土产业化,为此国内企业每年需花费数亿元从国外采购IGBT产品。他们进一步指出,由于国外采购周期长达数月甚至一年以上,严重制约了我国轨道交通装备的自主创新和民族品牌创立,大大降低了国内动车、机车装备在全部市场的竞争力,因此发展国内的IGBT产业迫在眉睫。
       为了实现自主可控,国内厂商正在开始推进IGBT的国产化,相关部门也在推动。针对我国当前功率半导体产业发展状况以及2016-2020年电力电子产业发展要点,在中国宽禁带功率半导体及应用产业联盟、中国IGBT技术创新与产业联盟、中国电器工业协会电力电子分会和北京电力电子学会共同发布的《电力电子器件产业发展蓝皮书》中指出:电力电子器件产业的核心是电力电子芯片和封装的生产,但也离不开半导体和电子材料、关键零部件、制造设备、检测设备等产业的支撑,其发展既需要上游基础的材料产业的支持,又需要下游装置产业的拉动。
       陶瓷基板作为功率型IGBT不可或缺的材料,同样作为国家要点推进项目,目前我国陶瓷电路板在IGBT的应用方面取得了可喜的进展。国内斯利通已能够量产氮化铝陶瓷基板,这一成果将会直接打破日美欧的垄断地位,为我国的电子产业重新打开了一扇大门。
       2011年12月,北车西安永电成为国内靠前个、世界第四个能够封装6500V以上IGBT产品的企业。
       2013年9月,中车西安永电成功封装国内首件自主设计生产的50A/3300V IGBT芯片;
       2014年6月,中车株洲时代推出大部分国家第二条、国内首条8英寸IGBT芯片有经验生产线投入使用;
       2015年3月,天津中环自主研制的6英寸FZ单晶材料已批量应用,8英寸FZ单晶材料也已经取得重大打破;
       2015年8月,上海先进与比亚迪、 国家电网建立战略产业联盟,正式进入比亚迪新能源汽车用IGBT供应链;
       2015年10月,中车永电/上海先进联合开发的国内较早的具有完全知识产权的6500V高铁机车用IGBT芯片通过高铁系统上车试验;
       2015年底,中车株洲时代与北汽新能源签署协议,一体启动汽车级IGBT和电机驱动系统等业务的合作;
       2016年5月,华润上华/华虹宏力基于6英寸和8英寸的平面型和沟槽型1700V、 2500V和3300V IGBT芯片已进入量产。
       受益于新能源汽车、轨道交通、智能电网等各种利好措施与陶瓷基板的技术打破,IGBT市场将引来爆发点。但是我们不能骄傲,依然还需加速前进,才能完成逆袭。