《電子技術(shù)應(yīng)用》
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比亞迪:IGBT 5.0技術(shù)已實現(xiàn)量產(chǎn)!

2021-12-31
來源:OFweek電子工程網(wǎng)
關(guān)鍵詞: 比亞迪 IGBT5.0 半導(dǎo)體

12月31日消息,近日,比亞迪半導(dǎo)體市場經(jīng)理孫允帥在第三屆硬核中國芯領(lǐng)袖峰會暨汽車芯片技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用論壇上透露,目前,比亞迪半導(dǎo)體基于高密度Trench FS的IGBT 5.0技術(shù)已實現(xiàn)量產(chǎn)。該技術(shù)采用了微溝槽結(jié)構(gòu)及復(fù)合場中止技術(shù),實現(xiàn)了超低的導(dǎo)通損耗和開關(guān)損耗,并且由于經(jīng)過極致調(diào)教的復(fù)合場終止技術(shù),實現(xiàn)了軟關(guān)斷。

據(jù)了解,比亞迪半導(dǎo)體是國內(nèi)知名的車規(guī)級半導(dǎo)體龍頭企業(yè),前身是2003年比亞迪組件的汽車半導(dǎo)體事業(yè)部。2004年,比亞迪半導(dǎo)體事業(yè)部以比亞迪微電子為名正式注冊成立。2005年,比亞迪半導(dǎo)體開始組件IGBT研發(fā)團(tuán)隊,正式布局IGBT產(chǎn)業(yè)。如今,比亞迪半導(dǎo)體是目前國內(nèi)唯一一家擁有IGBT完整產(chǎn)業(yè)鏈的企業(yè)。

在汽車領(lǐng)域,比亞迪半導(dǎo)體依靠在車規(guī)級半導(dǎo)體研發(fā)應(yīng)用的深厚積累,持續(xù)為客戶提供領(lǐng)先的車規(guī)級半導(dǎo)體整體解決方案,率先制造并批量生產(chǎn)了 IGBT、SiC MOSFET、IPM、MCU、CMOS 圖像傳感器等多種車規(guī)級半導(dǎo)體產(chǎn)品,,致力于打破國產(chǎn)車規(guī)級半導(dǎo)體的下游應(yīng)用瓶頸,助力我國車規(guī)級半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的自主安全可控和全面快速發(fā)展。

實力強勁,比亞迪半導(dǎo)體欲上市

值得一提的是,在今年10月,比亞迪股份有限公司曾發(fā)布公告稱,香港聯(lián)交所同意公司分拆所屬子公司比亞迪半導(dǎo)體股份有限公司至深交所創(chuàng)業(yè)板上市。

目前,國內(nèi)的新能源汽車產(chǎn)業(yè)市場發(fā)展勢頭依舊迅猛,在2025年中國新能源車銷量將達(dá)到654萬輛,滲透率為21%,受益于新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,預(yù)計到 2025 年,車載功率半導(dǎo)體市場規(guī)模可達(dá) 164 億美元。

而比亞迪半導(dǎo)體最核心的產(chǎn)品就是IGBT、SiC MOSFET、IPM、MCU、CMOS 圖像傳感器等車規(guī)級功率半導(dǎo)體器件。

據(jù)公開數(shù)據(jù)顯示,比亞迪半導(dǎo)體2020年度總營收為14.41億元,其中,功率半導(dǎo)體營收占比最大,營業(yè)收入達(dá)4.61億元,占總營收的32%,目前,比亞迪半導(dǎo)體已經(jīng)進(jìn)入康汽車、宇通汽車、福田汽車、北京時代、英威騰、藍(lán)海華騰、匯川技術(shù)等廠商的供應(yīng)體系,但主要營收還是源于比亞迪集團(tuán)。

目前,比亞迪半導(dǎo)體的功率半導(dǎo)體器件產(chǎn)能充足,銷量持續(xù)見長。2021年上半年,比亞迪的功率半導(dǎo)體器件產(chǎn)能130萬個,產(chǎn)量110.52萬個,產(chǎn)能利用率達(dá)85.02%,產(chǎn)銷率為99.88%。

據(jù)Omdia統(tǒng)計,在車規(guī)級IGBT市場領(lǐng)域,比亞迪半導(dǎo)體擁有全產(chǎn)業(yè)鏈強勁的IDM實力,目前已經(jīng)處于國內(nèi)第一、全球前三的位置,市占率達(dá)到19%,國內(nèi)市場僅次于英飛凌。

另外,在今年12月23日,比亞迪半導(dǎo)體位于山東的首條8英寸高功率芯片生產(chǎn)線已經(jīng)完成全線設(shè)備調(diào)試,成功實現(xiàn)量產(chǎn),該芯片產(chǎn)品擁有完全獨立的自主知識產(chǎn)權(quán),達(dá)到了國際先進(jìn)水平。

IGBT仍是新能源汽車核心功率器件

IGBT,全稱是“絕緣柵雙極型晶體管”,是一種由雙極性晶體管(BJT)和絕緣柵場效應(yīng)管(MOS)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動式功率半導(dǎo)體器件,同時擁有BJT的導(dǎo)通電壓低、通態(tài)電流大等優(yōu)點和MOS的開關(guān)速度高、控制功率小等優(yōu)點。

IGBT作為能源轉(zhuǎn)換和傳輸?shù)暮诵钠骷哂懈咝Ч?jié)能、高電壓、大電流、高頻率和易于開關(guān)等性能,適用于各類需要交流電和直流電轉(zhuǎn)換及高低電壓轉(zhuǎn)換的應(yīng)用場景,可提高用電效率和質(zhì)量,被廣泛應(yīng)用在消費電子(汽車電子、家用電器、變頻白色家電)和工業(yè)(軌道交通、智能電網(wǎng)、交通運輸)領(lǐng)域。

一直以來,IGBT芯片因其設(shè)計門檻高、制造技術(shù)難、資金投入大的特點,被業(yè)內(nèi)稱為電動汽車核心技術(shù)的“珠穆拉瑪峰”。

對于新能源汽車來說,IGBT主要應(yīng)用于電控系統(tǒng),直接控制驅(qū)動系統(tǒng)直、交流電的轉(zhuǎn)換,決定了車輛的扭矩和最大輸出功率等。車規(guī)級IGBT通過決定驅(qū)動系統(tǒng)的扭矩和最大輸出功率來直接影響新能源汽車加速能力和最高時速。

據(jù)了解,在新能源汽車所需要用到的功率半導(dǎo)體器件中,IGBT占比約8成,占整車成本的7%~10%,同時占充電樁成本的20%。一臺新能源汽車中,如果前后雙電機、車載充電機和電動空調(diào)都搭載IGBT芯片,那么一臺車將需要用到48個IGBT芯片。

國產(chǎn)功率半導(dǎo)體廠商發(fā)力搶占IGBT市場

根據(jù)中汽協(xié)最新的數(shù)據(jù)顯示,截止2020年年底,國內(nèi)新能源汽車?yán)塾嫯a(chǎn)量達(dá)136.6萬輛,同比增長7.5%,而IGBT作為新能源汽車核心零部件,需求量也因此受益。2020年,國內(nèi)新能源汽車和充電樁市場帶動近兩百億IGBT模塊的需求。

同時,中國還是全球最大的IGBT市場,功率半導(dǎo)體占世界市場50%以上。不過,與龐大的市場相比,國產(chǎn)IGBT企業(yè)的市占率明顯落后于大型外資跨國企業(yè)。目前,國內(nèi)的中高端MOSFET及IGBT主流器件市場上,90%主要依賴進(jìn)口,基本被國外歐美、日本企業(yè)壟斷。

在國內(nèi)的車規(guī)級IGBT市場里,英飛凌具有絕對的壟斷地位,市占比高達(dá)58.2%,相比2016年33%的市場占比,其市場地位又得到了進(jìn)一步的提升。

不過,隨著國內(nèi)新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,國家也越來越重視新能源汽車核心零部件IGBT產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,近日,為加強國內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,中央網(wǎng)絡(luò)安全和信息化委員會印發(fā)《“十四五”國家信息化規(guī)劃》。

《“十四五”國家信息化規(guī)劃》明確指出,要加快集成電路關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。推動計算芯片、存儲芯片等創(chuàng)新,加快集成電路設(shè)計工具、重點裝備和高純靶材等關(guān)鍵材料研發(fā),推動絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)、微機電系統(tǒng)(MEMS)等特色工藝突破。

在國家明確發(fā)展風(fēng)向的同時,國內(nèi)多家功率半導(dǎo)體企業(yè)也開始發(fā)力,準(zhǔn)備奪回國內(nèi)IGBT領(lǐng)域的市場份額。

斯達(dá)半導(dǎo)是國內(nèi)最大的第三方IGBT制造廠,也是切入主流整車廠最多的功率半導(dǎo)體公司。在9月24日,斯達(dá)半導(dǎo)宣布定增獲得發(fā)審委通過,將募資35億元用于IGBT芯片、SiC芯片的研發(fā)及生產(chǎn)。預(yù)計將會達(dá)成6英寸IGBT產(chǎn)能30萬片/年, 6英寸SiC芯片產(chǎn)能6萬片/年。

士蘭微是目前國內(nèi)為數(shù)不多的IDM模式半導(dǎo)體產(chǎn)品公司。在IGBT領(lǐng)域,士蘭微建在杭州錢塘新區(qū)的集成電路芯片生產(chǎn)線目前實際月產(chǎn)出達(dá)到22萬片,在小于和等于6英寸的芯片制造產(chǎn)能中排在全球第二位,其8英寸生產(chǎn)線產(chǎn)能6萬片/月;12英寸產(chǎn)能正在擴產(chǎn),預(yù)計2021年底可達(dá) 3.5-4萬片/月的產(chǎn)能,且還有一條12寸線即將實現(xiàn)量產(chǎn)。

而比亞迪半導(dǎo)體通過多年的技術(shù)積累,在IGBT領(lǐng)域已經(jīng)追趕上國際水平,目前已經(jīng)成長為中國IGBT市場份額第二大企業(yè),占有19%的市場份額。

相較于其他類型的車規(guī)級半導(dǎo)體器件,國內(nèi)芯片廠商正在自研的功率半導(dǎo)體不受代工工藝先進(jìn)制程制約,從技術(shù)層面來看,國內(nèi)車規(guī)級功率器件廠商提供的產(chǎn)品已經(jīng)達(dá)到國際主流水平。

但是由于車廠更信任原有供應(yīng)鏈體系,因此 國內(nèi)芯片廠商普遍都面臨著下游車廠信任的問題,國內(nèi)的功率器件廠商雖然在IGBT領(lǐng)域有所建樹,但要想獲得更多的市場份額,還需要繼續(xù)努力,提高自身的技術(shù)水平,贏得車廠的信任。




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