功率器件的選擇是做好一個電源系統(tǒng)的基本,所謂的“量體”,就是在選擇器件的時候要首先根據(jù)我們的需要,定義出我們對功率器件的實際需求。就像定做衣服一樣,我們系統(tǒng)的電流、電壓、功率、功耗、效率等參數(shù)的要求,就是我們要做的衣服的“尺寸”,而根據(jù)這些“尺寸”的數(shù)據(jù),選擇最適合的功率器件就是所謂的“裁衣”了。
那么,面對復雜的市場,我們在采購中需要考慮哪些因素?如何以更低的價格買到適合自己的產(chǎn)品?
低端器件選型注意“潛規(guī)?”
按照市場來分,功率分立器件可以分為低、中、高三大類:低端產(chǎn)品以國產(chǎn)元器件為主,包括一些小信號二極管、齊納二極管、三極管、整流器件等,中端低壓MOSFET器件以臺灣地區(qū)、韓國制造居多,高端產(chǎn)品則基本是歐美國家的天下,例如一些高壓MOSFET、肖特基組合、IPM SPM智能模塊、大功率IGBT等。
低端產(chǎn)品市場目前已經(jīng)基本全部被中國本地廠商所占領(lǐng),以節(jié)能燈、充電器等使用較多的雙極型三極管(BJT)為例,該市場主要供應商包括汕頭華汕電子、江蘇長電科技、吉林華微電子、深圳深愛半導體、無錫華晶微電子等。由于深愛、華晶等公司都是一方面做自己的品牌,另一方面也賣芯片給一些小的封裝廠家,所以市場上的同源同質(zhì)競爭較為激烈。
由于競爭的壓力,各個廠家都在不斷地縮版,“僅13001一個品種,同一個工廠至少有5種版本,有的工廠甚至超過10種,這給整機制造商在選用時造成了很大的困惑。”深圳南方芯源科技有限公司董事總經(jīng)理羅義表示,“現(xiàn)在BJT行業(yè)的‘潛規(guī)?’,也即評價產(chǎn)品質(zhì)量和價格的前提依據(jù),就是芯片的‘尺寸’,所以整機制造商選擇BJT時首先會詢問是多大的芯片,這個已經(jīng)是行業(yè)里評定產(chǎn)品參數(shù)的一個新標準了。”因此他建議,面對這種情況,整機制造商在選用某一型號的BJT時,應該將應用環(huán)境、參數(shù)要求等提供給供應商,讓供應商自己給出一個很合適的產(chǎn)品,然后再根據(jù)供應商提供的具體“尺寸”的產(chǎn)品進行設(shè)計,這樣的方式是為了讓整機制造商少走彎路。
MOSFET降價凸顯本地優(yōu)勢
目前MOSFET市場的主力仍然是歐美廠家,英飛凌、意法半導體、飛兆半導體牢牢占據(jù)前三位,威世、安森美等品牌緊隨其后。以性能而言,以上品牌仍然是整機制造商的首選,不過,由于電源產(chǎn)品的市場競爭也相當激烈,而最主要的競爭還是體現(xiàn)在價格競爭方面,這就給其他地區(qū)的MOSFET產(chǎn)品提供了生存機會。
飛捷電子有限公司總經(jīng)理楊寶林指出,近年來臺灣地區(qū)的功率芯片市場發(fā)展較快,擁有萬代半導體(AOS)、華瑞股份(CET)、富鼎先進(APEC)、茂達電子、致新科技等MOSFET供應商,韓國也涌現(xiàn)出AUK半導體、KEC電子、SemiHow半導體等新品牌。他表示:“如果從性價比方面來考慮,AUK半導體 的產(chǎn)品更加合適,而KEC電子更注重的是品質(zhì),此外臺灣地區(qū)萬代半導體主要是在低壓MOSFET占有比較大的市場,這家公司發(fā)展比較快。另外,恩智浦的MOSFET產(chǎn)品還可以,但推廣得并不是很好;ROHM在MOSFET的市場占有不多,東芝的器件一致性做得比較不錯,但日系廠商的交期都很長,比較死板,不過近年來他們的服務(wù)還是有了很大改善。”
除此之外,中國本土MOSFET制造商如江蘇長電、南方芯源、哈爾濱圣邦微電子、深圳長運通、芯源科技和深圳美芯等也都已經(jīng)實現(xiàn)了產(chǎn)品量產(chǎn),但是由于起步較晚,技術(shù)和市場都相對落后,從目前來看市場占有率還不高。
對此,羅義表示:“就MOSFET而言,如果單純考慮品質(zhì),選擇歐美品牌絕對沒有錯。但是如果從品質(zhì)和成本來綜合考慮,本地供應商的系統(tǒng)設(shè)計優(yōu)勢就很明顯了。比如南方芯源,我們現(xiàn)在推廣MOSFET時基本上都是按照客戶要求,將應用電路設(shè)計完成后交給客戶,這樣一方面能利用自身工程師對本品牌器件的了解較深刻的特點,將系統(tǒng)設(shè)計的參數(shù)匹配到最佳,同時也能夠縮短客戶對所完成系統(tǒng)的論證周期。此外,由于MOSFET市場價格的不斷下降,韓國AUK半導體、KEC電子等公司目前在中國的競爭力也正在慢慢減弱。”
IGBT:可靠性仍是關(guān)鍵
絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)是一種集MOSFET與GTR優(yōu)點于一身的新型高端復合電子器件,既有輸入阻抗高、速度快、熱穩(wěn)定性好、電壓驅(qū)動型的特性,又具有通態(tài)壓降低、高電壓、大電流的優(yōu)點。IGBT主要的品牌有英飛凌、三菱、富士、瑞士ABB、IR、東芝(IGBT已與三菱合并)、飛兆、三社、西門康、三肯等。其中歐美品牌的產(chǎn)品主要用在電力電子和通訊行業(yè),而日本品牌主要以電磁爐、變頻空調(diào)、冰箱、洗衣機等家電類應用居多。不過近幾年英飛凌的IGBT單管也在家電類產(chǎn)品中占有一席之地,而三菱的IGBT模塊則開始大量應用于軍工、電力電子等行業(yè)。
楊寶林介紹說,東芝在1200V的單管上性能不錯,但其價格一般比飛兆高10%左右;飛兆先后收購了三星、intersil的IGBT事業(yè)部,不論價格和性能都是不錯的選擇。近年來IGBT模塊技術(shù)越來越成熟,西門康、東芝、富士的智能電源模塊(IPM)發(fā)展迅速,在變頻調(diào)速、冶金機械、電力牽引、伺服驅(qū)動、變頻家電等應用領(lǐng)域是一種非常理想的方案。飛兆的SPM現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到第五代產(chǎn)品,其模塊被東芝變頻空調(diào)和海信大量采用,在600V的IGBT模塊處于領(lǐng)導地位。
到目前為止, 中國本地功率器件市場還沒有自己的IGBT產(chǎn)品問世,主要是提供一些模塊封裝類服務(wù)。羅義表示,由于封裝技術(shù)和快恢復二極管的品質(zhì)都不高,所以這類產(chǎn)品沒有對國外品牌的主要市場構(gòu)成威脅。他還提醒說,韓國也有類似的模塊產(chǎn)品,如DAWIN、fine SPN等品牌,雖然都是用歐洲的芯片加工成模塊,出于可靠性方面的考慮,在選用時還是要慎重。
采購群體需找準自身定位
功率器件的采購群體同樣大致可以分為低、中、高三類:低端市場主要是一些小家電應用,例如小型充電器、適配器、電話機、節(jié)能燈等,銷往非洲國家,這類制造商使用國產(chǎn)的功率器件就可以了。因為這種產(chǎn)品主要是以價格競爭為主,而國產(chǎn)功率器件從技術(shù)角度來講已經(jīng)很成熟,質(zhì)量完全可以滿足要求。
楊寶林表示:“我做銷售的時候總是碰到一些客戶說,‘我要用最好的料,我們要做品牌’,我總是耐心的說服他們,你把一個飛機引擎裝到拖拉機上,他也還是飛不起來,還是拖拉機。其實我們國內(nèi)的一些功率器件制造商,例如已經(jīng)上市的長電,都在幫歐美大廠做代工,品質(zhì)是非常不錯的。”
中端市場主要是指DVD、LCD TV、PC電源應用,建議使用一些二線品牌,并且可以一邊嘗試尋用一些國產(chǎn)的料代替,減少成本。這也是目前中國本地整機制造企業(yè)常用的方法。另外就是高端市場,主要目標客戶是變頻空調(diào)、汽車電子、軍工設(shè)備、大功率焊接設(shè)備、工控機械等。“高端產(chǎn)品一般量不大,附加值比較高,對他們來說品質(zhì)是第一位的。”楊寶林說。