國(guó)產(chǎn)IGBT功率器件春暖花開(kāi)

當(dāng)前，在日益嚴(yán)峻的環(huán)境問(wèn)題和能源消耗的壓力之下，綠色能源領(lǐng)域正成為世界各國(guó)的發(fā)展目標(biāo)，由此也帶動(dòng)了整個(gè)功率半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展，尤其是功率半導(dǎo)體核心器件——IGBT。在中國(guó)，為了適應(yīng)大環(huán)境的需求，扶持相關(guān)企業(yè)的健康發(fā)展，國(guó)家在新能源、節(jié)能環(huán)保方面出臺(tái)了一系列支持性的政策措施，在政府和市場(chǎng)的雙重推動(dòng)下，功率半導(dǎo)體行業(yè)正面臨著重要的發(fā)展機(jī)遇。據(jù)了解，國(guó)內(nèi)IGBT市場(chǎng)近年呈現(xiàn)出持續(xù)快速增長(zhǎng)的勢(shì)頭，預(yù)計(jì)至2013年末，國(guó)內(nèi)IGBT功率器件的市場(chǎng)規(guī)模將近70億元人民幣，同比增長(zhǎng)大約15%左右；2013年至2015年，國(guó)內(nèi)IGBT功率器件市場(chǎng)規(guī)模的年均復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到18%左右。

與此同時(shí)，由于新型功率器件和集成控制器的大量涌現(xiàn)，以及電力電子轉(zhuǎn)換技術(shù)的不斷進(jìn)步，在各廠商對(duì)新型功率器件的迫切需求下，功率半導(dǎo)體器件正快速地向高溫、高頻、低功耗、高功率容量，以及智能化、系統(tǒng)化、高度集成方向發(fā)展，整體性能更適用于嚴(yán)酷的工業(yè)環(huán)境。對(duì)于國(guó)內(nèi)本土功率器件廠商來(lái)說(shuō)，由于意識(shí)到技術(shù)突破的重要性，國(guó)內(nèi)企業(yè)一直致力于實(shí)現(xiàn)尖端產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程。例如，天津中環(huán)研制的6英寸FZ單晶材料已批量應(yīng)用，在國(guó)家02科技重大專(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目的推動(dòng)下，8英寸FZ單晶材料已取得了重大突破；另外，國(guó)產(chǎn)電磁灶用1200V NPT型IGBT已能批量供應(yīng)，中國(guó)北車(chē)也已研發(fā)出6500V/600A的IGBT器件；落木源電子的6500V IGBT專(zhuān)用驅(qū)動(dòng)器也開(kāi)始大批量供應(yīng)，3600A的驅(qū)動(dòng)芯片也已經(jīng)批量生產(chǎn)，這些產(chǎn)品和技術(shù)開(kāi)發(fā)無(wú)不彌補(bǔ)了國(guó)內(nèi)行業(yè)的空白。

要實(shí)現(xiàn)國(guó)家節(jié)能減排的宏大目標(biāo)，關(guān)鍵就是要有效降低工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中大電流和高電壓應(yīng)用的功耗，以及提高新能源領(lǐng)域的能源轉(zhuǎn)換效率，如提高逆變器、風(fēng)力發(fā)電設(shè)備等的轉(zhuǎn)換效率。因此，對(duì)于功率半導(dǎo)體器件而言，就是要求實(shí)現(xiàn)高頻化、高壓化、小型化和高功率密度，這也正是落木源電子研發(fā)的重要方向。落木源電子專(zhuān)攻IGBT驅(qū)動(dòng)的研發(fā)和生產(chǎn)，近年來(lái)，產(chǎn)品的年出貨量均以30-40%比例遞增，尤其在新產(chǎn)品的銷(xiāo)量勢(shì)頭表現(xiàn)良好，產(chǎn)品大量應(yīng)用于普通工業(yè)市場(chǎng)(如變頻控制、節(jié)能減排、風(fēng)能、太陽(yáng)能、智能電網(wǎng)、高速列車(chē)、電動(dòng)汽車(chē)等)，并且已經(jīng)進(jìn)入國(guó)內(nèi)外某些尖端領(lǐng)域。

功率半導(dǎo)體器件是進(jìn)行功率處理的半導(dǎo)體器件，它包括功率二極管、功率開(kāi)關(guān)器件與功率集成電路。功率半導(dǎo)體技術(shù)自新型功率MOS、IGBT器件問(wèn)世以來(lái)得到了長(zhǎng)足進(jìn)展，已深入到工業(yè)生產(chǎn)與人民生活的各個(gè)方面。隨著材料工藝和制造工藝的進(jìn)步，常規(guī)產(chǎn)品的價(jià)格將有大幅度的下降。另一方面，一些新結(jié)構(gòu)新技術(shù)的研究，通過(guò)緩解MOS、IGBT類(lèi)器件關(guān)態(tài)擊穿與開(kāi)態(tài)導(dǎo)通之間的矛盾，正在有效地滿(mǎn)足實(shí)際工程中對(duì)這類(lèi)器件在高速、高擊穿電壓、高可靠性方面的要求。包含功率器件、功率集成電路、BCD工藝在內(nèi)的功率半導(dǎo)體技術(shù)正朝著高溫、高頻、低功耗、高功率容量，以及智能化、系統(tǒng)化、高度集成的方向發(fā)展，制造技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入深亞微米時(shí)代，新結(jié)構(gòu)、新工藝硅基功率器件正不斷出現(xiàn)并逼近硅材料的理論極限，以SIC/GaN為代表的第三代新材料功率半導(dǎo)體器件正不斷走向成熟。