國產(chǎn)IGBT前景光明，突破之路曲折

隨著IGBT技術(shù)的發(fā)展，IGBT已經(jīng)從工業(yè)擴(kuò)展到消費(fèi)電子應(yīng)用，成為未來10年發(fā)展最迅速的功率半導(dǎo)體器件;而在中國市場(chǎng)，軌道交通、家電節(jié)能、風(fēng)力發(fā)電、太陽能光伏和電力電子等應(yīng)用更是引爆了IGBT應(yīng)用市場(chǎng)。

據(jù)IHS iSuppli公司中國研究服務(wù)即將發(fā)表的一份報(bào)告，由于綠色能源與能源效率得到更多的重視，以及政府投資支持和嚴(yán)格的能源政策，2011-2015年中國絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)市場(chǎng)銷售額的復(fù)合年度增長率將達(dá)13%。2011年IGBT銷售額將達(dá)到8.59億美元，2015年有望達(dá)到13億美元，如下圖所示。與其它MOSFET等其它分立功率元件相比，中國IGBT銷售額增長強(qiáng)勁。

IGBT產(chǎn)品可以分為IGBT模組和分立器件。由于功率輸出較高、尺寸較小和在終端應(yīng)用中的可靠性，IGBT模組廣泛用于幾乎所有的電子產(chǎn)業(yè)，從消費(fèi)領(lǐng)域一直到工業(yè)領(lǐng)域。2010年，模組占總體IGBT銷售額的73%，達(dá)到5.37億美元。IGBT分立元件則占剩余的27%。2010年總體IGBT銷售額達(dá)到7.1億美元，比2009年的4.3億美元大增65%。

挑戰(zhàn)及差距

雖然市場(chǎng)空間巨大，但目前國內(nèi)IGBT市場(chǎng)仍為英飛凌和三菱等國外廠商的壟斷，南京銀茂微電子銷售總監(jiān)估計(jì)國內(nèi)IGBT市場(chǎng)95%以上都是進(jìn)口的產(chǎn)品。盡管國外IGBT巨頭在國內(nèi)有一些投資或者合資企業(yè)，但在IGBT方面對(duì)中國還是實(shí)行技術(shù)封鎖，所以真正的核心技術(shù)并沒有流向中國，這嚴(yán)重制約了我國IGBT產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程。

“與國外廠商相比，國產(chǎn)IGBT主要差距在器件設(shè)計(jì)，工藝和生產(chǎn)制造技術(shù)方面，以及整個(gè)終端應(yīng)用的解決方案上面。另外，IGBT原材料的供應(yīng)也會(huì)一定程度上影響國產(chǎn)IGBT的發(fā)展”。華潤上華分立器件產(chǎn)品開發(fā)中心總經(jīng)理吳宗憲實(shí)事求是的說，他同時(shí)表示，盡管國內(nèi)IGBT產(chǎn)業(yè)發(fā)展比較快，但是因?yàn)楦鞣矫娲嬖诘牟罹啾容^大，要趕上國際水平的話則需要5-10年時(shí)間。

西安芯派的總經(jīng)理羅義則悲觀的多，他認(rèn)為目前的形勢(shì)下國內(nèi)IGBT趕上國外水準(zhǔn)是癡人說夢(mèng)，他解釋道：“國內(nèi)目前IGBT產(chǎn)業(yè)只能說是剛剛起步，技術(shù)和工藝基本上都是空白，一方面，IGBT的技術(shù)日新月異，更新很快，國內(nèi)企業(yè)很難跟上步伐，更不要說是趕超了。另一方面，國內(nèi)還沒有掌握IGBT的核心技術(shù)，目前國內(nèi)只是一些IGBT的封裝廠，沒有自己真正的品牌，沒有自主品牌拿什么跟人家競(jìng)爭(zhēng)?”

另外，缺少產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)和人才也是目前我國IGBT行業(yè)發(fā)展面臨的困境之一，雖然隨著一部分海歸回國創(chuàng)業(yè)，在一定程度上改善了這種狀況，但是由于國內(nèi)大部分高校和研究機(jī)構(gòu)把精力轉(zhuǎn)向了SIC和GaN寬禁帶半導(dǎo)體器件及電源管理芯片方向，只有兩三家高校和研究機(jī)構(gòu)還在進(jìn)行IGBT器件相關(guān)的研發(fā)，并且主要限于計(jì)算機(jī)仿真研究，這就導(dǎo)致了我國在IGBT設(shè)計(jì)和研發(fā)方面的人才奇缺。

破繭成長

因?yàn)閲鴥?nèi)企業(yè)在IGBT芯片設(shè)計(jì)、制造以及封裝各環(huán)節(jié)的技術(shù)和積累都比較少，短期內(nèi)趕上國際水平不太現(xiàn)實(shí)，所以，提升進(jìn)口替代產(chǎn)品的能力就成了國內(nèi)企業(yè)首選方向，以價(jià)格優(yōu)勢(shì)和本土優(yōu)勢(shì)搶占市場(chǎng)份額，據(jù)了解，IGBT國產(chǎn)化器件相比國外企業(yè)成本節(jié)約15~20%，即使售價(jià)減少40%，國內(nèi)企業(yè)依然擁有30%以上的毛利率。另外，國外企業(yè)產(chǎn)品定位大部分是工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域大功率IGBT，而我國是世界上最主要的家電生產(chǎn)和消費(fèi)國，加上小功率IGBT生產(chǎn)門檻較大功率低，所以，國內(nèi)企業(yè)進(jìn)入IGBT行業(yè)家電領(lǐng)域是最適合的切入點(diǎn)?！霸谶^去2-3年中，國產(chǎn)IGBT特別是1200V 平面非穿通型和1200V 溝槽非穿通型，在消費(fèi)電子市場(chǎng)有了突破。預(yù)計(jì)未來2-3年，將在600V以及1,700V甚至更高電壓的技術(shù)上有所突破。中大功率應(yīng)用將會(huì)在未來3-5年內(nèi)看到國產(chǎn)IGBT器件。”從華潤上華分立器件產(chǎn)品開發(fā)中心總經(jīng)理吳宗憲回答可以看出，他對(duì)國產(chǎn)IGBT的發(fā)展前景充滿信心。

而智能電網(wǎng)、高鐵建設(shè)、新能源汽車以及家電節(jié)能等本土市場(chǎng)，更為企業(yè)的技術(shù)突破，實(shí)現(xiàn)IGBT的替代創(chuàng)造了堅(jiān)實(shí)的市場(chǎng)基礎(chǔ)。尤其是節(jié)能與新能源是國家發(fā)展新興科技產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)，而IGBT則是節(jié)能與新能源領(lǐng)域核心器件，所以IGBT產(chǎn)業(yè)化不僅僅是市場(chǎng)需求，同時(shí)也是國家發(fā)展的戰(zhàn)略需求。發(fā)改委于2010年3月19日下發(fā)紅頭文件：《國家發(fā)展改革委辦公廳關(guān)于組織實(shí)施2010年新型電力電子器件產(chǎn)業(yè)化專項(xiàng)的通知》，其專項(xiàng)重點(diǎn)明確了以IGBT為代表的芯片和器件的設(shè)計(jì)開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化、功率模塊產(chǎn)業(yè)化。這說明國家對(duì)目前功率半導(dǎo)體國產(chǎn)化的現(xiàn)狀已有比較深刻的認(rèn)識(shí)和危機(jī)意識(shí)。

上圖為目前國內(nèi)IGBT企業(yè)分布圖