IGBT即絕緣柵雙極型晶體管,是工業(yè)控制及自動化領(lǐng)域能源變換和傳輸?shù)暮诵脑骷?。在如日中天的新能源汽車中,IGBT以較高價值成為整個動力系統(tǒng)中含金量最高的元件。
近年我國IGBT下游應(yīng)用廣泛,需求逐步擴大。加之全球能源緊缺現(xiàn)況和國際市場供貨緊張影響,車規(guī)芯片的國產(chǎn)替代就顯得至關(guān)重要。以下將按照發(fā)展背景、最新動態(tài)以及第三代半導(dǎo)體材料碳化硅發(fā)展現(xiàn)狀對國內(nèi)IGBT產(chǎn)業(yè)鏈主要企業(yè)進行年度盤點。
近年來,國家政策、技術(shù)研發(fā)、新能源汽車的高速發(fā)展以及我國企業(yè)的積極推動等多方合力下,我國IGBT迎來新發(fā)展契機。
政策上,盡管中國企業(yè)與世界龍頭差距較大,但我國對于推動國產(chǎn)IGBT發(fā)展的決心明顯。2021年3月11日,第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱要發(fā)布,鼓勵半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2020年9月,國家發(fā)改委等四部門聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于擴大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)投資 培育壯大新增長點增長極的指導(dǎo)意見》,明確提出要“聚焦新能源裝備制造卡脖子問題,加快IGBT等核心技術(shù)部件研發(fā)”。
在技術(shù)層面,IGBT芯片發(fā)展至今,經(jīng)歷了一系列的迭代過程,包括從PT向NPT,再到FS的升級,以及IEGT、CSTBT和MPT的引入等,都使得IGBT器件性能更優(yōu)。加之近年“芯片荒”的爆發(fā)和第三代半導(dǎo)體SiC的崛起,讓中國企業(yè)得到了千載難逢的發(fā)展良機。
需求方面,新能源汽車是IGBT發(fā)展的重要推手,而中國是世界上最大的新能源汽車市場。全球市場研究機構(gòu)TrendForce集邦咨詢研究顯示,2021年前三個季度(1~9月)新能源車市場銷量(包含BEV 及PHEV)共計達420萬輛。據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計,2020年1~11月中國新能源汽車銷量已達299萬輛,約占全球新能源汽車的五成。
在政策、技術(shù)、以及需求的多重推動下,比亞迪半導(dǎo)體、中車時代電氣、斯達半導(dǎo)、士蘭微等國產(chǎn)半導(dǎo)體企業(yè)紛紛加大力度投資IGBT產(chǎn)業(yè)。目前,國內(nèi)企業(yè)在IGBT芯片設(shè)計、晶圓制造、模塊封裝等整個產(chǎn)業(yè)鏈基本都已有布局,甚至在工業(yè)領(lǐng)域以及部分細分領(lǐng)域,國產(chǎn)化率已經(jīng)達到50%以上。
整體來看,中國IGBT產(chǎn)業(yè)鏈正逐步具備國產(chǎn)替代能力。萬事俱備,東風已至,屬于中國車規(guī)芯片企業(yè)的時代正在到來。
近年,中國本土企業(yè)的IGBT芯片和模塊,特別是車用產(chǎn)品步入快車道,呈現(xiàn)出集體爆發(fā)的態(tài)勢。以下將按照IDM、設(shè)計、制造、模組分類盤點國內(nèi)IGBT產(chǎn)業(yè)鏈主要企業(yè),并展示其最新成果。

△ Source:全球半導(dǎo)體觀察根據(jù)公開信息整理
無論是技術(shù)突破,還是實現(xiàn)量產(chǎn),或是項目開工、企業(yè)并購,以上廠商都是聚焦IGBT產(chǎn)品市場,體現(xiàn)出了該市場的火爆程度。
目前,新能源車帶動功率半導(dǎo)體市場需求快速擴容,業(yè)界認為,SiC功率器件或?qū)⑷〈鶬GBT應(yīng)用到中高端新能源汽車中,其發(fā)展軌跡將會沿Si IGBT—SIC MOSFET替代發(fā)展。
隨著SiC器件生產(chǎn)工藝和技術(shù)日趨成熟,目前,“性價比”是阻礙SiC取代IGBT的最大難題。據(jù)悉,SiC功率器件的成本約為硅基IGBT的3-5倍。規(guī)模應(yīng)用是推動SiC成本迅速下降的關(guān)鍵,未來伴隨SiC產(chǎn)能的逐漸釋放,成本有望下降至硅基IGBT的2倍左右。
我國企業(yè)對于SIC的看好有跡可循。比亞迪自2020年起已經(jīng)成功在漢EV上使用其自主研發(fā)的SiC模塊。到2020年為止,豐田旗下的新能源汽車已全面使用碳化硅。而蔚來汽車表示未來也將陸續(xù)采用。
根據(jù)TrendForce集邦咨詢分析,2025年,預(yù)估SiC功率市場規(guī)模將達33.9億美元,年復(fù)合成長率達38%,其前三大應(yīng)用分別為新能源車、光伏及儲能、充電樁,其中新能源車占比將達61%。

因此,在產(chǎn)能擴張的2021年和剛剛到來的2022年,SiC儼然成為了必爭之地。以下是對國內(nèi)IGBT產(chǎn)業(yè)鏈主要企業(yè)SIC布局的盤點。

△ Source:全球半導(dǎo)體觀察根據(jù)公開信息整理
總體而言,SiC賽道火熱,頗受市場青睞,有望成為國企彎道超車的重要助推器。誰能在未來的發(fā)展中拔得頭籌?在一眾車企的不懈發(fā)力下,汽車SiC領(lǐng)域正打開新一輪競爭局面。
封面圖片來源:拍信網(wǎng)