赛晶科技发布首款自研IGBT芯片

        IGBT应用非常广泛,渗透到工作生活的方方面面,小到家电、大到飞机、舰船、交通、电网、风电光伏等战略性产业,被形象地称为电力电子行业里的“CPU“。IGBT,学名称为“绝缘栅双极型晶体管” (Insulated Gate Bipolar Transistor),是一种驱动功率小、饱和压降低的功率半导体,既然是半导体,与我们熟知的芯片一样,目前,我国在该领域仍存在“卡脖子”的现象。

        正如某风电行业人士所言,过去两年来,新能源行业呈现一个井喷式、爆发式的增长,但整个产业链供应能力不足,例如叶片、滚动轴承、IGBT等,存在一定程度上的“短板”。

        可喜的是,国内厂商已经在国产替代之路上迈开了步伐。

        9月28日,港股上市的赛晶科技(580.HK)首发了自主研发的国产IGBT芯片及模块产品,引起了业内的广泛关注与热议。

        一、国产替代已是大势所趋

        上述人士表示,全球范围来看,许多行业都会应用到变流器,例如新能源产业、光伏产业、汽车产业等等,而IGBT芯片/模组则是变流器的核心器件。大概在十五年前,无论是变流器的厂商,还是IGBT芯片/模组均以进口为主。尽管后来变流器开始国产化,但核心器件IGBT仍是以进口为主,以德国、日本居多。

        IGBT国产替代已是各相关产业的大势所趋,从全国各产业发展来看,对IGBT需求迫切。相关数据显示,虽然目前市场规模只有200多亿,但随着清洁能源、新能源汽车等的发展,未来市场规模将呈爆发式增长。

        市场前景的广阔,也让国内众多厂商嗅到了商机。但在该领域,目前的市场份额基本被英飞凌、三菱、富士等国外巨头垄断。我们所处的现实是,中国功率半导体市场占世界市场的50%以上,却有超过90%的高档IGBT芯片依赖进口。

 

        二、在此背景下,国产替代迫在眉睫。

        由于IGBT并非一个暴利行业,属于“投资风险大、回报率相对较小的产业”,所以国产替代并非企业的单打独斗所能完成的,需要整个产业链的协同以及政策支持。

        “IGBT产业的发展在接受政策扶持的同时,也需要产业链各个环节的‘包容’。IGBT产品在国产化进展中一定会存在问题,只有产业链各环节通力协作,才能帮助IGBT企业能够快速迭代产品,改进设计,用几年时间来提高成品率与良品率。”上述人士指出,在我国IGBT领域,做学术理论的人才居多,实践性的人才偏少,IGBT发展离不开产学研合作。目前国内市场上,IGBT主要是引用国际当下或过去几年的技术,如果我们要发展自身产业,就自然不能一直在引进别人的技术,我们需要科研院所在基础技术上进行突破,来支撑整个IGBT产业的健康发展。

        赛晶电力电子董事会主席项颉也表达了类似观点:“首先,做IGBT需要很强的科研能力,包括科研人员的经验,这不是一时半刻就能有的,需要一群人经年累月的埋头研究。全世界的IGBT技术精英就那么数得着的几十个,集中前几的几家企业。换一句话说,IGBT不是有钱就能砸出来的!第二是我国IGBT产业起步晚,各方面的积累不够。国际上很多企业很早就开始做这个了,国内市场现在增速很快,但想要后来居上,需要一定时间。”

 

        三、国内企业纷纷布局

        随着新能源产业、电动汽车产业等多个产业链下游应用的快速发展,催生国产IGBT制造氛围,但留给国内厂商的时间已经不多。以国内光伏产业为例,中国已经走在世界的前列,可以称作中国的一张“靓丽名片”,但是在核心的电流转换器逆变器方面,仍与国际大厂存在差距,主要体现在功率半导体、集成电路等器件上仍是以进口为主,以德企、日企、美企等为代表。

        特变电工西安电气科技有限公司总工程师周洪伟称,与国外企业相比,我国的IGBT产业还是具有一定差距的。政府对于IGBT国产化应用有很大力度的支持,可以看到国内许多厂商正在研发IGBT,而且有许多产业链终端用户也在支持国产IGBT产品。无论是政府、企业还是下游用户,都在推动IGBT国产替代进程。

        与光伏行业类似,风电行业也存在市场规模大,核心器件“卡脖子”的现象。

        天津瑞能电气技术部经理陈海彬亦称,目前困扰风电产业产业链国产化的难点还是集中在核心器件,例如芯片,功率半导体、高性能材料等等,其中IGBT是重中之重,需求迫切。

        远景能源变流器电气总监温进表示,目前,光伏风电两个产业所运用的核心器件仍依赖国际厂商,例如德企与日企,存在市场垄断。因为垄断的特征,所以国内企业在核心器件的实际运用过程中,遇到的难题或产生的特殊需求并不能及时从国际企业那边得到解决与满足,由此,促进IGBT国产化,有助于这些现象迎刃而解。

        比如在定制化方面,国际厂商所运用的技术是通用技术,是标准化的,并不专门针对某个行业,所以提供不了好方案。但国内厂商随着在IGBT的深耕,形成长期积累与自己的市场判断,可以根据应用企业特定的使用场景做优化调整,或定制研发,以适应多元需求。譬如,一些风电项目有的时候会面临紧急交付的情况,若过度依赖外部企业,就容易出现“项目卡顿”的情况发生,我们自主研发或联合研发的IGBT产品就可以减少这一现象发生的可能。

        “我们天津瑞能也会做一些IGBT的布局。从我们企业来讲,中车半导体、斯达半导体、赛晶半导体是平等的,因为我们会基于产品性能来择优储备。”陈海彬说,“对于赛晶科技年底发布的IGBT新品,它是建立在ABB半导体技术上的,我是很看好的。我认为,赛晶科技是一个很好的合作伙伴,而且我很希望赛晶科技可以将ABB在高压、直流输电方面的技术与经验延用、继承下来。”

 

来源:21ic中国电子网