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爱集微APP|【芯观点】行业龙头英飞凌加码、比亚迪跑步入场，IGBT究竟有多香？( 二 )


除了斯达半导体 ， 国内在IGBT领域在国际上排得上号还有杭州士兰微 。 成立于1997年的士兰微属于功率半导体IGBT领域IDM类厂商 ， IDM模式是IGBT生产制造的主流趋势 ， 近十年来 ， 士兰微电子在高压电源电路、MEMS传感器、电力电子器件在内的产品技术领域走特色工艺和产品技术紧密互动的模式 ， 已具备了持续的工艺技术和器件结构开发能力 ， 已能做到特色工艺技术和产品技术的持续进步 。
除了以上两家 ， 值得关注的是比亚迪半导体也早于几年前开始跑步入场IGBT领域 。 比亚迪半导体是比亚迪半导体比亚迪集团旗下的独立子公司 ， 是国内第一家自主研发、生产车用IGBT芯片并成功大批量应用的IDM企业 ， 其业务涵盖封装材料、芯片设计、封装、测试及应用全产业链 。 从2005年开始 ， 比亚迪半导体就开始涉足IGBT ， 四年后 ， 比亚迪半导体自研的IGBT 1.0芯片成功通过中国电器工业协会电力电子分会组织的科技成果鉴定 。2012年 ， IGBT 2.0芯片问世 ， 基于这款芯片 ， 比亚迪成功打造出了车规级IGBT模块 。 而在2018年 ， 比亚迪半导体成功研发出全新的车规级产品IGBT 4.0芯片 ， 成为车规级IGBT的标杆 。 据报道 ， 比亚迪IGBT芯片晶圆的产能已经达到5万片/月 ， 预计2021年可达到10万片/月 ， 一年可供应120万辆新能源车 ， 也就是相当于2019年新能源汽车销量的总数 。 从这个层面来看 ， 比亚迪在IGBT领域将前途无量 。
去年开始华为方面也传出消息称已开始自主研发IGBT器件 ， 正在从国内领先的IGBT厂商中挖人 。 华为所需的IGBT主要从英飞凌等厂商采购 ， 受中美贸易战影响 ， 华为为保障产品供应不受限制 ， 开始涉足功率半导体领域 。 据悉 ， 目前 ， 在二极管、整流管、MOS管等领域 ， 华为正在积极与安世半导体、华微电子等国内厂商合作 ， 加大对国内功率半导体产品的采购量 ， 但在高端IGBT领域 ， 由于国内目前没有厂家具有生产实力 ， 华为只能开始自主研发 。
多位巨头的加码和跟进 ， 在揭露着国内IGBT自主的短板的同时 ， 也预示着IGBT市场或将是一片蓝海 。
未来之忧
那么 ， 进入IGBT的蓝海就可以衣食无忧了吗？
目前IGBT材料是硅半导体 ， 已应用20余年 ， 其潜力基本发挥到极致 ， 最高耐压为6500伏 ， 最大电流为3600安 ， 无法实现更大突破 。 因而 ， 业内公认IGBT技术目前已接近封顶 。
但是 ， 对于半导体行业 ， 需求不是根本 ， 技术升级才是把握投资机会的主轴 ， 一旦技术发生迭代 ， 需求将不再呈现线性增长的状态 。 目前 ， IGBT在新能源车领域 ， 就遭遇了这一挑战 。 业内人士普遍认为 ， 硅基IGBT逼近材料特性极限 ， 技术升级迫在眉睫 。 所以 ， 未来碳化硅（SiC）半导体在一定领域和行业 ， 包括电动汽车 ， 会实现对硅半导体的较大替换 。
SiC和GaN是第三代半导体材料 ， 与第一二代半导体材料相比 ， 第三代半导体材料具有更宽的禁带宽度、更高的击穿电场、更高的热导率、更高的电子饱和速率及更高的抗辐射能力 ， 更适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率器件 ， 通常又被称为宽禁带半导体材料 。
与Si相比 ， SiC的导通电阻可以做的更低 ， 体现在产品上面 ， 就是尺寸降低 ， 从而缩小体积 。 在新能源汽车行业 ， 由于电池重量也比较大 ， 那么别的器件的大幅度降低对于新能源车轻量化的帮助会比较大；比如5KW左右的DC/DC用SiC来做比Si的IGBT要轻85%左右 。
不过 ， 局限SiC用途的原因是成本太高 ， 产品参数也不稳定 。 目前SiC芯片成本是IGBT的4-5倍 ， 但业界预计SiC成本三年内可以下降到2倍左右 。 因此 ， 业内也有声音认为 ， 未来随着第三代半导体的成本快速下降 ， IGBT就可能会逐步被三代半导体替代 。
事实上 ， 目前已经有厂商开始这么做了 。 2018 年 ， 特斯拉model3采用了意法半导体的24个碳化硅MOSFET模块代替了IGBT ， 对比硅基的IGBT续航可以提升5~10% ， 这也被认为是第三代半导体首先开始替代IGBT的苗头 。 无独有偶 ， 今年2月份新上市的比亚迪汉EV也搭载了比亚迪自主研发并制造的高性能SiC-MOSFET控制模块 。


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