Halvledarprodukter kan delas in i integrerade kretsar, diskreta enheter och andra kategorier, bland vilka halvledarkraftenheter är en viktig del av diskreta enheter. Diskreta enheter hänvisar till de grundläggande kretselementen med en enda funktion, som huvudsakligen förverkligar bearbetning och omvandling av elektrisk energi. Diskreta enheter inkluderar främst effektdioder, effekttransistorer, tyristorer, MOSFET, IGBT och andra produkter. Bland dem är den nuvarande marknaden mer bekymrad och volymen är relativt stor är IGBT.
& quot; IGBT" står för isolerad grind bipolär transistor. IGBT -modul är en modulär halvledarprodukt som förpackas av IGBT -chip och FWD (freewheeling -diodchip) genom en specifik kretsbrygga. IGBT -modulen har egenskaper som energibesparing, bekväm installation och underhåll och stabil värmeavledning. För närvarande är de flesta modulprodukter som säljs på marknaden sådana modulprodukter. I allmänhet hänvisar IGBT också till IGBT -modulen.
IGBT är kärnanordningen för energiomvandling och överföring, allmänt känd som" CPU" av kraftelektroniska enheter. Användningen av IGBT för strömkonvertering kan förbättra effektiviteten och kvaliteten på strömförbrukningen. Den har egenskaperna hög effektivitet och energibesparing och grönt miljöskydd. Det är att lösa problemet med energibrist och minska kol. Den viktigaste stödjande tekniken för utsläpp.
Den nuvarande utvecklingsriktningen är främst strukturella förändringar, liksom förbättring av teknik för kiselskiva, förpackningsteknik etc. Utvecklingstrenden är att minska förluster och minska produktionskostnaderna. För närvarande ligger kiselbaserade halvledarmaterial nära sina fysiska gränser under sina materialegenskaper. Tredje generationens sammansatta halvledarmaterial har snabbt kommit in i industrialiseringsprocessen. Beredning, tillverkningsprocess och enhetsfysik för halvledarmaterial med bredbandsmätning som representeras av SiC och GaN utvecklas snabbt.
02 Marknad för kraftenheter
Halvledarmarknaden i sig är väldigt het, men kraftenheter är mer populära än halvledare. Kärnan är tillverkad i Kina 2025 och är kraftenheter. Som en nationell strategisk framväxande industri används IGBT i stor utsträckning inom järnvägstransitering, smart grid, flyg, elektriska fordon och ny energiutrustning.
Inom nya energibilar: IGBT -moduler står för nästan 10% av kostnaden för elfordon och cirka 20% av kostnaden för laddning av högar. Inom nya energifordon används den huvudsakligen i A) elektrisk styrsystem högeffekts DC/AC (DC/AC) inverter för att driva bilmotorn; B) luftkonditioneringssystem för bilar med låg effekt DC/AC (DC/AC) inverter, använd IGBT och FRD med mindre ström; C) IGBT -modulen i laddningshögens intelligenta laddningshög används som omkopplingselement.
Smart nätfält: Tillämpligt på kraftproduktionssidan, likriktare och växelriktare vid vindkraftsproduktion och solcellsgenerering kräver alla användning av IGBT -moduler. Vid överföringsänden kräver FACTS flexibel överföringsteknik i UHV DC -överföring en stor mängd kraftenheter som IGBT. I transformatoränden är IGBT en nyckelkomponent i den kraftelektroniska transformatorn (PET). Konsumenter, vit hushållsel, mikrovågsugnar, LED -belysningsdrivrutiner etc. har alla en stor efterfrågan på IGBT.
Järnvägstransitfält: elektronik för vanlig kraft för dragkraftsomvandlare för järnvägstransporter och olika hjälpomvandlare.
Experter uppskattar att hela IGBT -marknaden kommer att ligga på cirka 10 miljarder dollar 2020, med en sammansatt årlig tillväxttakt på över 15%. Utländska företag som utvecklar IGBT -enheter inkluderar främst Infineon, ABB, Mitsubishi, Ximen Kang, Toshiba och Fuji. Kinas&kraftmarknad för halvledare står för mer än 50% av världsmarknaden, men på den mellanliggande till högklassiga MOSFET- och IGBT-marknaden för vanliga enheter är 90% huvudsakligen beroende av import, som i princip är monopoliserad av utländska, europeiska, amerikanska och japanska företag.
IGBT har ett mycket brett spektrum av spänningar, från 400V till 6500V. Därför är det svårt för tillverkare att monopolisera en marknad. De flesta tillverkare väljer sina egna kompetensområden.
Infineon, Mitsubishi och ABB har en absolut fördel inom industriella IGBT: er med spänningsnivåer över 1700V; de är nästan monopoliserade inom högspännings-IGBT-teknik med spänningsnivåer över 3300V. Ximenkang, Fairchild, etc. har en fördelaktig position när det gäller konsument -IGBT: er med spänningsnivåer på 1700V och lägre.
03 Industriell distribution och viktiga företag
Under de senaste åren har Kinas' s IGBT -industri bildat en komplett IGBT -industrikedja av IDM -läge och gjuteriläge, och processen för lokalisering av IGBT har accelererat. Brett bandgapmaterial representerat av SiC och GaN har fördelen att bryta igenom prestandagränserna för traditionella kiselanordningar. , Det är mycket strategiskt och framåtblickande. Den tekniska barriären ligger i beredningen av material, och det tekniska gapet mellan inhemsk och utländsk teknik minskar ständigt.
Ur det inhemska perspektivet är Bohai Sea Rim Peking och Tianjin. Beijing Yizhuang har insett samlingen av SMIC, North China Innovation, Verizon, Infineon, Chipone North, Huazhuo Jingke och andra företag, öppnar uppströms och nedströms för industrikedjan och bildar den kompletta integrerade kretsindustrikedjan av komponenter och material, design, etc. samlar nästan hundra uppströms och nedströms företag, och det finns också några gjuterier i Tianjin. Det finns bara Xi' an i väst, Xi' an har Xinpai, Aipark, Yongdian och så vidare.
Den starkaste är i Jiangsu -provinsen, koncentrerad till Wuxi och Suzhou, särskilt Wuxi. Whampoa Military Academy, känd som China' s integrerade krets, har redan utvecklat många komponenter, oavsett om det är ett gjuteri eller ett designföretag, många av dem finns i Wuxi. Shenzhen är starkare på applikationssidan för kraftenheter, och några små gjuterier har också börjat tillverka kraftenheter.
Zhuzhou CRRC Times Electric: Det enda inhemska företaget som oberoende behärskade höghastighetstågets IGBT-chip och modulteknik, med fokus på 1200V-6500V högspänningsmoduler, byggde sin egen halvledar-affärsenhet IGBT-park, med IGBT-chiplinjer och stödmodul förpackningslinjer.
BYD: Fokus på IGBT-moduler av industriell kvalitet och IGBT-moduler i bilar, med en marknadsandel på 18% 2019, näst efter Infineon. Under 2020 kommer halvledarverksamheten att integreras och" BYD Semiconductor Co., Ltd." kommer att upprättas. Det är planerat att andelen externt utbud av IGBT kommer att överstiga 50%. År 2020 startas IGBT-projektet med en total investering på 1 miljard yuan i Changsha, och en produktionslinje med en årlig produktion på 250 000 8-tums skivor kommer att utformas.
Silan Micro: en ledande inhemsk tillverkare av IGBT-produkter, främst 300-600V genomgående IGBT-process, 1200V icke-hålslagning IGBT-process, är ett av få inhemska företag som har utvecklats från ett rent chipdesignföretag till en IDM -modellen (design Integrerad med tillverkning) är ett omfattande halvledarproduktföretag med sin huvudsakliga utvecklingsmodell. En av de marknader som företagets' s IGBT-produkter riktar sig mot är det vita energifältet i konsumentkvalitet.
Jilin China Micro: Integrering av IGBT -design, bearbetning, förpackning och testning, det finns flera separata enheter för halvledare och IC -produktionslinjer, de fem bästa inhemska halvledarenheterna och det första börsnoterade företaget inom detta område.
Zhonghuan: Huvudverksamheten är produktion och försäljning av separata halvledarutrustningar, monokristallint kisel och kiselskivor. Under 2015 har IGBT för konsumentelektronik massproducerats, högspännings-IGBT-enheter utvecklas fortfarande och energibesparande kraftenheter kan användas för laddning av högar.
Xi' en Yongdian: 1200V-6500V/75A-2400A högspänningsmodul, främst för högspänningsfält som järnvägstransitering och smart nät
Zhongke Junxin: Ett kinesiskt-utländskt joint venture-företag med fokus på forskning och utveckling av elektroniska chips som IGBT och FRD. Det är det enda inhemska företaget som fullt ut behärskar 650V-6500V IGBT-chip med högspänning för elektromagnetisk induktionsuppvärmning, hushållsapparater för frekvensomvandling, omriktarsvetsmaskiner, industriella växelriktare, Ny energi och andra områden. Det är det första inhemska företaget som utvecklar teknik för avskiljning av grävporten och uppnår massproduktion.
Jiejie Microelectronics: Inom hushålls -halvledarenheter, tyristor -enheter och chip -chip IDM (integrerade komponenttillverkare, det vill säga täcker hela chipindustrikedjan, integrerar chipdesign, tillverkning, förpackning och testning) halvledartillverkare. De huvudsakliga affärsenhetens halvledaranordningar stod för 49,92%och krafthalvledarchipsen för 35,11%.
Star Semiconductor: Den åttonde största IGBT -modulleverantören i världen, och det enda kinesiska företaget som har tagit sig in i' s TOP10 -ranking. Huvudverksamheten är design, utveckling och produktion av IGBT-baserade krafthalvledarchips och moduler och försäljning i form av IGBT-moduler. IGBT -chipet och det snabba återhämtningsdiodchippet som oberoende utvecklats och designats av företaget är ett av företagets &: s kärnkonkurrenskraft.
04 Investeringstrender
På grund av den heta IGBT -marknaden investerade Tysklands' s Infineon Technology, som har den största globala andelen, 1,6 miljarder euro för att bygga en ny fabrik i Österrike, som förväntas tas i drift i slutet av 2021 . ON Semiconductors fabrik i New York kommer att investera 430 miljoner dollar i slutet av 2022. Toshiba kommer att investera cirka 80 miljarder yen för att öka produktionskapaciteten år 2023, och Fuji Electric kommer också att investera 120 miljarder yen hemma och utomlands år 2023.
Silan Micro' s 12-tums karakteristiska process halvledartillverkning tillverkning produktionslinjeprojekt har just satts i produktion, och den andra fasen på 12 miljarder är på väg. Star Semiconductor planerar att investera 229 miljoner yuan för att bygga ett fullständigt industrialiseringsprojekt för kiselkarbidmoduler i Jiaxing. China Resources Micro har för avsikt att bygga ett kraftpaket för halvledarförpackningar och testbaserade projekt för att lägga fram avancerade halvledarförpackningar för produktionslinjer. Yangjie Technology höjde 1,5 miljarder yuan för att investera i halvledarflisförpackningar och testprojekt. Wingtech' s totala investeringar på 10 miljarder Wuxi ODM smarta superfabriker och R& D-center och Shanghai Lingang 12-tums automobilkvalitets halvledare automatiserade skivstillverkningscenter med en total investering på 12 miljarder. Dessutom har företag som Nitrogen Silicon Technology, Ugallium Technology, Zhizhan Technology, Chaoxinxing Semiconductor, Tongguang Crystal och Zhanxin Electronics alla fått finansiering av olika storlekar.
Många inhemska börsnoterade företag har också officiellt meddelat att de kommer att gå in på IGBT -marknaden och öka IGBT -verksamheten. Till exempel har Taiji -aktier byggt en förpacknings- och testlinje, investerat i Puluan Semiconductor och implementerat IGBT -chipdesign och gjuterirelaterade företag.