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国内IGBT产业链主要公司一览

Date: 2018-06-06
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IGBT是功率半导体器件第三次技术革命的代表性产品,具有高频率、高电压、大电流,易于开关等优良性能,被业界誉为功率变流装置的“CPU”,广泛应用于轨道交通、航空航天、船舶驱动、智能电网、新能源、交流变频、风力发电、电机传动、汽车等强电控制等产业领域。随着以轨道交通为代表的新兴市场兴起,中国已经成为全球IGBT最大需求市场。


国内IGBT产业链主要公司一览

IGBT按电压分布应用领域

来源:SITRI产业研究搜集整理


IGBT技术发展史

从上世纪80年代至今,IGBT经历了六代技术的发展演变,这个过程是很艰苦的,面对的是大量的结构设计调整和工艺上的难题。

国内IGBT产业链主要公司一览

IGBT从第一代到第六代的演变发展进程

来源:SITRI产业研究搜集整理


国内IGBT产业链主要公司一览

IGBT技术发展历史

来源:内部资料


回顾IGBT的发展历程,其主要从三方面发展演变:

(1)器件纵向结构:非穿通型(NPT)结构→拥有缓冲层的穿通型(PT)结构→场终止型(FS)、软穿通型(SPT)结构

(2)栅极结构:平面栅结构→垂直于芯片表面的沟槽型结构

(3)硅片的加工工艺:外延生长技术→区熔硅单晶

纵观全球市场,IGBT主要供应厂商基本是欧美及日本几家公司,它们代表着目前IGBT技术的最高水平,包括德国英飞凌、瑞士ABB、美国IR、飞兆以及日本三菱、东芝、富士等公司。其IGBT技术基本发展到第六代技术产品,IGBT产品覆盖了600-6500V/2-3600A全线产品。在高电压等级领域(3300V以上)更是完全由英飞凌、ABB、三菱三大公司所控制,在大功率沟槽技术方面,英飞凌与三菱公司处于国际领先水平。


国内IGBT产业链主要厂商

我国的IGBT厂商主要包含IDM厂商株洲中车时代电气、深圳比亚迪、杭州士兰微、吉林华微、中航微电子、中环股份等;模组厂商西安永电、西安爱帕克、威海新佳、江苏宏微、嘉兴斯达、南京银茂、深圳比亚迪等;芯片设计厂商中科君芯、西安芯派、宁波达新、无锡同方微、无锡新洁能、山东科达等;芯片制造厂商华虹宏力、上海先进、深圳方正微、中芯国际、华润上华等。


国内IGBT产业链主要公司一览国内IGBT产业链主要公司及主要产品

来源:SITRI产业研究搜集整理


在电压结构中,仍然以600-1200V IGBT产品所占比重最大,占整个市场绝大部分市场份额。600V以下的产品主要应用在消费电子领域中,1200V以上的IGBT产品应用在高铁、动车、汽车电子及电力设备中。


国内IGBT技术进展

近几年国内IGBT技术发展也比较快,国外厂商垄断状况逐渐被打破,已取得一定的突破。主要亮点有:

中车集团的株洲时代电气已建成全球第二条、国内首条8英寸IGBT芯片专业生产线,具备年产12万片芯片、并配套形成年产100万只IGBT模块的自动化封装测试能力,芯片与模块电压范围实现从650V到6500V的全覆盖。


中车集团的西安永电电气有限责任公司生产的6500V/600A IGBT功率模块已成功下线,使其成为全球第四个、国内第一个能够封装6500V以上电压等级IGBT的厂家。


上海北车永电电子科技有限公司与上海先进半导体制造股份有限公司联合开发的国内首个具有完全知识产权的6500V高铁机车用IGBT芯片通过高铁系统上车试验,实现产品化应用,技术达到世界先进水平,标志着国内机车用高压、大电流6500V IGBT芯片设计、芯片工艺研发制造技术的重大突破,特别是攻克了6500V IGBT关断安全工作区,短路工作区等关键技术瓶颈。

华润上华和华虹宏力基于6英寸和8英寸的平面型和沟槽型1700V、2500V和3300V IGBT芯片已进入量产。


深圳比亚迪微电子有限公司、国家电网与上海先进半导体制造股份有限公司建立战略产业联盟,将具有自主知识产权的IGBT核心关键技术和半导体芯片制造技术进行“强强联合”,共同打造IGBT国产化产业链。2015年8月,上海先进半导体正式进入比亚迪新能源汽车用IGBT的供应链。


2015年底,中车株洲所旗下时代电气公司与北汽集团旗下的北汽新能源签署协议,全面启动汽车级IGBT、电机驱动系统等业务的合作,并宣布未来共同打造自主新能源汽车品牌。这被业界视为高铁技术与汽车行业的一次深度“联姻”,有望推动IGBT等汽车半导体产业的国产化进程。


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