集微網(wǎng)消息，在“碳達(dá)峰、碳中和”的大趨勢下，新能源市場、變頻家電、工業(yè)控制等行業(yè)加速發(fā)展將推動(dòng)被譽(yù)為電力電子行業(yè)“CPU”的IGBT市場持續(xù)高速增長。同時(shí)“十四五”規(guī)劃明確將IGBT列為未來重點(diǎn)攻關(guān)技術(shù)之一，市場和政策雙加持迅速推動(dòng)著國內(nèi)IGBT行業(yè)的國產(chǎn)化進(jìn)程。
成立于2014年的功率半導(dǎo)體設(shè)計(jì)公司深圳尚陽通科技，在超級結(jié)MOSFET等功率半導(dǎo)體和電源管理市場上打下了堅(jiān)實(shí)的客戶基礎(chǔ)，并以此為契機(jī)亮劍IGBT賽場，迅速推出覆蓋650V-1200V應(yīng)用的系列IGBT產(chǎn)品。
IGBT新興應(yīng)用層出不窮，器件優(yōu)化目標(biāo)迫在眉睫
IGBT是由BJT和MOSFET組成的復(fù)合功率半導(dǎo)體器件，既具備MOSFET的開關(guān)速度高、輸入阻抗高、控制功率小、驅(qū)動(dòng)電路簡單、開關(guān)損耗小的優(yōu)點(diǎn)，又有BJT導(dǎo)通電壓低、通態(tài)電流大、損耗小的優(yōu)點(diǎn)，在高壓、大電流、高速等方面有突出的產(chǎn)品競爭力，已成為電力電子領(lǐng)域開關(guān)器件的主流發(fā)展方向，在軌道交通、消費(fèi)電子、智能電網(wǎng)、航空航天等領(lǐng)域被廣泛使用。
各國節(jié)能減排政策背景下，新能源汽車、新能源發(fā)電、工業(yè)控制、變頻白色家電等節(jié)能產(chǎn)品市場規(guī)模不斷擴(kuò)大。中國也正大力推動(dòng)以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，其中新能源發(fā)電、柔性輸配電、儲(chǔ)能、用電等各個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成未來的能源互聯(lián)網(wǎng)，這些新興應(yīng)用的蓬勃發(fā)展推動(dòng)IGBT市場的高速增長。
尚陽通指出，IGBT器件除了在新能源汽車中使用量不斷增加，仍然不斷有更多新的應(yīng)用場景出現(xiàn)。例如今年來比較火爆的便攜式儲(chǔ)能，可以作為家庭及戶外的應(yīng)急電源或后備電源使用；由MOS或傳統(tǒng)機(jī)械器件替換為IGBT的應(yīng)用場景，例如高頻電源中部分MOS可以替換為IGBT器件，IGBT器件替代傳統(tǒng)機(jī)械器件等；SiC方案需要降本，也可以用IGBT器件來替換SiC器件。這些場景通過使用IGBT器件，使得客戶原有方案在特定的應(yīng)用需求下，得到額外的性價(jià)比方案。應(yīng)用市場的快速壯大也對IGBT器件提出更多新的需求。尚陽通指出，在降低通態(tài)損耗、降低開關(guān)損耗、提高穩(wěn)健性，減少短路和雪崩擊穿等方面均是業(yè)內(nèi)致力于優(yōu)化的目標(biāo)。首先，IGBT仍然不斷向高壓產(chǎn)品擴(kuò)展，從當(dāng)前的1200V到1700V、3300V器件是業(yè)內(nèi)努力的方向；其次，器件電流密度不斷提高，需要在IGBT器件設(shè)計(jì)和制造工藝兩方面繼續(xù)改善，通過優(yōu)化晶胞間距尺寸等在更小的單位面積上實(shí)現(xiàn)更大的電流；最后就是安全工作區(qū)和長期可靠性要求不斷提高，以適應(yīng)更惡劣的應(yīng)用環(huán)境。國產(chǎn)IGBT廠商奮起直追，尚陽通勢如破竹面對巨大的市場前景，國內(nèi)IGBT市場長期以來卻由英飛凌、三菱、富士電機(jī)、安森美、ABB等國際廠商所壟斷，尤其中高端MOSFET及IGBT主流器件市場上，90%主要依賴進(jìn)口。可喜的是近些年來，功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在國家政策的扶持下慢慢地由低端產(chǎn)品開始向高端產(chǎn)品進(jìn)行國產(chǎn)化替代演變，國內(nèi)涌現(xiàn)出眾多優(yōu)秀的企業(yè)。尚陽通從成立之初就定位于做差異化的產(chǎn)品，通過超一流的工藝開發(fā)和IC設(shè)計(jì)能力，尚陽通推出一系列能夠?qū)?biāo)一線國際廠商的產(chǎn)品，并積極布局5G、云計(jì)算等新興市場，針對這些市場積極研發(fā)SJ MOSFET和SGT MOSFET，獲得了眾多客戶一致認(rèn)可。在持續(xù)優(yōu)化MOSFET性能的同時(shí)，立足于MOSFET領(lǐng)域積累的成功經(jīng)驗(yàn)和優(yōu)質(zhì)客戶群，尚陽通積極挺進(jìn)IGBT賽道，緊跟市場潮流研發(fā)貼合應(yīng)用需求的IGBT產(chǎn)品。通過不斷的技術(shù)研發(fā)和迭代，目前尚陽通IGBT產(chǎn)品已經(jīng)演進(jìn)到第二代，電流密度得以大幅提升，研發(fā)中的第三代IGBT將繼續(xù)提高電流密度、擴(kuò)展電流和電壓等級范圍，同時(shí)提升IGBT產(chǎn)品化能力。隨著技術(shù)的演進(jìn)和優(yōu)化，尚陽通IGBT產(chǎn)品已逐漸進(jìn)入汽車電子（如充電樁、車載電源）、電機(jī)驅(qū)動(dòng)（如變頻器）、電池管理、光伏逆變等應(yīng)用。尚陽通在IGBT領(lǐng)域的優(yōu)勢顯而易見。首先，相比國內(nèi)同行，公司的產(chǎn)品布局更廣泛，在大電流、大電壓方向規(guī)劃了系列型號(hào)，規(guī)格不斷完善，封裝形式也在不斷補(bǔ)足，產(chǎn)品已經(jīng)得到客戶大批量的使用，反饋十分不錯(cuò)。第二，尚陽通從成立起就基于晶圓自主設(shè)計(jì)功率器件，因此具有IGBT管芯的所有知識(shí)產(chǎn)權(quán)。第三， IGBT器件代工基于國內(nèi)先進(jìn)的功率器件代工廠，工藝和技術(shù)代更接近于世界一流廠商的水平。最后，尚陽通定位于相對高端的市場客戶，比如高頻電源、光伏逆變器等市場，競爭相對較少，產(chǎn)品毛利也更高。隨著性能不斷提升，IGBT器件應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展到更寬的范圍，除了工業(yè)應(yīng)用，在許多其他功率變換系統(tǒng)中，也開始取代大功率雙極晶體管（GTR）、MOSFET，甚至出現(xiàn)替代門關(guān)斷晶閘管（GTO）等產(chǎn)品的趨勢。在這方面，尚陽通IGBT產(chǎn)品可以替代傳統(tǒng)MOS，帶來成本和性能的雙贏。廣闊的市場空間，再加上國產(chǎn)替代趨勢和汽車行業(yè)缺芯潮，更為國產(chǎn)IGBT廠商插上騰飛的翅膀。功率器件承擔(dān)著汽車電氣化進(jìn)程中控制動(dòng)力系統(tǒng)的任務(wù)，其關(guān)鍵性能很大程度上決定著新能源汽車的發(fā)展。同時(shí)由于車載的特殊環(huán)境，對功率器件的要求也變得更加苛刻。過去汽車廠商對于車載半導(dǎo)體的驗(yàn)證流程和驗(yàn)證周期都十分嚴(yán)苛，在當(dāng)前特殊時(shí)期，他們會(huì)在保證完整的驗(yàn)證流程的情況下適當(dāng)縮短驗(yàn)證周期，加速了國產(chǎn)IGBT等器件的導(dǎo)入過程。“更大的轉(zhuǎn)變是，當(dāng)前車廠有著萬分的意愿采用國產(chǎn)半導(dǎo)體器件，甚至主導(dǎo)找上門溝通，這是以前從未有過的。這對我們供應(yīng)商來說是千載難逢的導(dǎo)入機(jī)會(huì)。”尚陽通強(qiáng)調(diào)，“在車用IGBT器件方面，尚陽通對產(chǎn)品更高的工作結(jié)溫、更高的功率密度、更高的產(chǎn)品一致性和可靠性等方面都有著嚴(yán)格的把控。同時(shí)基于客戶和市場的真實(shí)需求，隨時(shí)可以準(zhǔn)備好車規(guī)認(rèn)證和產(chǎn)品導(dǎo)入。”未來，尚陽通將堅(jiān)定地向更先進(jìn)的工藝、更全面的產(chǎn)品規(guī)格、更廣泛的應(yīng)用和客戶布局。借此在時(shí)代賦予的發(fā)展窗口期，依托市場需求不斷優(yōu)化技術(shù)，提供高可靠、高性價(jià)比的產(chǎn)品，滿足客戶快速發(fā)展的需求。
