在漲聲一片中，功率器件市場送走了2010年，即使英飛凌、三菱電機(jī)、IR、飛兆和瑞薩等企業(yè)產(chǎn)能全開，仍未緩解2009年延續(xù)至2010年的功率器件荒。作為“十二五”的開局年的2011年，功率器件供應(yīng)狀況依然緊張?！笆濉币?guī)劃中指出大力發(fā)展七大戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，其中三項，即新能源、新能源汽車、節(jié)能減排，都是以功率半導(dǎo)體器件為關(guān)鍵組件。
目前通信、汽車和家電領(lǐng)域的強(qiáng)勁增長，拉動了功率器件的需求量直線飆升。而增加產(chǎn)能牽涉資金投入、訂購機(jī)臺到貨周期、設(shè)備調(diào)試等一系列手續(xù)，上游半導(dǎo)體制造商的擴(kuò)產(chǎn)速度遠(yuǎn)跟不上市場增長，功率器件供需之間的矛盾短期內(nèi)仍難以達(dá)到平衡。英飛凌科技(中國)有限公司工業(yè)及多元化電子市場事業(yè)部電源管理市場高級工程師胡鳳平認(rèn)為，功率器件供應(yīng)緊張的情況將持續(xù)到2011年下半年才有望改善。
2005-2010年間，全球功率半導(dǎo)體市場規(guī)模年平均增長率超過15%，隨著全球經(jīng)濟(jì)逐漸回暖，功率半導(dǎo)體市場的增長速度只會更快。近年來，隨著中國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展以及國家在電力、交通及基礎(chǔ)設(shè)施的大規(guī)模投入，國內(nèi)功率半導(dǎo)體器件市場發(fā)展尤其迅速，在全球市場中所占的份額越來越大，僅大功率半導(dǎo)體器件市場規(guī)模就從2005年不到30億元猛增到2010年超過70億元，占全球市場比例超過40%。中國已成為全球最大的大功率電力電子器件需求市場。
落木源電子副總經(jīng)理陳坷 |
中國功率半導(dǎo)體器件市場容量雖大，但從產(chǎn)品來說，歐美日廠商卻占有絕對優(yōu)勢地位。落木源電子副總經(jīng)理陳坷透露，目前國內(nèi)大功率半導(dǎo)體器件國產(chǎn)化率僅為30%左右。
大功率晶閘管和整流模塊由于技術(shù)比較成熟，常規(guī)產(chǎn)品已經(jīng)可以做到完全國產(chǎn)化，在這方面國產(chǎn)產(chǎn)品還是有較強(qiáng)的競爭力的。但在一些需要大電流高電壓的領(lǐng)域，國產(chǎn)產(chǎn)品很多還停留在采用進(jìn)口芯片在國內(nèi)做后期封裝的水平，發(fā)展受到很大制約。
MOSFET和IGBT目前國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)基本是采用進(jìn)口芯片做后期封裝，還沒有真正可以批量商用的具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品。當(dāng)然，這也是國家大力支持發(fā)展的一個新興領(lǐng)域，目前國內(nèi)有幾家企業(yè)正在投重金研究自有核心技術(shù)的產(chǎn)品，相信在未來幾年內(nèi)會有長足發(fā)展。
功率半導(dǎo)體器件驅(qū)動控制芯片，這是功率器件可靠運(yùn)行的重要保障。目前市場絕大部分仍然是進(jìn)口產(chǎn)品，但國產(chǎn)產(chǎn)品已經(jīng)帶來比較驚喜的表現(xiàn)。這一部分是與國際領(lǐng)先水平技術(shù)差距最小的，在某些方面甚至超過了進(jìn)口產(chǎn)品。
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隨著國內(nèi)大規(guī)模的電網(wǎng)改造、新能源發(fā)電、鐵路建設(shè)、高速電力機(jī)車的普及，以及國家對工業(yè)、軍事以及基礎(chǔ)工程的大量投入，給中國本土電力電子事業(yè)創(chuàng)造了非常好的機(jī)遇。陳坷表示，功率器件水平?jīng)Q定著整個行業(yè)的發(fā)展水平，不僅在傳統(tǒng)器件上要做到世界領(lǐng)先，在新型大功率器件如IGBT方面也要取得突破，因此，擺在企業(yè)面前的任務(wù)相當(dāng)艱巨。
作為專注于研發(fā)功率半導(dǎo)體器件驅(qū)動控制芯片的本土企業(yè)，落木源電子在技術(shù)上足以和進(jìn)口產(chǎn)品抗衡，其中尤以IGBT驅(qū)動控制芯片在市場上得到高度認(rèn)可，甚至吸引了歐洲和日本著名的功率半導(dǎo)體廠商前來尋求合作。陳坷表示，在未來一段時間，落木源電子的一個重要計劃就是把現(xiàn)有產(chǎn)品進(jìn)一步減小體積，提高環(huán)境適應(yīng)性，為進(jìn)軍新能源汽車打下基礎(chǔ)。
“實際上，我們現(xiàn)有的產(chǎn)品已經(jīng)在不少電動汽車廠家進(jìn)行了功能測試，實驗的結(jié)果是功能及電性能方面完全滿足電動汽車的要求，但汽車級電子器件要求工作環(huán)境適應(yīng)性廣，體積更小，這比傳統(tǒng)工業(yè)級的要求高了不少。而汽車級器件對成本的要求往往又比較苛刻，因此這對我們確實是一個不小的挑戰(zhàn)?！标惪勒f道。
落木源電子的功率器件驅(qū)動控制芯片目前主要應(yīng)用在電機(jī)變頻調(diào)速、軌道牽引、大功率電源、電焊機(jī)等應(yīng)用領(lǐng)域。其中，大功率IGBT驅(qū)動芯片的出貨量已經(jīng)連續(xù)六年增長速度超過60%。陳坷預(yù)測，未來的3到5年內(nèi)，隨著國家政策扶持力度加大，下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度還會加快，國產(chǎn)功率器件的前景非常值得期待。
- 延伸閱讀：功率半導(dǎo)體器件的技術(shù)發(fā)展方向
現(xiàn)代電子技術(shù)包含兩大部分，即信息電子技術(shù)(微電子、計算機(jī)、通信等)和電力電子技術(shù)(又稱功率半導(dǎo)體技術(shù))。集成電路是信息電子技術(shù)的核心，功率半導(dǎo)體器件則是電力電子技術(shù)的核心。
一般分類將200A以上的晶閘管、25A以上的整流模塊、50A以上IGBT和MOSFET稱為大功率半導(dǎo)體器件?，F(xiàn)代大功率半導(dǎo)體器件及其控制技術(shù)正朝大電流/高壓、高頻化、集成化/智能化三個方向發(fā)展：
第一，大電流、高壓：現(xiàn)代電力電子器件正向大電流高壓方向發(fā)展，以適應(yīng)高壓領(lǐng)域?qū)﹄娏﹄娮悠骷焖傩枨蟮内厔?，尤其在高壓直流輸電、高壓電力無功補(bǔ)償、高壓電機(jī)、變頻器等領(lǐng)域。
第二，高頻化：從高壓大電流的GTO到高頻多功能的IGBT、MOSFET，其頻率已從數(shù)千HZ到幾十KHZ、MHZ。這標(biāo)志著電力電子技術(shù)已進(jìn)入高頻化時代。
第三，集成化、智能化：幾乎所有全控型器件都由許多的單元胞管子并聯(lián)而成(IGBT、GTO)。
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