近年來，國內(nèi)國民生產(chǎn)總值(GDP)增速有所放緩，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，國家在發(fā)展經(jīng)濟的同時更為關(guān)注的是對資源、環(huán)境、生態(tài)的保護(即綠色GDP經(jīng)濟核算體系)，在這一新趨勢下，作為電能轉(zhuǎn)換和管理的有效手段，絕緣柵雙極晶體管IGBT被越來越多地應(yīng)用在船舶、電網(wǎng)以及軌道交通車輛等大功率電力驅(qū)動設(shè)備中，以提升設(shè)備的能源利用效率、自動化和智能化水平。 根據(jù)市場調(diào)研機構(gòu)Yole的調(diào)查報告顯示，全球IGBT市場將在近五年保持穩(wěn)定的發(fā)展速度，市場規(guī)模至2018年將達到60億美元的數(shù)值。而在國內(nèi)方面，據(jù)不完全統(tǒng)計，至2013年末國內(nèi)IGBT功率器件的市場規(guī)模將近70億元人民幣，至2015年，國內(nèi)IGBT功率器件市場的年均復(fù)合增長率將達到18%左右。在產(chǎn)品分布上，雖然600～900V的IGBT是目前市場上的主流產(chǎn)品，但伴隨著再生能源、軌道交通和工業(yè)控制等行業(yè)市場在近幾年內(nèi)的高速成長，也帶動了對更高電壓應(yīng)用的IGBT產(chǎn)品的強烈需求。 市場放大，需求呈多元化 談到IGBT近期的價格走勢，部分行業(yè)人士認為，一方面，原有傳統(tǒng)類型產(chǎn)品會因為生產(chǎn)規(guī)模的擴大而逐漸降低制造成本，加上供應(yīng)商物流程序的優(yōu)化，使得越來越多廠商推出價格更優(yōu)惠的產(chǎn)品來回報市場。但另一方面，半導(dǎo)體器件是技術(shù)和資金密集型產(chǎn)業(yè)，開發(fā)前期要求有較高的資金投入和一定的周期流程，針對一些性能優(yōu)異的新產(chǎn)品，廠商會根據(jù)市場應(yīng)用狀況及用量情況來適時調(diào)整價格體系，但總體上，對于中國市場來說，匯率壓力及目前中國海關(guān)增加關(guān)稅等因素也是采購者在成本考核中需要注意的事項。 為了適應(yīng)市場的快速變化，最近一年以來，廠商紛紛加大了對IGBT市場的布局力度。特別值得一提的是，中國南車株洲電力機車研究所有限公司在2008年成功并購英國丹尼克斯半導(dǎo)體公司之后，在今年6月正式投產(chǎn)了國內(nèi)首條8英寸IGBT專業(yè)芯片生產(chǎn)線，也是世界上第二條8英寸IGBT專業(yè)芯片生產(chǎn)線。據(jù)悉，該項目將實現(xiàn)年產(chǎn)12萬片8英寸IGBT芯片以及配套生產(chǎn)100萬只IGBT模塊的生產(chǎn)能力，目前株洲南車已成功研制出從650伏到6,500伏高功率密度的IGBT芯片及模塊，形成了較為完整的IGBT產(chǎn)業(yè)鏈，從而也打破之前高端IGBT芯片市場一直被國際大廠所壟斷的格局。 本文為《國際電子商情》原創(chuàng)，版權(quán)所有，謝絕轉(zhuǎn)載 本文下一頁：IGBT細分市場的最新發(fā)展動向 {pagination} 此外，8月份，英飛凌宣布以30億美金收購美國IR公司，這也是英飛凌迄今最大規(guī)模的一次并購行動。英飛凌表示，通過這一并購，將有利于借助整合IR先進的氮化鎵(GaN)、IGBT等功率半導(dǎo)體產(chǎn)品線、核心技術(shù)及銷售渠道，以強化公司在各種功率半導(dǎo)體應(yīng)用領(lǐng)域的市場地位。

英飛凌科技(中國)有限公司科技總監(jiān)及工業(yè)功率控制事業(yè)部中國區(qū)負責(zé)人于代輝

“在中國城鎮(zhèn)化發(fā)展過程中，從高鐵、光伏發(fā)電、風(fēng)能，到工廠里的電機調(diào)速、銀行數(shù)據(jù)中心的不間斷電源數(shù)據(jù)備份，再到個人家庭所使用的變頻家電、電磁爐等領(lǐng)域，IGBT都起著關(guān)鍵的作用，”英飛凌科技(中國)有限公司科技總監(jiān)及工業(yè)功率控制事業(yè)部中國區(qū)負責(zé)人于代輝說道，“它能夠幫助實現(xiàn)高能效、低損耗的輸配電。舉例而言，在一些發(fā)達國家，工廠使用的電機70%以上都可以調(diào)速，以便在不使用的情況下達到節(jié)能的目的，而中國只有不到30%，這意味著國內(nèi)對IGBT的需求有很大的提升空間。”

威柏電子(Westpac)有限公司功率IGBT/IPM模塊銷售總監(jiān)湯孝丹

而針對各種細分市場的最新發(fā)展動向，威柏電子(Westpac)有限公司功率IGBT/IPM模塊銷售總監(jiān)湯孝丹也從IGBT模塊應(yīng)用的角度總結(jié)道，在原有的傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域，小功率市場由于成本的壓力，客戶一再追求低成本方案，如EasyPIM封裝方式的模塊受到了市場的歡迎，小功率IPM也出現(xiàn)了更多的商業(yè)機會；大功率市場則由于使用功率的不斷提升，對于大電流IGBT的需求逐步升溫，并聯(lián)應(yīng)用也越來越多。在新能源市場和PV光伏太陽能行業(yè)，目前出現(xiàn)了大量使用ECONODUAL封裝的小電流模塊并聯(lián)應(yīng)用，來代替原來的PrimePACK封裝的方案，以降低成本，同時，三電平模塊的需求也在增加，這是因為三電平應(yīng)用不但可以降成本，效率也可以做到更高。在電動汽車市場中，越來越多的廠家開始著手用汽車級IGBT來替代原來使用的工業(yè)級IGBT，以滿足汽車行業(yè)的相關(guān)標準。風(fēng)能市場也正在從原來的大模組如SKIIP、STACK(壓接裝置)等方案慢慢轉(zhuǎn)向PrimePACK、ECONODUAL方案。 本文為《國際電子商情》原創(chuàng)，版權(quán)所有，謝絕轉(zhuǎn)載 本文下一頁：提高功率密度、降低損耗 {pagination} 提高功率密度、降低損耗 技術(shù)層面上，由于IGBT是硅材料產(chǎn)品，且已經(jīng)過多年的發(fā)展，因此也面臨著一定的技術(shù)瓶頸，而新的半導(dǎo)體材料和技術(shù)研發(fā)則需要廠商保持長期的投入和長遠的發(fā)展戰(zhàn)略眼光。對此，于代輝表示，目前行業(yè)內(nèi)的一個發(fā)展主題是—系統(tǒng)功率密度的提高，以及芯片損耗的持續(xù)降低，而從系統(tǒng)的角度來看，模塊基板到散熱器之間的熱阻和長期穩(wěn)定性成為了一個技術(shù)難點，它取決于施加于之上的導(dǎo)熱脂。 英飛凌在去年推出了可降低功率半導(dǎo)體金屬表面與散熱器之間接觸熱阻的導(dǎo)熱界面材料TIM，借助全新的D系列EconoPACK+模塊，用戶可以親自見證這種導(dǎo)熱膏令導(dǎo)熱性能顯著提升的效果。目前英飛凌正計劃擴展TIM產(chǎn)品的范圍，至2014年上半年末，公司EconoPACK 4和PrimePACK 3以及Econo 2和3模塊將全部推出TIM系列；而預(yù)涂TIM的Easy 1B和2B、Smart 2和3以及IHM/IHV產(chǎn)品系列也計劃于2015年推出。 另據(jù)了解，英飛凌已在位于匈牙利的功率半導(dǎo)體后道生產(chǎn)工廠建起了一條TIM涂覆生產(chǎn)線，整個制造過程都處在周密的質(zhì)量保證程序的控制之下，確保模塊和散熱器結(jié)合時不會形成氣泡。與此同時，為了更好地控制生產(chǎn)成本，英飛凌還開發(fā)出了全球首款300毫米薄晶圓生產(chǎn)線，和標準200毫米晶圓相比，300毫米薄晶圓的直徑更大，因而能生產(chǎn)出的芯片數(shù)量可增加至2.5倍，從而獲得更高的產(chǎn)能和生產(chǎn)效率。

東芝電子(中國)有限公司技術(shù)部副高級經(jīng)理屈興國

特大功率(100KW到MW級別)領(lǐng)域的開發(fā)也是廠商們關(guān)注的一個焦點。東芝電子(中國)有限公司技術(shù)部副高級經(jīng)理屈興國表示，電力轉(zhuǎn)換設(shè)備正朝著高效率、節(jié)能環(huán)保、智能化方向發(fā)展，市場對IGBT的需求也正在往低損耗、高耐壓、大電流和易控制等方向邁進，這就要求廠商不斷提高IGBT的功率密度、集成度以及結(jié)溫，但這些往往受到IGBT芯片材料和封裝的制約?；凇皷艠O注入增強”技術(shù)，今年東芝成功發(fā)布了新一代IGBT，并且注冊了專利產(chǎn)品名稱為IEGT。這款I(lǐng)EGT具有高耐壓、大電流、低損耗等特點，尤其是東芝壓接式PPI封裝的無焊接、無引線鍵合結(jié)構(gòu)，使得產(chǎn)品具有更高的可靠性，更適于新能源、高壓直流輸配電(HVDC)、牽引和馬達驅(qū)動等特大功率電力轉(zhuǎn)換設(shè)備領(lǐng)域的應(yīng)用。另據(jù)介紹，目前東芝除了在推廣150℃結(jié)溫的IGBT模塊之外，也在開發(fā)150℃結(jié)溫的壓接式IEGT，同時6500V的產(chǎn)品也正在研發(fā)中。 本文為《國際電子商情》原創(chuàng)，版權(quán)所有，謝絕轉(zhuǎn)載 本文下一頁：新材料功率半導(dǎo)體開發(fā)提速 {pagination} 除了IGBT芯片開發(fā)之外，湯孝丹還提到，未來IGBT的開發(fā)會根據(jù)應(yīng)用需求而采用更多適合的封裝形式，在模塊封裝上需要更緊湊、易于并聯(lián)應(yīng)用，支持更大的電流輸出能力，且保持熱的快速傳遞，例如，一些汽車級專用IGBT采用是的底板帶Pin-Fin的方案。目前威柏電子的產(chǎn)品開發(fā)規(guī)劃包括適應(yīng)市場需求的主流封裝如ECONODUAL、PrimePACK方案，以及各種電流、電壓段需求 的IPM，同時還將加大對三電平IGBT模塊及汽車級IGBT模塊的研發(fā)力度。 新材料功率半導(dǎo)體開發(fā)提速 寬帶隙半導(dǎo)體材料(如SiC、GaN等)的引入，是近年功率半導(dǎo)體行業(yè)內(nèi)的又一個發(fā)展重點。盡管現(xiàn)階段這一技術(shù)開發(fā)領(lǐng)域還需要在應(yīng)用、成本、批量穩(wěn)定性等方面做出更大的努力，但大多數(shù)業(yè)內(nèi)人士認為，隨著各大廠商紛紛制定出這類新型功率器件的量產(chǎn)時間表，也標志著新材料功率半導(dǎo)體的研發(fā)已取得了突飛猛進的成就，越來越多的新材料功率器件將在電力電子行業(yè)中扮演更為重要的角色?！靶滦桶雽?dǎo)體材料的應(yīng)用意味著個人電腦、平板電視、服務(wù)器和電信系統(tǒng)所采用的開關(guān)電源可降低50%的能耗，并可讓光伏逆變器變得更加緊湊，成本效益更高。而能夠?qū)崿F(xiàn)能耗減半效果的關(guān)鍵點是采用新型的半導(dǎo)體材料，如碳化硅(SiC)與硅基氮化鎵(GaN-on-Si)等，憑借這些材料的電子屬性可以設(shè)計出緊湊且高效的功率電子電路?！庇诖x說道。 目前，英飛凌已在其JFET和600V至1700電壓等級的二極管中使用了碳化硅材料。這些功率半導(dǎo)體主要用于個人電腦或電視的開關(guān)電源系統(tǒng)以及電機驅(qū)動中，今后此類半導(dǎo)體還可能在光伏逆變器設(shè)計中占據(jù)重要地位。另外，在德國聯(lián)邦教研部的資助下，由英飛凌牽頭管理的“NeuLand”研究項目正在積極開展之中，通過該項目，英飛凌將對功率半導(dǎo)體器件和碳化硅及氮化鎵基組件的生產(chǎn)流程展開研究，各合作公司也將在涵蓋價值創(chuàng)造鏈的各環(huán)節(jié)技術(shù)上進一步提高專業(yè)水準，最終促進對碳化硅和氮化鎵基功率器件在可靠性、使用壽命和制造成本方面的深入開發(fā)。 屈興國同樣指出，SiC碳化硅材料取代Si硅材料的IGBT產(chǎn)品將是今后各廠商努力研發(fā)的重要方向。目前東芝已開發(fā)出1700V、3300V內(nèi)置SiC二極管的混合型模塊IEGT，并且1700V產(chǎn)品系列已經(jīng)投入量產(chǎn)，所有IEGT模塊產(chǎn)品從芯片加工到封裝等所有工序都是在日本完成。 另據(jù)悉，伴隨著下一代產(chǎn)品利用新材料應(yīng)對多元化市場需求的發(fā)展趨勢，東芝將為高電壓、高頻率領(lǐng)域推出碳化硅(SiC)器件，為超高頻率應(yīng)用領(lǐng)域推出氮化鎵(GaN)功率器件，以及為白色LED市場推出硅基氮化鎵(GaN-on-Si)工藝技術(shù)，以進一步增強在未來市場上的競爭力。 本文為《國際電子商情》原創(chuàng)，版權(quán)所有，謝絕轉(zhuǎn)載 本文下一頁：延伸閱讀：解讀綠色GDP發(fā)展中的制造業(yè)新走勢 {pagination} 解讀綠色GDP發(fā)展中的制造業(yè)新走勢 綠色GDP是指在國民經(jīng)濟核算體系中對環(huán)境資源進行核算，從現(xiàn)行GDP中扣除環(huán)境資源成本和對環(huán)境資源的保護服務(wù)費用，其計算結(jié)果則稱之為“綠色GDP”。綠色GDP這一指標，實質(zhì)上代表了國民經(jīng)濟增長的凈正效應(yīng)，綠色GDP占GDP的比重越高，表明國民經(jīng)濟增長的正面效應(yīng)越高，負面效應(yīng)越低，反之亦然。2006年，中國正式發(fā)布了綠色GDP核算研究報告——《中國綠色國民經(jīng)濟核算研究報告2004》，這是中國第一份也是迄今為止唯一一份國家公布的綠色GDP核算報告。 要實現(xiàn)綠色GDP，制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級不可避免。在國家“十二五”規(guī)劃中指出，新時期將圍繞節(jié)能減排、綠色環(huán)保、新能源產(chǎn)業(yè)，加快發(fā)展先進制造業(yè)、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和服務(wù)業(yè)，形成一個有利于資源節(jié)約和環(huán)境保護的產(chǎn)業(yè)體系。 “節(jié)能減排”的關(guān)鍵在于有效降低工業(yè)生產(chǎn)過程中大電流和高電壓應(yīng)用的功耗，以及提高新能源領(lǐng)域的能源轉(zhuǎn)換效率。 電機及系統(tǒng)節(jié)能是各國政府公認的具有極大節(jié)能潛力的領(lǐng)域。目前，中國電機系統(tǒng)能效及與國際先進水平相比還有較大的差距。按照GB18613-2012標準，中國目前生產(chǎn)和在用電機多為低于標準規(guī)定的3級能效電機，平均效率為87%，而發(fā)達國家早已推行的高效電機效率已達到91%以上，美國的超高效電機效率更是達到93%，系統(tǒng)運行效率比中國高10～20%，節(jié)能開發(fā)空間巨大，可以預(yù)計的是，中國中壓電機驅(qū)動器市場在近年將出現(xiàn)較為明顯的增長。 在太陽能和風(fēng)力發(fā)電方面，根據(jù)產(chǎn)業(yè)分析機構(gòu)EnergyTrend的調(diào)查報告，2014年全球太陽能需求量為46.6GW，其中以中國市場的成長最迅速，在短短的兩年內(nèi)，中國的需求量從1GW的并網(wǎng)量，快速突破單一國家單一年度10GW的并網(wǎng)量，成為全球最大的太陽能市場。除了大型太陽能電廠、住宅型系統(tǒng)帶起大量需求外，數(shù)十到數(shù)百萬瓦規(guī)模的分布式系統(tǒng)受到了產(chǎn)業(yè)關(guān)注，成為主導(dǎo)外來太陽能市場的重要驅(qū)動力。中國市場快速引導(dǎo)分布式系統(tǒng)的發(fā)展，主要是為了更有效率地利用太陽能電力，從2013年設(shè)立18個示范區(qū)總裝機容量為749MW，到2015年的規(guī)劃裝機容量1823MW，成長幅度高達243%。盡管分布式系統(tǒng)的推廣、建置、營運、投資等仍在摸索階段，但研究表明，分布式仍是中國未來重要的需求來源，同時也將影響全球太陽能供應(yīng)鏈的發(fā)展。 新能源汽車市場上，數(shù)據(jù)顯示，2014年美國電動汽車銷量一直處于旺盛的狀態(tài)，8月份銷量整體達到了11,363輛，這是本年度第四次破萬輛。2014年前8個月美國電動汽車累計銷量達76,799輛，同比大增28%。歐洲市場方面，知名跨國咨詢公司奧緯近期發(fā)布的調(diào)查報告顯示，到2030年，歐洲市場上包括插電式混合動力汽車、電動汽車等在內(nèi)的新能源汽車年銷量占比將從2012年的1%猛增到20%。按照中國汽車工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計的數(shù)據(jù)，今年9月份國內(nèi)新能源汽車的銷量已經(jīng)超過9,000輛，這意味著未來單月銷售過萬輛指日可待，屆時有望超過美國的新能源汽車銷售規(guī)模。實際上，國家對新能源車的政策性補貼和優(yōu)惠措施一直都在進行中，從2014年1月1日起，國家已出臺新一輪的新能源汽車補貼政策，多地政府也陸續(xù)公布了新能源補貼車型目錄，以及免牌照、地方性補貼等細則，尤其是在免購置稅政策實施后，更進一步降低了購車成本。 本文為《國際電子商情》原創(chuàng)，版權(quán)所有，謝絕轉(zhuǎn)載