作為半導體分立器件重要的組成部分,IGBT潛在市場巨大。然而,縱觀全球IGBT市場,主要被日、歐、美等國刮分,唯獨不見中國本土廠商的身影。據悉,大陸現在的IGBT等功率元器件幾乎都依賴進口,形勢不容樂觀。
日德企業稱霸全球
日系方面,全球有近70%的IGBT模塊市場被三菱、東芝及富士等日系企業控制。德系的英飛凌也是全球IGBT龍頭企業之一,其獨立式 IGBT 功率晶體以24.7%的市場占有率位居第一,IGBT 模塊則以20.5%的市場占有率位居第二。
瑞士系的ABB,長期保持著全球IGBT前十的地位,在高電壓等級領域所向披靡。美系的ON、Fairchild(已被ON收購)、ADI、Vishay等均為全球功率器件的領頭羊。
全球前十大IGBT廠商
據調研機構IHS于2016年公布的報告,英飛凌(Infineon)以獨占全球24.5%的份額高居榜首,日本三菱電機(Mitsubishi )則以24.4%的全球份額位列第二,另一日系大廠富士電機(Fuji Electric)以12.2%的占有率奪得季軍。
其他排名依次為:賽米拉(Semikron)、日立(Hitachi)、安森美(ON)、威科(Vincotech)、ABB(瑞士最大的IGBT廠商)、仙童(Fairchild,已被ON收購)、丹佛斯(Danfoss)、嘉興斯達(Starpower)、東芝(Toshiba)、艾賽斯(IXYS)、CRRC(中國中車)、IR(國際整流器)。
以上排名中,三菱電機、富士電機、日立三家為日系公司,丹佛斯為丹麥公司,ABB為瑞士公司。英飛凌、威科及艾賽斯均為德企,威科起源于德國西門子機電集團,現由日本三菱電機控股,艾賽斯的總部則設在美國。
2014年,美國IR被英飛凌以30億美元收購,2016年,安森美以26億美元收購仙童。這兩起大并購,迅速改寫了IGBT全球市場的格局。
其中,最讓國人感到驕傲的是,嘉興斯達及中國中車紛紛打入全球TOP15榜單,嘉興斯達是目前國內最大的IGBT模塊生產廠家。
以下幾大廠商幾乎壟斷了全球的IGBT市場:
三菱電機:隸屬于日本三菱企業集團,總部設在日本東京,創建于1921年,是一家具有90多年歷史的企業。三菱電機早于2009年,就已經推出了第六代IGBT產品。目前,三菱電機把主要資源集中在IGBT模塊和智能功率模塊(IPM)的生產上,其功率模塊主要應用于工業、家電、電力機車以及電力行業的變頻器上,這幾個行業在全球都有著長期、穩定的增長。三菱電機的功率模塊也應用于電動和混動汽車等快速發展的領域。在功率模塊市場上,三菱電機的銷售增長率超過全球市場的平均增長水平。
英飛凌:脫胎于西門子半導體部門,于1999年4月1日在德國慕尼黑正式成立,2000年上市,2002年后更名為英飛凌科技公司(以下簡稱英飛凌)。
目前,英飛凌為世界上第三大IGBT生產商及唯一擁有8inIGBT器件生產線的廠家,且其技術已發展到12in。作為少數幾家掌握IGBT芯片核心技術的公司,其IGBT芯片產量居全球首位,一些電力半導體廠家均從英飛凌購買IGBT芯片用于封裝IGBT模塊。英飛凌的超薄IGBT芯片加工技術對其他廠家也是一個巨大的技術挑戰。在全球功率半導體市場,英飛凌連續9年名列榜首。
如今,英飛凌IGBT模塊在中國工業應用領域的市場份額遙居第一位。其中,通用變頻器超過55%,中高壓變頻器超過80%,逆變電焊機超過50%,感應加熱超過80%,運輸領域超過70%。
賽米控:又名西門康,全球前十大IGBT模塊供應商,在1700V及以下電壓等級的消費IGBT領域處于優勢地位。目前,賽米控在全球二極管和晶閘管半導體模塊市場占有25%的份額。
富士電機:世界第二大IGBT器件制造商,1987年成為松下電磁爐首個IGBT供應商,為豐田混合動力車提供IGBT器件使其又成為世界上最早進入汽車領域的IGBT供應商。與此同時,富士還是日立的IGBT芯片供應商。擁有全世界最多的IGBT器件方面的技術專利,總數達500件。
現在,富士電機的IGBT幾乎占領了全日本的電動汽車領域。
值得注意的是,日本三洋于2008年被松下收購,2011年從東京證券交易所退市。在此之前,三洋一直是全球前十大IGBT供應商。另一日本大廠東芝,雖然窮到準備出售其半導體業務,但是在IGBT領域仍有一定話語權。
國內IGBT廠商的自救之路
中國擁有全球最大的功率半導體市場,但是本土IGBT廠商與英飛凌、三菱和富士電機等國際大廠相比仍有很大差距。
目前,國內的功率半導體技術包括芯片設計、制造和模塊封裝技術目前均處于起步階段。功率半導體芯片技術研究一般采取“設計+代工”模式,即由設計公司提出芯片設計方案,由國內的一些集成電路公司代工生產。
近年,中國IGBT產業在國家政策推動及市場牽引下得到迅速發展,已形成了IDM模式和代工模式的IGBT完整產業鏈,IGBT國產化的進程加快,有望擺脫進口依賴。以下為國內部分頂尖的IGBT廠商,涵蓋了設計到制造:
其中,株洲時代電氣是目前國內最大的IGBT生產商,現已建成全球第二條、國內首條8英寸IGBT芯片專業生產線,具備年產12萬片芯片、并配套形成年產100萬只IGBT模塊的自動化封裝測試能力,芯片與模塊電壓范圍實現從650V到6500V的全覆蓋。
比亞迪則與國家電網、上海先進半導體牽手,共同打造IGBT國產化產業鏈。2015年8月,上海先進半導體正式進入比亞迪新能源汽車用IGBT的供應鏈。而西安永電電氣的6500V/600A IGBT功率模塊已成功下線,為全球第四個、國內第一個能夠封裝6500V以上電壓等級IGBT的廠家。
華潤上華和華虹宏力基于6英寸和8英寸的平面型和溝槽型1700V、2500V和3300V IGBT芯片也已進入量產。