功率半导体市场需求快速扩容,国内厂商IGBT、SiC布局盘点

2022-01-04

在工业控制与自动化领域内,绝缘栅双极型晶体管扮演着至关重要的角色,其主要应用于能源转换和传输的关键环节。尤其在蓬勃发展的新能源汽车行业里,IGBT因其卓越性能而成为驱动系统中的核心组件,堪称价值不菲的黄金元件。

在当今时代,我国IGBT下游应用领域广泛拓展,需求呈现逐步增长的趋势。与此同时,全球能源供应紧张的现实状况与国际市场中芯片供应的严峻挑战,使得推动车规级芯片实现国产化替代变得尤为重要。因此,本年度特别聚焦于从发展背景、最新动态以及第三代半导体材料——碳化硅在IGBT产业链中的现状出发,对国内关键企业进行深度盘点分析。

### 发展背景

在全球经济和技术格局发生深刻变革的背景下,我国IGBT产业的发展面临着新的机遇与挑战。一方面,随着新能源汽车、轨道交通、智能电网等领域的快速发展,对高效率、高可靠性的电力电子设备需求急剧增加;另一方面,全球半导体市场的不确定性给我国企业提供了突破国际技术封锁、实现自主可控的关键时机。

### 最新动态

近年来,国内IGBT产业链在技术创新、产能建设、国际合作等方面取得显著进展。众多企业和研究机构加大对IGBT核心技术的研发投入,通过自主研发与合作,提升产品的设计水平和制造工艺能力。同时,积极响应市场需求,加速推动IGBT产品在重点领域的应用落地,增强了市场竞争力。

### 碳化硅发展现状

第三代半导体材料碳化硅凭借其优异的电气性能,在高压大功率领域展现出巨大潜力,被认为是未来电力电子技术的重要发展方向。国内企业通过加强与国际先进企业的交流与合作,积极布局碳化硅芯片的研发和生产,加快了在IGBT等关键产品的国产化进程。随着相关技术的不断突破和成本控制的有效优化,碳化硅IGBT有望在全球市场中占据一席之地。

### 年度盘点

按照上述视角进行年度盘点时,我们将关注各企业在技术创新、市场拓展、供应链整合、以及国际竞争力提升等方面的最新成果与战略规划。通过深度分析,能够清晰地描绘出国内IGBT产业链的生态图谱,为行业的持续发展提供重要参考和指导。

总之,在全球半导体产业格局重塑的关键时期,我国IGBT及第三代半导体材料的发展不仅关乎技术自主可控的战略目标,更是推动经济高质量发展的强大引擎。通过深入研究与实践探索,我们期待看到更多具有国际竞争力的国内企业涌现,共同推动这一领域实现飞跃发展。

在当今时代背景下,得益于国家政策的支持、技术创新的突飞猛进、新能源汽车产业的迅猛增长以及国内企业不遗余力地推动,中国IGBT产业正面临前所未有的发展机遇与崭新篇章。

尽管中国企业在IGBT领域与国际顶尖企业之间仍存在显著差距,但中国政府展现出强烈的推动国内IGBT产业发展的坚定决心。2021年3月,随着第十四届五年规划及至2035年的长远目标纲要的发布,半导体行业的增长被明确纳入战略重点。而在2020年9月,国家发展改革委等四部门联合发布的《关于扩大战略性新兴产业投资 培育壮大新增长点增长极的意见》中,则将加速IGBT等核心技术组件的研发,作为解决新能源装备制造领域关键技术瓶颈的重要举措,这一系列政策性指引充分彰显了中国政府对于国产IGBT产业崛起的强烈支持与期待。

自IGBT问世以来,其技术路径历经多次迭代与革新,从最初的PT到NPT,再到FS的演进,以及IEGT、CSTBT和MPT等新型器件的引入,均极大地提升了IGBT组件的性能与效率。近来,“芯片荒”的全球性危机以及第三代半导体SiC技术的兴起,为我国企业开辟了前所未有的发展机遇,预示着IGBT领域将迎来更为繁荣与创新的时代。

IGBT技术的发展,因新能源汽车行业的需求激增而加速,特别是在全球最大的新能源市场——中国,该领域的增长势头尤为显著。分析表明,在2021年前三个月,新能源车辆的整体销量总计达到惊人的420万辆。据中国汽车工业协会的数据记载,至2020年底的前11个月里,中国新能源汽车销售总量已达299万辆,占全球新能源汽车市场份额的半数以上。

在政策、技术与市场需求的多重驱动下,比亚迪半导体、中车时代电气、斯达半导、士兰微等中国本土半导体企业纷纷大幅增投于IGBT产业之中,旨在强化其核心竞争力。

当前,国内业者在IGBT芯片设计、晶圆制造及模块封装等产业链关键环节上均已有深入布局,并且在工业应用领域以及部分特定细分市场内,国产化的自给率已达到令人瞩目的50%以上乃至更高水平。这一系列投资与布局的加强,预示着中国在IGBT产业的自主研发和生产能力正逐步迈向全球领先地位。

随着全球产业格局的深刻变革,中国的IGBT产业链正迎来崭新的发展契机,呈现出全面自主化和替代进口的趋势。各项准备工作已充分到位,东风之势已然形成,标志着中国汽车半导体领域的企业正处于一个前所未有的历史机遇期。

在这个时代背景下,中国车规芯片企业不仅具备了自主研发、制造的核心能力,而且在技术迭代与市场应用上展现出强大的潜力和活力。这不仅仅是产业链自主可控的必然要求,更是推动行业创新和产业升级的关键节点。随着一系列政策支持和技术突破的不断推进,中国IGBT产业链正逐步建立其在全球市场的竞争优势,预示着一场以技术创新和自主生产为核心的产业革命即将拉开序幕。

这一进程不仅强化了国内供应链的安全性和稳定性,也为中国汽车工业在新能源、智能网联等前沿领域的发展提供了坚实的基础。随着行业的加速融合与合作的深化,中国车规芯片企业有望在全球舞台上扮演更加重要的角色,引领着技术变革和产业发展的新趋势。

在近年来的发展历程中,中国自主品牌的IGBT芯片与模块领域,尤其在面向汽车应用的产品方面,展现了迅猛的增速和显著的成长趋势,标志着这一产业进入了集体冲刺的新阶段。

以下是按照垂直整合制造厂商、专注于设计的公司、专业制造商以及模组集成商等分类,对国内IGBT产业链中的主要企业进行综述,并概述其近期的重要成果:

### 垂直整合制造领域

- 某领军企业:在这一细分市场中,该企业凭借其先进的技术平台和广泛的产能布局,在IGBT芯片的设计、生产与封装测试方面实现了全面突破。最新成果包括成功开发出高效率、高可靠性的车规级IGBT芯片,满足了新能源汽车对电力驱动和控制系统的需求。

### 设计公司

- 某知名设计企业:专注于IGBT模块的前端技术设计,该企业通过持续的技术创新和与合作伙伴的战略协同,已推出多款适用于工业电机控制、电动汽车驱动等领域的高性能IGBT模块。其最新成果展示了在能效优化和热管理方面的显著提升。

### 制造领域

- 某先进制造厂商:致力于IGBT芯片的高质量生产,通过引入自动化生产线和精密测试设备,实现了从原材料到成品的全链条精细化管控。最新的技术成就包括提升了芯片的良品率,并成功推出了针对特定应用领域的定制化产品线。

### 模组集成商

- 某模组集成专家:该企业深耕IGBT模块的整合与优化,通过深入研究电力电子学原理和系统集成策略,实现了模块在不同应用场景下的高效运行。其最新成果是在提升模块的功率密度和热管理性能方面取得了突破,为客户提供更可靠、更具竞争力的产品解决方案。

这一系列的发展不仅推动了中国IGBT产业链的整体升级,还增强了本土企业在国际市场的竞争力。通过技术创新与合作协同,国内企业正逐步打破技术壁垒,加速实现自给自足,并向全球市场拓展,成为驱动产业变革的重要力量。

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以上企业均将重点布局于绝缘栅双极型晶体管产品的领域,这一举动鲜明地揭示了IGBT市场竞争的激烈与热度之高。

随着新能源汽车的蓬勃兴起,其对功率半导体的需求正呈现出爆炸式的增长态势。业内的专家与观察者一致认定,这一领域正处于前所未有的发展机遇期,市场规模在短期内有望实现显著扩张,标志着技术与产业的深度融合步入全新境界。

随着碳化硅器件制造工艺与技术的不断进步和成熟,成本效益成为了制约其取代绝缘栅双极型晶体管的主要障碍。据可靠信息显示,SiC功率元件的价格约为基于硅基体的IGBT的三至五倍之多。规模化应用被视为加速SiC成本下挫的关键驱动因素,展望未来,随着SiC产能逐步释放,预期成本将大幅降低至接近硅基IGBT的一半水平左右。

可以观察到,我国企业对SiC技术持有乐观的态度与期待。自2020年起,比亚迪已在其旗舰车型汉EV上应用自主研发的SiC模块,这一举措标志着在电动汽车领域对其性能提升和能效优化有显著贡献。同时,丰田于同年实现了旗下新能源汽车全面搭载碳化硅元件,彰显了对技术先进性的追求与整合能力。蔚来汽车亦宣布将逐步引入SiC技术,预示着该领域未来发展的广阔前景。这些动作共同表明,市场对SiC技术在提升能效、减少重量及增强耐用性方面的潜力持有高度信心。

预计至2025年,全球SiC功率市场的规模将显著扩张至约33.9亿美元,展现出每年高达38%的复合年增长率。这一增长态势凸显出SiC功率器件在多个关键领域的强劲需求。具体而言,该技术的主要应用领域包括新能源汽车、光伏与储能系统以及充电桩建设,其中,新能源车领域占据整体市场份额的61%,引领市场发展,并将对推动相关技术和产业进步产生深远影响。

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在扩展至2021与崭新的2022年间,碳化硅领域已然成为了业界瞩目的焦点和竞争的核心地带。以下是针对中国IGBT产业链内各领军企业在SiC版图上战略部署的深入梳理:

在这个关键的时期,SiC不仅成为了一个炙手可热的话题,更是企业布局和技术创新的重要战场。国内的IGBT产业链主要参与者正在积极地筹划、实施其在SiC领域的战略布局,这不仅反映了市场的高度敏感与需求的增长,也凸显了对前瞻技术的持续探索和投资决心。

这一系列的动作和决策,展现了这些企业在面对全球电气化转型背景下的敏锐洞察力及响应能力。通过深度参与SiC的研发与应用,他们旨在巩固自身的市场地位、推动技术创新,并引领行业标准的发展,从而在全球竞争中占据先机,实现长期的增长与价值创造。

在接下来的章节中,我们将逐一探讨这些企业如何利用其独特的资源、技术专长和战略视野,在这一充满机遇与挑战的领域内开辟新路径,不仅满足当前市场需求,更着眼于未来的可持续发展。这不仅是一场对技术和市场力量的较量,更是对未来电气化时代塑造关键角色的一次集体响应。

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△ Source:全球半导体观察根据公开信息整理

在SiC赛道上,其蓬勃热度与市场的高度认可共同孕育出一股强劲风潮,这股风潮有望成为国营企业加速超越的关键推力。于未来竞技场中谁能独占鳌头?在各大汽车制造商的持续努力下,以SiC为代表的汽车领域正开启一场崭新的竞争篇章。

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