请注意！车规级IGBT产能加速释放

近期，有关国内车规级IGBT方面的消息层出不穷，东风公司和中国中车合作成立的智新半导体的车规级IGBT模块实现量产；闻泰科技全资子公司安世半导体宣布已完成收购英国新港晶圆厂（Newport Wafer Fab），将提升车规级IGBT产品的供应能力；比亚迪子公司比亚迪半导体将在创业板上市，募投项目包括功率半导体的晶圆产线建设，将有效提升功率半导体的上下游产业链协同效应；华虹与斯达半导体签订战略合作协议，携手打造的高功率车规级12英寸IGBT芯片实现量产；士兰微拟通过控股子公司成都集佳科技有限公司投资建设“汽车级和工业级功率模块和功率集成器件封装生产线建设项目（一期）”；赛晶科技首条IGBT生产线正式竣工开始投产……在“缺芯潮”的冲击所形成的历史机遇下，我国多家企业都在积极布局IGBT，形成了多条IGBT生产线，这预示着国内IGBT产业正在崛起，并呈现出百家争鸣的态势。

企业积极扩大产能

IGBT是指绝缘栅双极型晶体管芯片，是目前大功率开关元器件中最为成熟，也是应用最为广泛的功率器件，兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点，驱动功率小而饱和压降低，是能源变换与传输的核心器件，被称为“电子电力装置的CPU”，发展潜力巨大。

我国一直是IGBT需求量最大的市场，占到全球近一半的份额。但国内制造的功率器件却占比很低，严重依赖进口。ASMC的数据显示，我国90%以上的IGBT产品需要进口。目前我国各大IGBT制造企业都意识到了IGBT的重要性，纷纷扩大产能，且下游客户也愿意给予国内半导体厂商更多的验证机会，这对于我国功率半导体企业来说，既是机遇也是挑战。

日前，比亚迪发布公告称其旗下子公司比亚迪半导体将独立上市。比亚迪是我国新能源汽车的领军企业，同时也是国内自研IGBT相当成功的企业。根据Omdia的统计数据，以2019年IGBT模块销售额计算，比亚迪在中国新能源乘用车电机驱动控制器用IGBT模块全球厂商中排名第二，仅次于英飞凌，市场占有率19%，在国内厂商中排名第一，2020年依旧保持全球厂商排名第二、国内厂商排名第一的领先地位。比亚迪在自给自足的同时，还有余力和国内别的车企达成合作。

同样采取自研车用芯片方式的还有中车时代。中车时代是国内领先的IDM功率半导体厂商，所研发的IGBT已成功用在高铁“复兴号”上，并且近期已完全掌握宽禁带半导体碳化硅技术。此外，他们近期与东风公司合作成立的智新半导体的车规级IGBT模块也实现了量产。

专攻IGBT芯片的斯达半导体经过多年的自主研发，实现了IGBT芯片和模块的产业化，已经具备中低压IGBT芯片设计能力。根据2020年国际著名研究及咨询机构IHS最新研究报告，斯达半导体在全球IGBT模块市场排名第七，是唯一一家进入全球前十的中国企业。产品已被成功应用于新能源汽车、变频器、逆变焊机、UPS、光伏/风力发电、SVG、白色家电等领域。近日他们与华虹半导体举办了“华虹半导体车规级IGBT暨12英寸IGBT规模量产仪式”，双方携手打造的高功率车规级IGBT芯片已通过终端车企产品验证，广泛进入了动力电池等汽车应用市场。

克服“三不”现象需要完善生态

目前国产IGBT研发的最大挑战在于如何提高稳定性和可靠性。新冠肺炎疫情的爆发对全球车规级半导体供应链冲击较大。由于车规级半导体对产品的可靠性、一致性、安全性、稳定性和长效性要求较高，还需要适应极热、极冷的高低温工况，承受频繁的物理颠簸和电流冲击，以及保持长时间的使用寿命，这导致各大车企在IGBT的选择上都非常谨慎。国内做IGBT等功率器件的企业虽然很多，但是产品虽然研发出来了，却没有足够的实验和实际上路数据作为依据，一般车企都不敢用自己的整车做实验。此外，在整车厂的某一车型量产上市后，不再会轻易更换其使用的核心芯片。于是就形成了不会用、不敢用、不愿意用的“三不”现象。收集不到下游用户的应用体验和反馈，无法完成产品的迭代和升级，整个生态无法完善，从而形成一种恶性循环。

国家新能源汽车技术创新中心总经理、中国汽车芯片产业创新联盟秘书长原诚寅告诉《中国电子报》记者，在车上使用IGBT需要持续大电流高电压的稳定输出，所以可靠性能不能达到要求，需要通过AEC-Q101对半导体分立器件的车用可靠性要求进行验证。“之前测过一些国产的IGBT产品，虽然要求和指标都合格，但在长时间使用时的可靠性，包括在各个器件之间的离散性上，与国际领军企业还存在一定差距。”原诚寅表示。

创道投资咨询总经理步日欣对《中国电子报》记者指出，我国功率半导体产业本身处在落后阶段，想要追赶，就不能完全采用市场化手段，特别是IGBT这种与下游设备需要紧耦合的产品，更需要下游设备厂商的配合。目前我国IGBT主要应用场景还局限在家电领域，而像汽车、工业等领域，出于风险控制的考虑，很难有企业愿意导入国产IGBT芯片，这也导致很多国产IGBT芯片和模组，即便产品测试性能可以媲美国外产品，也很难有机会得到下游厂商的认可。没有应用场景的验证和产品迭代，差距只会越来越大。

上下游协同提升产品竞争力

原诚寅建议，国产IGBT可以先在家用电器、工业等领域进行实验，一步步积累，先把工艺稳定下来，把品质控制住以后，再逐步进入汽车市场。

而且目前的“缺芯潮”让很多企业看到了IGBT的商机，都在一拥而上想从中分一杯羹，这也导致了国内企业投资比较分散，原诚寅主张还是要集中力量和优势干大事。

步日欣指出，缺芯现象让整个产业链重新认识到了芯片的重要性，每个环节都在投入资金夯实技术基础，这是未来产业发展的必要条件。步日欣认为，像比亚迪、中车时代这样的产业链协同的模式，通过下游导入，不断迭代升级产品，提高产品的竞争力，将是我国IGBT产业崛起的希望所在。