“在電動汽車驅動，IGBT正在高速增長，而供應鏈也正在調整其戰(zhàn)略并進行大規(guī)模投資”，Yole Développement (Yole)電力電子與化合物半導體技術與市場分析師Ana Villamor 博士斷言。

　　她補充道：“IGBT 是眾多電力電子應用的關鍵。在 EV/HEV 普及的大力推動下，Yole 預期，在 2020 年至 2026 年間，IGBT的復合年增長率為 7.5%，屆時將達到 84 億美元。在 EV/HEV 普及的推動下，2026 年同期，IGBT 模塊細分市場將占總市場的 81%。

　　”除了 EV/HEV 之外，分立式 IGBT 和 IGBT 功率模塊還可以在工業(yè)電機驅動、風力渦輪機、光伏裝置、火車、UPS、EV 充電基礎設施和家用電器等應用中找到。

　　據Yole的報道，2020年，IGBT最大的細分市場是工業(yè)應用和家用電器。緊隨其后的是 EV/HEV，該市場在 2020 年的市場規(guī)模為 5.09 億美元，并將在 2020 年至 2026 年間以驚人的 23% 復合年增長率增長。這是因為汽車市場正在由于從 ICE 轉向 EV/HEV ，這是受到政府二氧化碳減排目標的強烈推動。這一轉變正在進一步加速。

　　在Yole看來，在系統(tǒng)層面，新的 IGBT 電壓等級涵蓋了新的電壓范圍：例如，EV 逆變器從 400V 移動到 800V，PV 逆變器移動到 1,500V。分析師還看到了許多技術創(chuàng)新：新一代 IGBT 芯片、更高的效率、更低的 IGBT 器件成本;IGBT 封裝也正在尋求高可靠性、低成本、低電感的電氣互連。與此同時，IGBT 正在推進 SiC 封裝的發(fā)展;在晶圓級，分析師則看到了 300mm IGBT 晶圓制造趨勢和向 MCZ 硅材料的轉變。

　　因此，Yole 電子電源系統(tǒng)技術與市場分析師 Abdoulaye Ly解釋說：“充電基礎設施也受到政府決策的影響，因為充電器的部署對于擴大電動汽車的普及至關重要?！? “雖然充電基礎設施對IGBT來說仍然是一個小市場，但預計未來五年將增長300%以上?！?/p>

　　據Yole介紹，IGBT的主要制造商遍布全球，歷史上的大玩家在歐洲、美國和日本。

　　其中，最大的 IGBT 制造商包括英飛凌科技、Littelfuse、富士電機……他們都提供分立式 IGBT 和 IGBT 功率模塊。垂直集成到系統(tǒng)中的大型 IDM 基本上提供 IGBT 模塊。它包括Danfoss、三菱電機、中國中車等等……大多數產品定位在較低電壓范圍內的公司也提供分立式 IGBT。

　　為了瞄準最大的 IGBT 市場，所有制造商都提供 600V – 1,200V 的組件，以及一系列新的產品(從 800 到 1,000V)。包括三菱電機、東芝和安森美在內的一些制造商正在通過提供具有“中間”標稱電壓水平(例如 1,300V、1,350V、2,000V)的 IGBT 器件來尋求與競爭對手的差異化。

　　Yole 的分析師深入分析了 IGBT 供應鏈及其演變。即使 Top3 自上次報告以來沒有太大變化，但IGBT 供應鏈也在強勁發(fā)展。目標顯然是為了應對市場演變，尤其是推動 EV/HEV 細分市場。他們指出，許多 IGBT 廠商是垂直整合的，尤其是在器件制造和封裝方面。對 IGBT 的快速增長的需求正在推動并購。整個供應鏈正在重塑，尤其是參與者試圖在市場上找到最佳位置。

　　“英飛凌、富士電機、三菱電機、日立、安森美半導體和東芝等公司已經從事 IGBT 業(yè)務多年，許多產品已經商業(yè)化，”Yole 首席分析師Milan Rosina評論道，他補充說：“然而，重要的是要關注中國 IGBT 制造商的增長，它們在開發(fā)、生產和產能方面都在快速追趕?！?/p>

　　此外，由于功率器件的200mm晶圓廠產能相對充足，300mm晶圓制造可以實現更高的器件產能，以滿足不斷增長的IGBT市場需求。毫不奇怪，為了在未來 10 年增加產量，所有主要參與者都在投資于 IGBT 制造能力擴張，因為向 300mm 晶圓的過渡使更好的成本結構能夠應對與中國制造商日益激烈的競爭。不過，也有如華虹宏力和CanSemi等幾家中國廠商通過擴大自己的工廠，或通過收購外國公司，向300mm擴張。

　　國內IGBT軍團崛起

　　IGBT是事關國家經濟發(fā)展的基礎性產品，如此重要的IGBT，長期以來我國卻不得不面對依賴進口的尷尬局面，市場主要被英飛凌、三菱、富士電機為首的國際巨頭壟斷。自2005年開始，大量海外IGBT人才紛紛歸國投入國產IGBT芯片和模塊產業(yè)的發(fā)展，尤其是以美國國際整流器公司(IR)回國人員最多。

　　從IR歸國主要從事芯片開發(fā)的專家有斯達半導湯藝博士、達新半導體陳智勇博士、陸芯科技張杰博士等，以上幾家公司都已成為以自產IGBT芯片為主的產品公司。另外IR歸國從事模塊開發(fā)的專家還有銀茂微電子莊偉東博士。中科院微電子所較早涉足IGBT行業(yè)，主要由無錫中科君芯承擔IGBT研發(fā)工作，中科君芯的研發(fā)團隊先后有微電子所、IR、日本電裝、成電等技術團隊的加入。

　　斯達半導作為國內IGBT行業(yè)的領軍企業(yè)，成立于2005年，于2020年2月4日在上交所主板成功上市。公司自主研發(fā)設計的IGBT芯片和快恢復二極管芯片是公司的核心競爭力之一。據IHSMarkit報告數據顯示，在2018年度IGBT模塊供應商全球市場份額排名中，斯達半導排名第8位，在中國企業(yè)中排名第1位，成為世界排名前十中唯一一家中國企業(yè)。其中斯達半導自主研發(fā)的第二代芯片(國際第六代芯片FS-Trench)已實現量產，成功打破了國外企業(yè)常年對IGBT芯片的壟斷。

　　成立于2013年的寧波達新，主要從事IGBT、MOSFET、FRD等功率半導體芯片與器件的設計、制造和銷售。公司在8寸及6寸晶圓制造平臺成功開發(fā)600V-3300V IGBT芯片產品，芯片電流等級涵蓋10A～200A。采用自主IGBT芯片，達新推出了系列化的滿足工業(yè)應用、消費電子、新能源的IGBT模塊，模塊電壓涵蓋600V～1700V，電流等級涵蓋10A ～ 800A。

　　上海陸芯電子科技聚焦于功率半導體(IGBT、SJMOS & SiC)的設計和應用，包括芯片、單管和模塊。具有以下優(yōu)勢：通過優(yōu)化耐壓終端環(huán)，實現IGBT高阻斷電壓，有效減少芯片面積，達到工業(yè)級和汽車級可靠性標準;通過控制少子壽命，優(yōu)化飽和壓降和開關速度;實現安全操作區(qū)(SOA)和短路電流安全操作區(qū)域SCSOA性能最優(yōu);改善IGBT有源區(qū)元胞設計可靠性，抑制IGBT的閂鎖效應;調節(jié)背面減薄、注入、退火、背金等工藝;實現60um~180um晶圓厚度的大規(guī)模量產。

　　南京銀茂微電子(SilverMicro)成立于2007年，專注于工業(yè)和其他應用的功率IGBT和MOSFET模塊產品的設計和制造。通過采用現代化的設備來處理和表征高達3.3kV的電源模塊，南京銀茂微已經建立了先進的電源模塊制造能力，還能夠執(zhí)行電源模塊鑒定測試。產品已廣泛用于工業(yè)逆變器，焊接機，UPS，電源和新能源應用。

　　江蘇中科君芯科技有限公司是一家專注于IGBT、FRD等新型電力電子芯片研發(fā)的中外合資高科技企業(yè)，成立于2011年底。君芯科技是國內率先開發(fā)出溝槽柵場截止型(Trench FS)技術并真正實現量產的企業(yè)。公司推出的IGBT芯片、單管和模塊產品從600V至6500V，覆蓋了目前主要電壓段及電流段，已批量應用于感應加熱、逆變焊機、工業(yè)變頻、新能源等領域。君芯科技獨創(chuàng)的DCS技術將應用于最新的汽車級IGBT芯片中。

　　隨著行業(yè)景氣度逐漸好轉和政策的推動，亦有不少新進入者搶奪市場。據集邦咨詢分析，目前市場新入者主要有三類，一是向IGBT等高端產品擴展業(yè)務的功率半導體企業(yè)，如揚杰科技、華微電子等;二是出于為滿足自身需求及出于供應鏈安全考慮向上游涉足的，如中車時代和比亞迪等;三是看好市場而進場的新公司，如瑞能半導體、廣東芯聚能以及富能半導體等。

　　在IGBT方面揚杰科技于2018年3月控股了一條位于宜興的6英寸晶圓線，目前該生產線已經量產IGBT芯片，主要應用于電磁爐等小家電領域。另外揚杰科技也在積極推進IGBT新模塊產品的研發(fā)進程，50A/75A/100A-1200V半橋規(guī)格的IGBT開發(fā)成功。此外公司也積極規(guī)劃8英寸線建設，儲備8英寸線晶圓和IGBT技術人才。

　　老牌功率半導體器件廠商吉林華微電子于2019年4月，發(fā)布配股說明書，擬募投建設 8 英寸生產線項目。此次募投項目的主要產品技術先進，達到了英飛凌、ABB 等廠家的水平。華微電子于2001年上市，為國內功率半導體器件領域首家上市公司。目前已形成IGBT、MOSFET、SCR、SBD、IPM、FRD、BJT等為營銷主線的系列產品，產品種類基本覆蓋功率半導體器件全部范圍。公司的IGBT薄片工藝、Trench工藝、壽命控制和終端設計技術等國內領先，達到國際同行業(yè)先進水平。

　　在IDM模式廠商中，中國中車和比亞迪分別依靠高鐵和新能源汽車取得了一定的成績。

　　株洲中車時代半導體有限公司(簡稱：中車時代半導體)作為中車時代電氣股份有限公司下屬全資子公司，全面負責公司半導體產業(yè)經營。從1964年開始投入功率半導體技術的研發(fā)與產業(yè)化，2008年戰(zhàn)略并購英國丹尼克斯公司，目前已成為國際少數同時掌握大功率晶閘管、IGCT、IGBT及SiC器件及其組件技術的IDM(集成設計制造)模式企業(yè)代表，擁有芯片—模塊—裝置—系統(tǒng)完整產業(yè)鏈。

　　中車時代半導體擁有國內首條、全球第二條8英寸IGBT芯片線，全系列高可靠性IGBT產品已全面解決軌道交通核心器件受制于人的局面，基本解決了特高壓輸電工程關鍵器件國產化的問題，并正在解決我國新能源汽車核心器件自主化的問題。

　　比亞迪是在2005年進入IGBT產業(yè)，于2009年推出首款車規(guī)級IGBT 1.0技術，打破了國際廠商壟斷，實現了我國在車用IGBT芯片技術上零的突破。2018年其推出的IGBT 4.0產品在電流輸出、綜合損耗及溫度循環(huán)壽命等許多關鍵指標上超越了英飛凌等主流企業(yè)的產品，且產能已達5萬片，并實現了對外供應。公司也是中國唯一一家擁有IGBT完整產業(yè)鏈的車企，包括IGBT芯片設計、晶圓制造、模塊封裝等部分，還有仿真測試以及整車測試。好消息是，據長沙晚報近日報道，長沙比亞迪IGBT項目日前已正式啟動建設，計劃建設集成電路制造生產線。

　　在IGBT新進玩家中，振華科技參股20%的成都森未科技有限公司是一家由清華大學和中國科學院博士團隊創(chuàng)立的高科技企業(yè)，公司成立于2017年，主要從事IGBT等功率半導體芯片及產品的設計、開發(fā)、銷售。森未科技IGBT芯片產品性能已可以對標英飛凌產品。公司主營產品電壓等級為600V-1700V，單顆芯片電流規(guī)格5A-200A，覆蓋工業(yè)控制、變頻家電、電動汽車、風電伺服驅動、光伏逆變器等領域。

　　據了解，出身于恩智浦功率產品線的瑞能半導體，也有意進入IGBT的賽道。其實瑞能也非常有做IGBT的優(yōu)勢，首先，瑞能是所有重要白電制造商的供應商，對市場應用及客戶需求有深刻的理解，產品未來會在性價比上有優(yōu)勢;再者，瑞能也是國內唯一家分銷網絡遍布全球的中國功率半導體公司;最后，瑞能有著50多年的功率器件技術積累，IGBT最講究可靠性，依托瑞能南昌國家級可靠性及失效分析實驗室，未來會形成在質量可靠性的競爭優(yōu)勢。

　　成立于2018年11月的廣東芯聚能半導體，也看重了IGBT這個市場。芯聚能半導體于2019年9月20日在廣州南沙舉行了奠基儀式，項目總投資達25億元。據了解，其項目第一階段將建設用于新能源汽車的IGBT和SiC功率器件與模塊生產基地，同時實現工業(yè)級功率器件規(guī)?；a。第二階段將面向新能源汽車和自動駕駛的汽車功率模塊、半導體器件和系統(tǒng)產品，延伸并形成從芯片到封裝、模塊的產業(yè)鏈聚集。

　　除了上述提到的企業(yè)，國內的IGBT在芯片設計、晶圓制造、模塊封裝等整個產業(yè)鏈基本都已有布局。整體來看，中國IGBT產業(yè)鏈正逐步具備國產替代能力。

國內的IGBT整個產業(yè)鏈梳理(制表：半導體行業(yè)觀察)

　　IGBT產業(yè)鏈配套還不足，與國外差距明顯

　　目前中國IGBT行業(yè)已經能夠具備一定的產業(yè)鏈協(xié)同能力，但國內IGBT技術在芯片設計、晶圓制造、模塊封裝等環(huán)節(jié)目前均處于起步階段。晶圓制造、背板減薄和封裝工藝是IGBT制造技術的主要難點，在這些方面我們與國外企業(yè)差距較為明顯。

　　目前IGBT發(fā)展面臨的最大問題是上游對IGBT的技術和產能支持的不足，且下游對國產IGBT的信任度不高。而且國內IGBT企業(yè)規(guī)模偏小，投入也不足。

　　IGBT從業(yè)人士表示，目前國內IGBT主要受制于晶圓生產的瓶頸，首先是沒有專業(yè)的代工廠進行IGBT的代工，原8寸溝槽IGBT產品主要在華虹代工，但是IGBT并非華虹主營業(yè)務，產品配額極其匱乏，且價格偏高。但是隨著中芯國際紹興工廠和青島芯恩半導體的晶圓廠的落成，相信這個局面會有很大改觀。

　　其次，與國外廠商相比，國內公司在大尺寸晶圓生產商工藝仍落后于全球龍頭，晶圓越大，單片晶圓產出的芯片就越多，在制造加工流程相同的條件下，單位芯片的制造成本會更低。目前，IGBT 產品最具競爭力的生產線是8英寸和12英寸，最為領先的廠商是英飛凌，國內晶圓生產企業(yè)此前絕大部分還停留在6英寸產品的階段。目前國內實現8英寸產品量產的有比亞迪、株洲中車時代、上海先進、華虹宏力、士蘭微，并且士蘭微12寸晶圓產線預計2020年底量產。

　　IGBT對背面工藝和減薄工藝技術要求高。其中背面工藝中的退火激活難度極大;在減薄工藝上，我國還相對落后，目前國內普遍可以將晶圓減薄到175μm，2018年12月份比亞迪公布能將晶圓減薄到120μm。而英飛凌制造的IGBT芯片最低可減薄到40um。在同尺寸產線橫向比較上，國內的晶圓產線良率與國際龍頭相比還存在一定差距。

　　除了晶圓生產方面，在封裝方面也存在制約。車用IGBT的散熱效率要求比工業(yè)級要高得多，逆變器內溫度最高可達120℃，同時還要考慮強振動條件。因此封裝要求遠高于工業(yè)級別。而IGBT封裝的主要目的是散熱，其關鍵是材料。在IGBT封裝材料方面，日本在全球遙遙領先，德國和美國處于跟隨態(tài)勢，我國的材料科學則相對落后。

　　所以，可以看出，IGBT是一個對產線工藝細節(jié)依賴性極強的公司，以英飛凌自己報告為例，同樣的設計，在6寸和8寸晶圓生產線上產出的產品性能差異極大，同樣兩條8寸晶圓生產線上產出的產品同樣性能差異極大。這就意味著設計公司不能跳出代工廠的支持獨立存在。所以，最好的路線就是IDM，這也是IGBT企業(yè)走向大而強的必經之路。