2022年只剩下幾天的時(shí)間了，今年發(fā)生了太多的事情，半導(dǎo)體行業(yè)也不例外，在經(jīng)歷了去年轟轟烈烈的供應(yīng)緊張之后，今年不少半導(dǎo)體器件出現(xiàn)了供應(yīng)過(guò)剩的情況。11月中旬的時(shí)候，電子發(fā)燒友網(wǎng)與一些行業(yè)內(nèi)人士交流的時(shí)候，有人透露有些元器件的庫(kù)存超過(guò)了1年，當(dāng)然，這不包括這幾年需求一直都很堅(jiān)挺的IGBT器件。

　　1982年，通用電氣的B?賈揚(yáng)?巴利加發(fā)明了IGBT，它集合了雙極型功率晶體管(BJT)和功率MOSFET的優(yōu)點(diǎn)，一經(jīng)推出，便引起了廣泛關(guān)注，各大半導(dǎo)體公司都投入巨資開(kāi)發(fā)IGBT器件。隨著工藝技術(shù)的不斷改進(jìn)和提高，其電性能參數(shù)和可靠性也日趨完善。

　　IGBT的技術(shù)發(fā)展及市場(chǎng)格局

　　由于IGBT集合了BJT和功率MOSFET的雙重優(yōu)點(diǎn)，既具有功率MOSFET的高速開(kāi)關(guān)和電壓驅(qū)動(dòng)特性，又具有BJT的低飽和壓降和承載較大電流的特點(diǎn)，且具有高耐壓能力。據(jù)悉，目前商業(yè)化的IGBT模塊耐壓已經(jīng)做到了6500V，實(shí)驗(yàn)室甚至已經(jīng)做到了8000V。

　　目前，IGBT器件的發(fā)展趨勢(shì)主要是高耐壓、大電流、高速度、低壓降、高可靠性和低成本。近10年來(lái)，IGBT器件發(fā)展的主要難點(diǎn)在于其器件的物理特性，尤其是溝槽型IGBT的物理特性，通常并不容易達(dá)到。主要體現(xiàn)在IGBT的開(kāi)通速度和損耗、擴(kuò)展至8英寸和12英寸制造/加工技術(shù)的挑戰(zhàn)、緩沖層構(gòu)成，以及微溝槽設(shè)計(jì)等方面。

　　也就是說(shuō)，要想設(shè)計(jì)出性能更好的IGBT產(chǎn)品，需要減少產(chǎn)品的損耗，提高開(kāi)通速度、魯棒性和可靠性，提升工作溫度等方面入手。目前海外IGBT器件廠商，比如英飛凌、ST、三菱電機(jī)等基本都掌握了場(chǎng)終止層(Field-stop，F(xiàn)S)+溝槽柵IGBT技術(shù)，且相繼推出了不同系列，不同規(guī)格的600V~6500V IGBT器件和模塊產(chǎn)品。 國(guó)內(nèi)IGBT廠商由于設(shè)備和工藝水平等因素的影響，目前還處于追趕階段。不過(guò)可喜的是，已經(jīng)有不少?gòu)S商取得了不錯(cuò)的進(jìn)步，比如斯達(dá)半導(dǎo)體、士蘭微、新潔能、宏微、中車時(shí)代電氣、賽晶等。

　　目前國(guó)內(nèi)廠商的IGBT產(chǎn)品主要對(duì)標(biāo)英飛凌的IGBT產(chǎn)品技術(shù)，而英飛凌IGBT技術(shù) 已經(jīng)迭代至第七代。

　　圖：IGBT技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)(來(lái)源：億渡數(shù)據(jù))

　　在市場(chǎng)格局方面，全球IGBT市場(chǎng)中海外企業(yè)以英飛凌、富士電機(jī)、三菱、安森美、東芝、ST等幾家為主，其中英飛凌的占比最大，不論是分立器件，還是IGBT模塊均居于領(lǐng)先地位，都占了近三成的市場(chǎng)份額。其中英飛凌、富士電機(jī)和三菱三家加起來(lái)可能占了市場(chǎng)上70%的市場(chǎng)份額，英飛凌的產(chǎn)品可以覆蓋到整個(gè)工業(yè)領(lǐng)域和汽車領(lǐng)域;富士電機(jī)和三菱更多的是在傳統(tǒng)的工業(yè)應(yīng)用上，及一些日系汽車主機(jī)廠的產(chǎn)品內(nèi)有應(yīng)用。

　　國(guó)內(nèi)本土廠商在IGBT分立器件領(lǐng)域起步較晚，與海外企業(yè)相比優(yōu)勢(shì)不明顯，在IGBT單管方面士蘭微，和IGBT模塊方面斯達(dá)半導(dǎo)體雖然占比不高，但均擠進(jìn)了前十。業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為做的比較好的IGBT廠商有比亞迪、斯達(dá)、宏微、中車時(shí)代，以及華潤(rùn)微和士蘭微等。

　　其中比亞迪全產(chǎn)業(yè)鏈都在做，在汽車領(lǐng)域表現(xiàn)很出色，占到了新能源汽車市場(chǎng)份額的18%~20%。比亞迪的IGBT產(chǎn)線源于2018年收購(gòu)的寧波中緯的晶圓廠，不夠其產(chǎn)品和迭代速度比較快。不足之處是其IGBT是平面型設(shè)計(jì)，輸出效率不高，第三方的主機(jī)廠一般不會(huì)采用比亞迪半導(dǎo)體的IGBT產(chǎn)品，不做比亞迪半導(dǎo)體在積極地市場(chǎng)化。

　　斯達(dá)半導(dǎo)體從2008年就開(kāi)始了IGBT產(chǎn)品的研發(fā)，特別是2015年，IR被英飛凌收購(gòu)后，斯達(dá)半導(dǎo)體收購(gòu)了IR的專用于功率器件的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，隨后2018年開(kāi)始滲透入電動(dòng)汽車領(lǐng)域。不足之處是其晶圓來(lái)自于華虹，目前采用其IGBT產(chǎn)品的電動(dòng)汽車廠商還不多。

　　宏微最早專注的產(chǎn)品是FRED，主要針對(duì)家電市場(chǎng)，因此也同步做了IGBT和對(duì)應(yīng)的晶圓買賣，其股東之一的匯川技術(shù)希望將宏微的產(chǎn)品帶起來(lái)，目前在完善階段。

　　中車時(shí)代背靠中車集團(tuán)，在2012年收購(gòu)了英國(guó)的丹尼克斯75%的股份后，在2015年成立了Fab廠。由于丹尼克斯的產(chǎn)品主要集中在高壓部分，當(dāng)時(shí)收購(gòu)也是對(duì)口中車的軌道交通業(yè)務(wù)，因此，到目前為止，中車時(shí)代大部分的應(yīng)用都在中車自己的軌道交通領(lǐng)域。不過(guò)，2018年開(kāi)始，中車時(shí)代開(kāi)始了市場(chǎng)化，開(kāi)始在智能電網(wǎng)、汽車領(lǐng)域布局，再加上中車自己做新能源汽車的電控產(chǎn)品，且占了整個(gè)汽車市場(chǎng)的1%左右的份額，未來(lái)在汽車領(lǐng)域的潛力不小。

　　華潤(rùn)微和士蘭微的IGBT產(chǎn)品線僅是他們眾多產(chǎn)品分類中的一個(gè)分支，他們目前做的市場(chǎng)主要是技術(shù)門(mén)檻不是很高的市場(chǎng)，他針對(duì)的市場(chǎng)主要有電焊機(jī)、等離子切割機(jī)、家用電器、工業(yè)領(lǐng)域的電磁感應(yīng)加熱等，當(dāng)然也有光伏逆變和新能源汽車產(chǎn)品的規(guī)劃。

　　IGBT行業(yè)2022年的大事件

　　從供應(yīng)鏈方面來(lái)看，自2021年起，由于下游各應(yīng)用領(lǐng)域?qū)GBT新的需求持續(xù)上升，而海外廠商擴(kuò)產(chǎn)相對(duì)謹(jǐn)慎，IGBT的交付周期延長(zhǎng)，IGBT供需矛盾明顯。2022年初，英飛凌、意法半導(dǎo)體等國(guó)際半導(dǎo)體供應(yīng)商陸續(xù)發(fā)布了漲價(jià)通知，安森美停止了部分供貨。

　　近年來(lái)，下游應(yīng)用需求的上升，特別是新能源汽車和新能源光伏的需求快速提升，使得本土廠商意識(shí)到IGBT等關(guān)鍵器件多供應(yīng)商的重要性，很多本土廠商逐漸提升了對(duì)國(guó)產(chǎn)IGBT的接受程度，促使了國(guó)內(nèi)廠商加速了對(duì)國(guó)產(chǎn)IGBT產(chǎn)品的導(dǎo)入。

　　據(jù)12月5日斯達(dá)半導(dǎo)體三季度業(yè)績(jī)說(shuō)明會(huì)上的消息，斯達(dá)半導(dǎo)今年前三季度實(shí)現(xiàn)凈利潤(rùn)達(dá)到5.9億元，同比增長(zhǎng)1.21倍，增速超過(guò)營(yíng)業(yè)收入，銷售毛利率達(dá)到41.07%，環(huán)比提升。據(jù)悉，近幾個(gè)季度營(yíng)收增長(zhǎng)主要驅(qū)動(dòng)力來(lái)自公司產(chǎn)品在新能源汽車、光伏、儲(chǔ)能、風(fēng)電等行業(yè)持續(xù)快速放量，市場(chǎng)份額不斷提高;隨著規(guī)?；?yīng)釋放、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)效率提高，公司毛利率持續(xù)增長(zhǎng)。

　　從收入結(jié)構(gòu)來(lái)看，1~9月份，斯達(dá)半導(dǎo)來(lái)自新能源行業(yè)(包含新能源汽車、新能源發(fā)電、儲(chǔ)能)的收入占比超過(guò)一半，成為公司業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)的主要推動(dòng)力。其中，公司的車規(guī)級(jí)半導(dǎo)體模塊在國(guó)內(nèi)主流新能源汽車廠家大批量應(yīng)用多年，市場(chǎng)份額不斷提高，已成為國(guó)內(nèi)新能源汽車車規(guī)級(jí)功率半導(dǎo)體模塊的主要供應(yīng)商。

　　據(jù)此前披露，斯達(dá)半導(dǎo)生產(chǎn)的應(yīng)用于主電機(jī)控制器的車規(guī)級(jí)IGBT模塊持續(xù)放量，上半年合計(jì)配套超過(guò)50萬(wàn)輛新能源汽車，并預(yù)計(jì)下半年配套數(shù)量將進(jìn)一步增加，其中A級(jí)及以上車型超過(guò)20萬(wàn)輛。

　　宏微也受益于新能源市場(chǎng)發(fā)展，今年前三季度公司實(shí)現(xiàn)凈利潤(rùn)6125萬(wàn)元，同比增長(zhǎng)約三成;其中，第三季度實(shí)現(xiàn)2901萬(wàn)元，同比上年同比增長(zhǎng)近翻倍，銷售毛利率21.77%，約為斯達(dá)半導(dǎo)一半。宏微科技表示，毛利率與同行的差距主要是因?yàn)楫a(chǎn)能無(wú)法滿足旺盛的市場(chǎng)需求，當(dāng)前公司定單量飽滿，但由于上游部分核心原材料短缺，以及公司新增封測(cè)產(chǎn)能仍處于爬坡階段，無(wú)法再接下定單。

　　主要產(chǎn)品進(jìn)展方面，宏微科技在12寸IGBT平臺(tái)在公司M3i芯片平臺(tái)基礎(chǔ)上，上半年開(kāi)始了微溝槽M4i750V和M6i1200V的研發(fā)制樣;公司的M7i微溝槽1200VIGBT首顆產(chǎn)品已通過(guò)客戶認(rèn)證并收獲小批量訂單;車用820A/750V模塊產(chǎn)品已獲得客戶驗(yàn)證并開(kāi)始批量交付等。

　　士蘭微的表現(xiàn)就相對(duì)暗淡，前三季度凈利僅增長(zhǎng)了6.43%至7.74億元，其中第三季度凈利潤(rùn)還同比下降了約40%。原因應(yīng)該是受到了當(dāng)前消費(fèi)電子需求低迷的影響，不過(guò)士蘭微正在著手進(jìn)入當(dāng)前火熱的新能源汽車市場(chǎng)。

　　在IGBT市場(chǎng)方面，據(jù)士蘭微介紹，其IGBT單管和模塊在工業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)大量應(yīng)用，并拓展到了新能源和汽車。據(jù)介紹，公司12寸IGBT月產(chǎn)能為1.5萬(wàn)片，但受襯底短缺的影響，實(shí)際尚未達(dá)標(biāo)，目前正在解決，加上公司8寸線和6寸線都有IGBT產(chǎn)能，所以IGBT相關(guān)的產(chǎn)品營(yíng)收規(guī)模占比已大幅提高，預(yù)計(jì)未來(lái)會(huì)有進(jìn)一步的成長(zhǎng)。該公司高管表示，“現(xiàn)在面臨的主要問(wèn)題是襯底有短缺。我們和上游的供應(yīng)商都在積極推動(dòng)解決。二季度對(duì)我們困擾比較大的FRD(快恢復(fù)二極管)現(xiàn)在也在逐步解決?！?/p>

　　結(jié)語(yǔ)

　　2022年的IGBT市場(chǎng)持續(xù)了一年的供應(yīng)緊張，預(yù)計(jì)在新能源汽車和新能源光伏和儲(chǔ)能市場(chǎng)持續(xù)火熱的帶動(dòng)下，IGBT的供應(yīng)還會(huì)緊張一段時(shí)間，這對(duì)國(guó)產(chǎn)IGBT廠商來(lái)說(shuō)是一個(gè)好消息，至少不用擔(dān)心擴(kuò)產(chǎn)后產(chǎn)能過(guò)剩的問(wèn)題，而且，供應(yīng)緊張終端廠商導(dǎo)入新產(chǎn)品的動(dòng)力也將更大。