功率半導體是半導體行業的細分領域,雖不像集成電路一樣被大眾熟知,但其重要性不可忽視。
IGBT是功率半導體的一種,作為電子電力裝置和系統中的“CPU”,高效節能減排的主力軍。
回顧
IGBT的技術發展,
IGBT主要經歷了7代技術及工藝改進。
IGBT ,絕緣柵雙極型晶體管,是由BJT(雙極型
三極管)和MOS(絕緣柵型場效應管)組成的復合全控型電壓驅動式功率半導體器件,具有高頻率、高電壓、大電流、易于開關等優良性能,被業界譽為功率變流裝置的“CPU”。
集邦咨詢旗下拓墣產業研究院數據顯示,電動汽車的發展將帶動
IGBT市場總值持續成長,預估2021年
IGBT的市場總值將突破52億美元。中國作為全球[敏感詞]的
IGBT需求市場,主要市場份額被歐美、日本企業所占據,但是經過多年努力,目前已建立起完整的
IGBT產業鏈,下面將按照IDM、設計、制造、模組分類盤點國內
IGBT產業鏈主要企業——
IDM
株洲中車時代電氣股份有限公司是中國中車旗下股份制企業,其前身及母公司——中車株洲電力機車研究所有限公司創立于1959年,其現已形成了集
IGBT產品設計、芯片制造等成套技術研究、開發、集成于一體的大功率
IGBT產業化基地。
2008年,中車時代電氣(當時名為“南車時代電氣”)收購全球IBGT廠商丹尼斯,2009年建成國內首條高壓
IGBT模塊封裝線,自2010年開始著手籌建國內首條專注于
IGBT芯片的先進生產線。目前,中車時代電氣
IGBT產品已從650V覆蓋至6500V,并批量應用于高鐵、電網、電動汽車、風電等領域,2017年其高壓
IGBT模塊在電力系統收獲訂單,并成功研制世界[敏感詞]容量壓接型
IGBT。
2003年,比亞迪成立深圳比亞迪微電子有限公司(即其“第六事業部”),致力于集成電路及功率器件的開發并提供產品應用的整套解決方案,其
IGBT的研發制造主要由比亞迪微電子負責。2005年,比亞迪正式組建
IGBT研發團隊,并于2007年建立
IGBT模塊生產線,完成[敏感詞]電動汽車
IGBT模塊樣品組裝。
目前,比亞迪已相繼掌握
IGBT芯片設計和制造、模組設計和制造、大功率器件測試應用平臺、電源及電控等環節,擁有
IGBT完整產業鏈。2018年底,比亞迪正式發布其自研車規級
IGBT 4.0技術。全球市場研究機構集邦咨詢報告指出,比亞迪微電子憑借擁有終端的優勢,在車用
IGBT市場快速崛起,取得中國車用
IGBT市場超過兩成的市占率,一躍成為中國銷售額前三的
IGBT供應商。
杭州士蘭微電子股份有限公司成立于1997年,從集成電路芯片設計業務開始,逐步搭建了特色工藝的芯片制造平臺,并已將技術和制造平臺延伸至功率器件、功率模塊和MEMS傳感器的封裝領域,建立了較為完善的IDM經營模式。
目前,士蘭微5英寸、6英寸芯片生產線已穩定運行,8英寸芯片生產線也順利投產,陸續完成了高壓BCD、超薄片槽柵
IGBT、超結高壓MOSFET、高密度溝槽柵 MOSFET、快回復二極管、MEMS傳感器等工藝的研發。今年4月,士蘭微推出了應用于家用電磁爐的1350V RC-
IGBT系列產品,據悉其所開發的
IGBT已在多個領域通過了客戶的嚴格測試并導入量產。
吉林華微電子股份有限公司成立于1999年,集功率半導體器件設計研發、芯片加工、封裝測試及產品營銷為一體,官網信息顯示其擁有4英寸、5英寸與6英寸等多條功率半導體分立器件及IC芯片生產線,芯片加工能力為每年400萬片,封裝資源為24億只/年,模塊360萬塊/年。
華微電子主要生產功率半導體器件及IC,目前已形成
IGBT、MOSFET、SCR、SBD、IPM、FRD、BJT等為營銷主線的系列產品,其650V~1200V的Trench-FS
IGBT平臺產品已通過客戶驗證。今年4月,華微電子擬募投8英寸生產線項目,600V-1700V各種電壓、電流等級
IGBT芯片是該項目的重點之一。
華潤微電子(重慶)有限公司,即原中航(重慶)微電子有限公司,集半導體設計、研發、制造與服務一體化,以功率半導體器件、功率/模擬集成電路為產業基礎,面向工業電子、消費電子、汽車電子、5G通訊市場。具備功率器件、GaN、MEMS傳感器等技術開發和制造平臺。
重慶華潤微擁有國內[敏感詞]條全內資8英寸專注功率器件晶圓生產線,月產能5.1萬片,工藝能力0.18微米,以及一條8英寸特種工藝生產線。目前該公司已啟動12英寸晶圓生產線及相關配套封測線建設規劃,主要生產MOSFET、
IGBT、電源管理芯片等功率半導體產品。
湖北臺基半導體股份有限公司成立于2004年,是是國內大功率半導體器件領域為數不多的掌握前道(擴散)技術、中道(芯片制成)技術、后道(封裝測試)技術,并掌握大功率半導體器件設計、制造核心技術并形成規模化生產的企業。
臺基股份主營產品為功率晶閘管、整流管、
IGBT 模塊、電力半導體模塊等功率半導體器件,其早于5年前開始了
IGBT模塊的研發,目前基本具備
IGBT設計、封裝測試的能力。近期,臺基股份定增募投“新型高功率半導體器件產業升級項目”,其中包含了月產4萬只
IGBT模塊(兼容MOSFET等)封測線。
揚州揚杰電子科技股份有限公司成立于2006年8月,致力于功率半導體芯片及器件制造、集成電路封裝測試等領域的產業發展,主營產品為各類電力電子器件芯片、功率二極管、
整流橋、大功率模塊、DFN/QFN產品、SGT MOS及碳化硅SBD、碳化硅JBS等。
據了解,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。揚杰科技在互動平臺上表示,2018年度,公司
IGBT芯片實際產出近6000片。
科達半導體
科達半導體有限公司成立于2007年,是由科達集團投資成立的高新技術企業,主要從事
IGBT、FRD、MOSFET等新型功率半導體器件(電力電子器件)的設計、生產和銷售,在深圳、浙江、山東等地區均設有銷售中心。
據科達半導體官方介紹,其擁有功率器件設計中心、性能測試實驗室和可靠性實驗室以及省級設計中心,省級功率半導體工程中心,在
IGBT、FRD、MOSFET等多個產品領域開發出擁有自主知識產權的多種規格產品,其中1200V
IGBT被國家科技部列為國家重點新產品,產品廣泛應用于電磁爐、小功率變頻器、逆變焊機、無刷馬達控制器、UPS等領域。
設計
江蘇中科君芯科技有限公司成立于2011年,是一家專注于
IGBT、FRD等新型電力電子芯片研發的中外合資高科技企業。中科君芯前身是中國科學院微電子研究所、中國科學院微電子研究所、中國物聯網研究與發展中心以及成都電子科大的三個研究團隊,最早始于上世紀80年代。
中科君芯官網介紹稱,公司目前形成具有市場競爭力的產品有650V、1200V、1700V系列
IGBT芯片,并擁有222項專利,其中PCT專利12項。
IGBT技術方面,中科君芯已開發出溝槽場終止(Trench -FS)電壓650V-6500V、單芯片電流8A-400A全系列
IGBT芯片,成功解決了溝槽柵溝槽成型技術、載流子增強技術、晶圓減薄技術、背面高能離子注入技術、背面激光退火技術等關鍵工藝技術。
寧波達新半導體有限公司成立于2013年,是以海歸博士為主創立的一家中外合資的高科技公司,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,擁有
IGBT、MOSFET和FRD等功率半導體芯片的設計和工藝集成技術,建有
IGBT產品性能測試、應用及可靠性試驗室,擁有一條測試和制造手段完備
IGBT模塊研發生產線。
達新半導體官網介紹稱,其團隊在8英寸和6英寸晶圓制造平臺上同時開發成功平面型NPT、平面型FS、溝槽型NPT、溝槽型FS等
IGBT芯片技術,能夠制造從600V至1700V, 可滿足大部分應用領域的
IGBT芯片產品。此外,達新半導體已成功開發多種
IGBT模塊產品,電壓等級涵蓋600V~3300V、電流等級涵蓋10A~1000A,可應用于逆變焊機、變頻器、感應加熱、大功率電源、UPS、新能源汽車、太陽能/風力發電、SVG等領域。
無錫紫光微電子有限公司(原無錫同方微電子有限公司)成立于2006年,是紫光同芯微電子有限公司投資的一家高新技術企業,是一家專注于先進半導體功率器件和集成電路的設計研發、芯片加工、封裝測試及產品銷售的集成電路設計企業。
據紫光微電子官網介紹,該公司開發和生產的SJ MOSFET、DT MOSFET、HV VDMOS、
IGBT、IGTO、Half Bridge Gate Driver等半導體功率器件以及相關的電源管理集成電路等產品廣泛應用于節能、綠色照明、風力發電、智能電網、混合動力\電動汽車、儀器儀表、消費電子等領域。
IGBT方面,其以
IGBT實際應用為設計基礎,使用NPT(非穿通型)和溝槽型FS(場終止型)
IGBT技術為大功率應用客戶提供優質可靠的系統解決方案。
無錫新潔能股份有限公司成立于2013年,主營業務為MOSFET、
IGBT等半導體功率器件的研發設計及銷售,主要產品按照是否封裝可分為芯片和封裝成品,廣泛應用于消費電子、汽車電子、工業電子以及新能源汽車/充電樁、智能裝備 制造、物聯網、光伏新能源等領域。
據無錫新潔能官方介紹,目前其主要產品包括12V~200V溝槽型功率MOSFET(N溝道和P溝道)、30V~300V屏蔽柵功率MOSFET(N溝道和P溝道)、500V~900V超結功率MOSFET、600V~1350V溝槽柵場截止型
IGBT,相關核心技術已獲得多項專利授權,四大系列產品均獲得江蘇省高新技術產品認定。
西安芯派電子科技有限公司成立于2008年,是一家集研發、生產和銷售為一體的高新技術企業,產品包含低壓至高壓全系列MOSFET、
IGBT、二極管、橋堆以及電源管理IC等。其總部位于西安,擁有省級重點實驗室西安半導體功率器件測試應用中心。
據了解,芯派科技自2016年研發出應用于1200V/900V/650V的
IGBT功率器件,產品性能指標達到和國外同類產品的技術性能。目前其600V/1200V FS系列
IGBT產品在工業類電源中批量使用,450V的
IGBT產品適用于閃光燈應用與點火應用,NPT工藝的1200V/3300V
IGBT系列產品適用于汽車行業。
制造
上海華虹宏力半導體制造有限公司由原上海華虹NEC電子有限公司和上海宏力半導體制造有限公司新設合并而成,是全球[敏感詞]提供場截止型絕緣柵雙極型晶體管(FS
IGBT)量產技術的8英寸集成電路芯片制造廠。
華虹宏力自2011年起就已成功量產了1200V非穿通型(NPT)
IGBT;2013年600V-1200V FS
IGBT實現量產,隨后與多家合作單位陸續推出了600V、1200V、1700V等
IGBT器件工藝,成功解決了
IGBT的關鍵工藝問題,包括硅片翹曲及背面工藝能力等。據悉目前華虹宏力是國內[敏感詞]擁有
IGBT全套背面加工工藝的晶圓代工企業,同時正在加速研發6500V超高壓
IGBT技術。
上海先進半導體制造股份有限公司,前身為1988年由中荷合資成立的上海飛利浦半導體公司,擁有5英寸、6英寸、8英寸晶圓生產線,專注于模擬電路、功率器件的制造,自2004年開始提供
IGBT國內、外代工業務。
上海先進2008年在國內建立
IGBT背面工藝線,具備
IGBT正面、背面、測試等完整的
IGBT工藝能力,
IGBT/FRD的電壓范圍覆蓋650V、1200V、1700V、3300V、4500V、6500V,技術能力包括PT、NPT、Field Stop,以及平面、溝槽
IGBT等。其6英寸晶圓廠專注于平面
IGBT和FRD工藝平臺,電壓覆蓋1200V~6500V,8英寸晶圓廠專注于Trench Field Stop
IGBT工藝平臺,電壓覆蓋450V~1700V。
中芯國際集成電路制造有限公司是中國內地技術最全面、配套最完善、規模[敏感詞]、跨國經營的集成電路制造企業,提供0.35微米到28納米8寸和12寸芯片代工與技術服務。
根據中芯國際官網介紹,其
IGBT平臺從2015年開始建立,著眼于[敏感詞]一代場截止型
IGBT結構,采用業界[敏感詞]及主流的背面加工工藝,包括Taiko背面減薄工藝、濕法刻蝕工藝、離子注入、背面激光退火及背面金屬沉積工藝等,已完成整套深溝槽+薄片+場截止技術工藝的自主研發,并相應推出600V~1200V等器件工藝,技術參數可達到業界領先水平。
深圳方正微電子有限公司成立于2003年,由方正集團聯合其他投資者共同創辦,專注于為客戶提供功率分立器件(如DMOS、
IGBT、SBD和FRD)和功率集成電路(如BiCMOS、BCD和HV CMOS)等領域的晶圓制造技術。
根據官網介紹,方正微電子擁有兩條6英寸晶圓生產線,月產能達6萬片,產能規模居國內6英寸線前列,0.5微米/6英寸工藝批量生產能力躍居國內行業第二,未來月產能規劃將達8萬片。
IGBT方面目前支持430V、600V Trench PT
IGBT以及1200V、1700V Planar NPT
IGBT等工藝及時。
無錫華潤上華科技有限公司隸屬于華潤集團旗下負責半導體業務的華潤微電子有限公司。華潤上華向客戶提供廣泛的晶圓制造技術,包括BCD、Mixed-Signal、HV CMOS、RFCMOS、Embedded-NVM、BiCMOS、Logic、MOSFET、
IGBT、SOI、MEMS、Bipolar等標準工藝及一系列客制化工藝平臺。
據官網介紹,華潤上華擁有國內[敏感詞]的6英寸代工線和一條8英寸代工線,6英寸月產能逾11萬片,八英寸生產線目前月產能已達3.5萬片,未來整體月產能規劃為6萬片,制程技術將提升至0.11微米。
IGBT方面,華潤上華于2012年已宣布開發完成600V和1700V Planar NPT
IGBT以及600V Trench PT
IGBT工藝平臺。
模組
嘉興斯達半導體股份有限公司成立于2005年4月,是一家專業從事功率半導體元器件尤其是
IGBT模塊研發、生產和銷售服務的[敏感詞]高新技術企業,其主要產品為功率半導體元器件,包括
IGBT、MOSFET、IPM、FRD、SiC等,已成功開發近600種
IGBT模塊產品,電壓等級涵蓋100V~3300V,電流等級涵蓋10A~3600A。
在技術方面,嘉興斯達已開發出平面柵NPT型1200V全系列
IGBT芯片和溝槽柵場中止650V、750V、1200V及1700V全系列
IGBT芯片,解決了包括8英寸晶圓減薄技術、背面高能離子注入技術、背面激光退火激活技術以及溝槽柵挖槽成型技術等關鍵工藝技術。有數據顯示,2017年嘉興斯達在
IGBT模塊領域的市場占有率排全球第9位。
深圳芯能半導體技術有限公司成立于2013年,由深圳正軒科技、深圳國資委、深圳人才創新基金、達晨創投、方廣資本、廈門獵鷹等知名機構聯合投資,致力于
IGBT芯片、
IGBT驅動芯片以及大功率智能功率模塊的研發、應用和銷售。
目前芯能聚焦600V和1200V中小功率
IGBT產品,
IGBT單管、IPM、
IGBT模塊和HVIC四個領域都有完善的產品序列,產品性能國內領先。產品廣泛應用于工業變頻器、伺服驅動器、變頻家電、電磁爐、工業電源、逆變焊機等領域;針對中大功率產品,芯能也能提供系統化解決方案:650V/450A和1200V/450A EconoDUAL智能
IGBT功率模塊、34mm模塊、62mm模塊等產品均得到終端客戶的一致認可。
西安中車永電電氣有限公司成立于2005年,是中車永濟電機有限公司全資控股的專門從事電力電子產品的研發、生產、銷售、服務的高技術企業,主要產品包括
IGBT?模塊、IPM模塊、整流管、晶閘管、組合元件等電力半導體器件,以及變流器、功率模塊、城軌地面整流裝置、地鐵單向導通裝置、充電機等裝置。
2011年12月,陜西省工業和信息化廳在西安經濟技術開發區北車永濟研發中心主持召開了西安永電“6500V/600A、3300V/1200A、1700V/1200A
IGBT模塊”新產品新技術鑒定會。與會專家一致認為,其6500V/600A、3300V/1200A和1700V/1200A
IGBT模塊三種產品技術參數整體達到國際先進水平,其中6500V/600A產品指標達到國內水平,一致同意通過省級新產品鑒定。
江蘇宏微科技股份有限公司成立于2006年8月,立足于電力電子元器件行業,業務范圍包括設計、研發、生產和銷售新型電力半導體芯片、分立器件及模塊,如FRED、VDMOS、
IGBT芯片、分立器件、標準模塊及用戶定制模塊(CSPM),并提供高效節能電力電子裝置的模塊化設計、制造及系統的解決方案。
2018年,宏微科技與北汽新能源成立宏微-北汽新能源
IGBT聯合實驗室,計劃從芯片設計到模塊設計與封裝再到電機控制器設計與生產,聯合打造電機控制器產業鏈。宏微科技年報顯示,2018年其電動汽車用
IGBT模塊在SVG行業應用中逐步放量,同時客戶定制化產品也開始批量銷售。
威海新佳電子有限公司成立于2004年,注冊資本2000萬元,是專業從事新型電力電子器件及其應用整機產品設計、研發、生產、銷售的國家高新技術企業。
威海新佳是
IGBT國家標準和交流固態繼電器行業標準起草單位之一,建有“國家高技術產業化示范工程”
IGBT生產線、山東省電力電子器件工程技術研究中心,并先后承擔過國家發改委新型電力電子器件產業化專項項目、工信部電子發展基金項目等多項國家和省部級項目。
南京銀茂微電子制造有限公司成立于2007年11月,是江蘇銀茂(控股)集團有限公司控股公司。官網介紹稱,該公司一期項目以研發、制造和銷售擁有自主知識產權的新型電力電子模塊、全氣密半氣密高可靠性混合電路電子器件、大規模變流技術核心組件為主營業務,具備年產通用功率模塊65萬件和高壓大功率模塊10萬件以上的生產能力,是目前國內[敏感詞]的電力電子功率模塊生產基地之一。
2019年6月14日,受江蘇省科技廳、南京市科技局委托,溧水區科技局組織銀茂微電子承擔的“江蘇省大功率IGBT模塊工程技術研究中心”項目通過驗收。
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