IGBT新基建新能源领域的芯支持
绝缘栅双极型晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT），有电力电子行业里的“CPU”之称，重要地位可见一斑。因其性能适用于各类需要进行交直流转换、电流电压转换的应用场景，逐步发展为中高端功率半导体器件中的主流产品形态。随着近期国家大力投入“新基建”，IGBT的市场规模和应用领域迅速扩大。那么在新基建的大力推动下，IGBT行业将会迎来哪些新机遇？又会对国内IGBT企业提出哪些新的需求？中低压有突破，与先进水平仍存差距“近年来在国家产业政策支持和国民经济发展的推动下，我国IGBT技术和产业取得了长足的进步，部分细分领域产品已进入世界先进水平的行列。”比亚迪功率器件产品总监杨钦耀向《中国电子报》记者介绍。根据中国产业信息网的数据，2018年中国 IGBT 市场规模为161.9亿元，同比增长 22.19%，增速显著高于全球平均水平。此外，受益于新能源汽车和工业领域的需求大幅增加，中国IGBT市场规模仍将持续增长，集邦咨询预测，到2025年，中国IGBT市场规模将达到522亿人民币，年复合增长率达19.11%。然而，目前国产IGBT也存在着诸多不足。杨钦耀认为，虽然国内已有多家企业从事IGBT的开发和生产，IGBT芯片实现了中低压产品的突破，但与国际先进水平仍然存在差距。主要问题是品种少、产量低、缺少高性能的产品，不能满足市场的需求。此外，由于国产IGBT发展较晚，用户对国产器件使用的信心和认可仍然不足，导致同样的技术下，用户更愿意使用进口产品。电子行业周报数据表明，在国内IGBT市场，英飞凌、三菱电机、富士电机等海外厂商占据50%以上的市场份额，可见国产IGBT在国内市场占有率并不乐观。新基建大市场，IGBT发展获支撑新基建的启动实施为IGBT等功率半导体行业带来了广大的市场机会，也为国内IGBT企业提供了一个难得的发展契机。有数据显示，目前国内市场上，工控、新能源汽车和家电市场是 IGBT的主要应用领域。2018 年新能源汽车领域IGBT的市场规模为50.19亿元，占比为31%；家电领域IGBT的市场规模为43.71亿元，占比为27%；工控领域IGBT的市场规模为32.38亿元，占比为20%；新能源发电领域IGBT的市场规模为17.81亿元，占比11%。随着新基建的启动建设，国家不断在拓展新能源汽车、充电桩、基站/数据中心电源、特高压以及轨道交通系统的市场，使得IGBT产业成为了新基建新能源领域的核心基础支撑，同时为各大IGBT企业提供更多生产和开发的机会，步入发展的快车道。中国工程院院士、国家集成电路产业发展咨询委员会委员丁荣军指出，今年在经济下行叠加疫情冲击的情况下，政府高层十分重视对5G、人工智能、城市轨道交通、新能源汽车等领域的基础设施建设。IGBT等功率半导体作为以上领域的核心基础支撑，需求量也将会大大增加，进而带动产业链上游材料领域的快速发展。更重要的是，在新基建实施的过程中，有更多下游产业用户开始接触和使用到了国产IGBT，这对进一步增强对国产IGBT的认同感，增加国产IGBT的采用有着极大的促进作用。“基于我国战略产业自主安全可控要求，新基建将进一步牵引IGBT领域加快自主创新，推动全产业链转型升级。“丁荣军表示。据中国产业信息网预测，到2020年，国内IGBT市场规模将超过200亿元，。新基建新要求，助力企业技术精进新基建对于IGBT企业的技术开发与创新也有极大的助力。杨钦耀指出，在新基建实施过程中，相关的建设项目一般都会对IGBT模块性能提出很多新的要求。IGBT企业将会有针对性地从产品性能、产品成本、产品集成化要求等各方面给出不同的解决方案。例如，在电源模块应用中，由于IGBT作为电源模块的关键器件，起到变频、变流和变压作用，这就要求IGBT相关器件作为电流的开关在关断的时候，漏电流和残余电流很小，而耐受电压可以很高，在开通的时候，电阻尽可能小，电流尽可能大，并且在开关的时间尽可能短。正是在这样的磨合过程中，产品技术性能才会一点点地改善和精进。华润微电子功率器件事业群、华润华晶研发中心副总经理邓小社在接受记者采访时也指出，新基建需要众多核心IGBT企业支持和参与。新基建市场规模大，领域繁多，也必然催生出一些新的应用场景，目前国内IGBT产业现状还难以满足未来多元的市场需求，需要更多掌握核心技术的IGBT企业成长起来，更好的服务于新基建的开展。另外值得关注的一点是，目前国产IGBT在一些细分领域的技术应用上已经取得不错的成绩，但是国内相对缺乏即懂IGBT器件技术，又熟悉系统的人才，导致做技术的只是做技术，做应用的只是做应用，无法最大限度发挥IGBT产品的性能优势，在与国际大厂竞争中处于劣势。限制了国产IGBT产品的产业化进程。相关企业在掌握IGBT技术之后没有太多机会进入中高端应用领域，甚至没有试错的机会。产品难以在市场应用中获取更多的经验，影响器件技术更新迭代进程，严重影响到了国内IGBT产品的产业化进程。随着新基建的实施，需求驱动的增加，这种状况正在得到改善。新基建为IGBT带来了更多应用场景，对IGBT产品性能及适用性提出了更高的要求，加快了IGBT器件技术及系统应用技术的跨界融合。此外，新基建的建设也给了国内IGBT企业更多的机会去涉足工控等高端领域，这些机会将帮助他们在高端领域的市场应用中，促进产品的更新迭代并逐步拓展自己的市场。总之，新基建为IGBT提供了更加广阔的发展平台。随着更多优良IGBT器件的脱颖而出，也将会大大推进新基建新能源产业的建设。二者相辅相成，互相促进。
