Welche Stärken weisen die IGBT-Technologien von China Resources Micro, New Clean Energy, Yangjie und Jiejie auf?
 
Situation der Leistungshalbleiterindustrie: Es wird prognostiziert, dass der heimische Markt für Leistungshalbleiter im Jahr 2025 ein Volumen von 50 Milliarden US-Dollar erreichen wird, wobei der Anteil lokaler Hersteller derzeit sehr gering ist. Die drei wichtigsten Anwendungsbereiche der Leistungshalbleiterindustrie werden zukünftig Automobile, Photovoltaik und industrielle Steuerungstechnik sein. Darüber hinaus gibt es Anwendungsgebiete in der erneuerbaren Energieerzeugung, Hochspannungsnetzen und im Schienenverkehr.  
(1) Markt für industrielle Steuerungstechnik: Vor 2018 konzentrierte sich der heimische Markt für Leistungshalbleiter hauptsächlich auf den Bereich der industriellen Steuerungstechnik mit einem Volumen von 10 Milliarden Yuan. (2) Markt für Elektrofahrzeuge: Der heimische Markt für Elektrofahrzeuge wird Prognosen zufolge bis 2025 ein Volumen von über 10–15 Milliarden Yuan erreichen. Die Verkaufszahlen von Elektrofahrzeugen stiegen von 2019 bis 2020 nur geringfügig, begannen aber im Oktober 2020 wieder zu wachsen. Der Wert eines Leistungshalbleiters pro Fahrzeug beträgt 3,000 Yuan. Es wird prognostiziert, dass 2021 2 Millionen Fahrzeuge in China zugelassen sein werden (Marktvolumen: 6 Milliarden Yuan) und dass bis 2025 5 Millionen Fahrzeuge (Marktvolumen: 15 Milliarden Yuan) erreicht werden sollen. (3) Markt für Photovoltaik-Wechselrichter: Der Markt stieg im letzten Jahr von 130 GW auf 180 GW. Auch Photovoltaik-Wechselrichter entwickeln sich rasant. 1 GW hat einen Wert von 40 Millionen Yuan in der angewandten Leistungshalbleiterindustrie. Der Photovoltaiksektor mit einer Leistung von 180 GW im Jahr 2020 hat daher auch einen Wert der Leistungshalbleiterindustrie von über 7 Milliarden Yuan. Inländische Hersteller von Photovoltaik-Wechselrichtern halten einen Marktanteil von 60 % weltweit (Goodwe, Sungrow, Ginlang, Huawei usw.).  
  Q: Power semiconductor boom situation A: This year's IGBT power semiconductor price increase comes from: (1) the rapid growth of demand for IGBTs in the new energy vehicle and photovoltaic markets; (2) Affected by the epidemic, most IGBTs currently rely on imports, and many packaging and testing are in Southeast Asia (Malaysia, etc.). They are currently in a shutdown stage, exacerbating the shortage. (3) The current delivery time for Infineon’s industrial control IGBTs is half a year, and the delivery time for automotive IGBTs is one year. After 2022-2023, when the epidemic eases and factories resume work, Infineon's delivery schedule may be eased; however, for IGBT modules, the automotive and photovoltaic markets are growing rapidly, and shortages may continue. It will not be possible to alleviate the situation until Infineon 12-inch and several domestic 12-inch (Silan Micro, Huahong, Jita, China Resources Micro, etc.) production lines are put into operation.  
Q: What are the advantages and disadvantages of the new energy vehicle IGBT market and major domestic companies? A: The first BYD, the first to start manufacturing in China; (1) In 2008, it acquired Ningbo Zhongwei’s IDM wafer factory and started to manufacture it on its own. From 2010 to 2011, it organized a team to start developing vehicle-mounted IGBTs; in 2012, it imported its own BYD cars, and in 2015, the self-developed IGBTs began to increase in volume. (2) Before 2015, BYD purchased 80% of its chips from Infineon, and then packaged them for use in its own cars, such as Tang, Song, etc.; (3) After 2015, self-produced IGBT 2.5-generation chips came out, and 80% of the chips were used by themselves and 20% were purchased from outsourcing; (4) After the IGBT 4.0-generation chips came out in 2017-2018, they basically used their own chips. He now has the largest installed capacity of IGBTs, with a total of 1 million units using his own chips. In 2017, he began to promote his own chips and modules. However, BYD IGBT 4.0 can only benchmark Infineon IGBTs. 2.5 is a planar + FS structure, which is worse than the trench-type chips of domestic companies (it is one generation behind the 4th generation of Star, Acer, and Silan Micro; resulting in a saturation voltage drop difference of 2V, and the trench type is thin and has a voltage drop difference of 1.4V, so the loss of the planar structure is large, ultimately affecting the output power efficiency). Therefore, the current external customer that uses BYD IGBT for mass production is Shenzhen's Lanhai Huateng, which makes commercial logistics vehicles; other manufacturers of passenger cars have no use. One is that the performance is relatively backward, and the other is that BYD's self-developed modules are customized packaging, which is different from the current standardized packaging of A71, A72 and other modules; (5) BYD's latest IGBT at the end of 2020 After the launch of 5.0, it will be able to benchmark against the trench-type chips of its domestic counterparts (comparable to Infineon's 4.0-generation IGBT, as well as the trench-type products of Star and Silan Micro). It depends on whether it can make progress in promoting new products this year.  
Second Star Semiconductor: (1) Das Unternehmen begann 2008 mit der Herstellung von IGBTs. Anfangs wurden Chips zugekauft und die Gehäuse selbst entwickelt. (2) Infineon übernahm 2015 IR (International Rectifier) ​​und löste das ursprüngliche Chip-Team von IR auf. Star übernahm dieses Team und entwickelte es iterativ auf Basis der 7. Generation von IR-Chips (im Vergleich zur 4. Generation von Infineon). (3) 2016 begann Star Semiconductor, die selbst entwickelten Chips zu vermarkten. Kunden wie Inovance und INVT setzten auf diese. Da die Chips auf bestehenden Lösungen basierten und effizienter gestaltet wurden, waren sie erfolgreich und wurden schnell von inländischen OEMs eingeführt. (4) Seit 2017 werden sie in der elektronischen Steuerungstechnik und in Fahrzeugen eingesetzt. (5) Mittlerweile stammen 70 % der Chips im Werk von Star Semiconductor aus eigener Entwicklung. Im Bereich der Fahrzeugtechnik gibt es zahlreiche Anwendungen, beispielsweise in Fahrzeugen der Klasse A00, Bussen und Logistikfahrzeugen. Sein 750-V-Modul für Fahrzeuge der A-Klasse erfüllt jedoch noch nicht die Fahrzeugvorschriften. Die Lebensdauer beträgt lediglich 4–5 Jahre (vorgeschrieben sind über 10 Jahre), und die Ausfallrate entspricht nicht dem Standard (jährliche Ausfallrate: 50 ppm). Fahrzeughersteller der A-Klasse bevorzugen daher IDM (Integrated Device Manufacturer) für die Einführung von IGBT-Modulen für Fahrzeuge, da die Anforderungen an Chiplebensdauer, Zuverlässigkeit und Ausfallrate hoch sind. IDM kontrolliert die Prozesse und Parameter in der Halbleiterfertigung. Stars Chip wird ohne eigene Fertigung (Fabless) hergestellt, sodass nicht nachgewiesen werden kann, dass das Chipmaterial Automobilqualität aufweist. (Obwohl das vom Werk ausgelieferte Modul Automobilqualität aufweist, kann die Qualität des Chipmaterials nicht garantiert werden.) Die Einschränkungen der Fabless-Fertigung bei der Herstellung von Produkten in Automobilqualität: Star bestellt bei Huahong. Nach der Wafer-Herstellung durchlaufen die Chips mehrere Screening-, Test- und Qualitätsprüfungsrunden, bevor sie verpackt werden. Anschließend werden sie Burn-in-Tests, dynamischen Lasttests usw. unterzogen und schließlich an die Kunden ausgeliefert. Das IDM-Modell ermöglicht jedoch eine umfassende Qualitätskontrolle in der Fab-Fabrik. Durch die Sicherstellung einheitlicher Parameter erreicht der Chip Automobilqualität und muss nach der Freigabe nicht mehr viele Prüfrunden durchlaufen;
Third CRRC Electric: (1) Übernahme von Danix in Großbritannien im Jahr 2012 und Beginn der IGBT-Entwicklung. (2) Errichtung einer Fab-Fabrik im Jahr 2015 und Entwicklung von IGBT-Hochspannungsmodulen 6500 V/7500 V für den Schienenverkehr. Im Jahr 2017 war die Produktionskapazität aufgrund des Verifizierungsprozesses relativ ungenutzt, sodass wir mit der Produktion von IGBT-Modulen in Automobilqualität mit 650 V/750 V/1200 V begannen; (3) Im Jahr 2018 erhielten chinesische Hersteller die Möglichkeit, Busse, Logistikfahrzeuge und Module der A00-Klasse zu importieren. Damals importierten hauptsächlich CRRC, BYD und Star aus China, wobei CRRC das günstigste Angebot abgab. Allerdings war CRRC nicht auf die Herstellung von Industriesteuerungsprodukten spezialisiert und verfügte daher nicht über das nötige Fachwissen für die Anwendung von IGBTs und Beschleunigungsverstärkern nach Pkw-Standard. Beispielsweise muss ein IGBT parallel zu einem FRD geschaltet werden. Star und BYD verwenden ein 1:1-Verhältnis von IGBT- zu FRD-Chipfläche. CRRC hatte zu diesem Zeitpunkt wenig Erfahrung und verwendete ein Verhältnis von 1:0.5. Unter bestimmten Betriebsbedingungen kann der Diodenstrom sehr hoch sein, und ein Ausfall kann zu einem Absturz führen. Daher verlief die Markteinführung der ersten Modulversion von CRRC damals nicht reibungslos. Von 2019 bis 2021 überarbeitete CRRC die Chips und arbeitete eng mit Tier-1-Kunden zusammen. Aktuell sind Inovance, Xpeng und Ideal hat CRRC zwei Jahre lang umfassend auf Qualität geprüft. In diesem Jahr werden die IGBTs des Unternehmens erstmals in Pkw eingesetzt. Wir gehen davon aus, dass CRRC sein Produktionsvolumen steigern wird. Die aktuelle Produktqualität erfüllt die Anforderungen der Fahrzeugvorschriften und ist besser als die von Bistar und BYD. Auch die Fertigungs- und Verpackungsanlage von CRRC entspricht den Fahrzeugspezifikationen. Der Erfolg nach Produktionsbeginn in diesem Jahr wird von der Ausfallrate abhängen. Sollten die diesjährigen Daten zufriedenstellend ausfallen, hat CRRC die Chance, einen größeren Marktanteil zu gewinnen.  
Silan Micro (4. Unternehmen): (1) Vor 2018 hauptsächlich im Bereich Haushaltsgeräte tätig; (2) Nach 2018 etablierte Silan Micro industrielle und automobile IGBTs. Von den vier Unternehmen nahm Silan Micro die Produktion als letztes auf; (3) Bisher wurden einige Muster der automobilen IGBTs von Silan Micro veröffentlicht, und einige Kunden der A00-Klasse setzen sie bereits ein. Leapmotor und Lingden verwenden Module von Silan Micro. Silanwei verfolgt den gleichen Weg wie CRRC und Star: Einstieg über Logistik, Busse und die A00-Klasse. Obwohl Silan Micro langsam startete, liegt sein Vorteil im integrierten Fertigungsprozess (IDM). Die Iteration der eigenen 6-, 8- und 12-Zoll-Produktionslinien ist sehr einfach (nur 3 Monate für eine Produktversion, im Vergleich zu 6 Monaten bei Fabless). Im Industriebereich ist Silan Future der größte Konkurrent von Star. Der Automobilbereich hängt hauptsächlich vom Übergang von Fahrzeugen der A00-Klasse zu Fahrzeugen der A-Klasse ab.  
F: Welche Unterschiede gibt es bei den Chipparametern für Fahrzeuge verschiedener inländischer Hersteller? A: Der planare Sättigungsspannungsabfall von BYD-IGBTs der 4.0-V-Bauform liegt über 2 V, während Star, Silan Micro und CRRC mit ihrem Trench-Prozess 1.4–1.6 V erreichen. Die planaren Verluste sind jedoch hoch, was sich letztendlich auf die Ausgangsleistung auswirkt. Nehmen wir beispielsweise das 750-V-Modul für Fahrzeuge der A-Klasse: Silan Micro ist derzeit führend auf dem Markt und kann mit Infineons Leistung von 160–180 kW konkurrieren. CRRC erreicht ebenfalls 160 kW, aber nicht 180 kW. Star Semiconductor brachte seine Produkte relativ früh auf den Markt und erreichte eine Leistung von 140–150 kW. BYD nutzt planare Technologie, um die höchste Leistung von 140 kW zu erzielen, was sich letztendlich in der Ausgangsleistung niederschlägt. Der Grund für BYDs technologischen Rückstand bei Chips: Das Werk, das Ningbo Zhongwei übernommen hat, ist eine ehemalige TSMC-Fabrik. Diese Produktionslinie beherrscht lediglich 6-Zoll-Planartechnologie und keine Trench-Technologie. Daher werden BYDs neue Generation von 5.0-Chips mit Trench-Technologie in Huahong gefertigt (einschließlich der 6.0-Chips, die als Benchmark für Infineons Chips der 7. Generation dienen sollen; vermutlich sucht BYD auch nach Treibern).  
Q: What are the differences in the packaging processes of several domestic manufacturers? A: There are four generations of products in automotive-grade packaging: (1) The first generation is single-sided indirect water cooling: the module uses a copper base plate, and a layer of thermally conductive silicone grease is applied under the module and applied to the radiator base plate. Water flows under the radiator, so the module is not in direct contact with water. This kind of module is mainly used in economical solutions, such as A00, logistics vehicles, etc. This packaging module can be mass-produced by domestic manufacturers BYD, Star, Acer, etc., and there is no technical difficulty in converting it from industrial-grade packaging. (2) The second generation is single-sided direct water cooling: there will be heat dissipation teeth (Pin Fin structure) on the bottom plate, a slot will be opened on the radiator, the module will be inserted, the water will flow directly below, and it will be in direct contact with the water, and the surrounding will be sealed. The heat dissipation efficiency and power density will be increased by more than 30% compared with the previous generation; this kind of module is mainly used in A00 and A-class cars, and this solution is mainly used in passenger cars. Everyone in China can mass-produce them. The subtle difference is that Star and CRRC use copper base plates, and BYD uses aluminum-silicon-titanium base plates. BYD's base plate is more reliable, but the heat dissipation is not as good as copper. He pays attention to reliability and sacrifices some performance. (3) The third generation is double-sided heat dissipation: the module changes from the glue filling process to the plastic sealing process, and both sides are indirectly water-cooled. The heat dissipation is like a drawer and the module is inserted in; this kind of module was first made by the Japanese Denso (for Toyota Prius). Domestic cars made by Huawei Thalys also use this double-sided water cooling solution. Overseas, ON Semiconductor, Infineon, and Electric Pile all use this solution. In China, BYD (started in 2016) and Star are doing it, but the process requirements are relatively high (the radiator module packaging process is relatively complex, and the chip requires special requirements. It requires that both sides of the chip can be welded, so the upper surface of the chip also needs electroplating). Domestic BYD and Star are still some way away from mass production (about a year); (4) The fourth generation is double-sided direct water cooling: two-sided copper bottoms plus long pinfin double-sided heat dissipation. Currently, only Hitachi of Japan can mass-produce it and supplies it to high-end models such as Audi etron and Lexus. There is no mass production in China and it is still in the technology development stage.  
F: Kaufen inländische Unternehmen noch Chips von Infineon? What is the generation gap between these four domestic companies and Infineon? A: Aktuell verwenden Star, Acer und BYD noch Infineon-Chips für einige ihrer Produkte. Die externen Chips von Star sind hauptsächlich für IGBT-Produkte in Industriequalität bestimmt. Beispielsweise geben Kunden in der Aufzugs-, Kran- und industriellen Metallurgieindustrie an, dass die Module in China gefertigt werden können, die darin enthaltenen Chips jedoch importiert werden müssen (beispielsweise ThyssenKrupp, ein deutscher Aufzugshersteller und Kunde von Inovance). Auch bei speziellen industriellen Schmelzverfahren ist die Frequenz dieser Chips sehr hoch und kann nicht im Inland hergestellt werden, sodass die Chips importiert werden müssen. Wenn Infineon-Chips für externe Automobilteile verwendet und selbst verpackt werden, ist der Preis unschlagbar. (Infineons Chips der siebten Generation werden nicht an inländische Gerätehersteller verkauft, nur die vierte Generation.) Im Inland orientieren sich die von Star, Silan Micro, CRRC usw. beworbenen Prozessoren, unabhängig von der jeweiligen Generation, an Infineons vierter Generation (Trench- und FS-Struktur). Aktuell bietet Infineon die siebte Generation, die fünfte Generation (eine Hochleistungsversion der vierten Generation) und die sechste Generation (eine Hochfrequenzversion der vierten Generation) an. Die fünfte und sechste Generation sind im Grunde Weiterentwicklungen der vierten Generation, die keine wesentliche Verbesserung darstellen. Im Vergleich zur vierten Generation zeichnet sich die siebte Generation durch einen reduzierten Leiterdurchmesser (von 5 µm auf 3 µm, wodurch die Fläche um 20 % verringert wird), eine geringere Chipdicke (von 120 µm auf 80 µm, was zu einem geringeren Spannungsabfall führt) und eine verbesserte Leistung aus (der Spannungsabfall bei 1200-V-Produkten wurde von 1.7 V auf 1.4 V gesenkt). Darüber hinaus wird der IGBT der siebten Generation von Infineon in einer Größe von 12 Zoll hergestellt, benötigt weniger Platz und kostet möglicherweise nur die Hälfte der Kosten der vierten Generation. Laut Infineons Vertriebsstrategie für den heimischen Markt ist der Preis der siebten Generation jedoch ähnlich dem der vierten Generation, und die jährliche Preissenkung für Großkunden beträgt weiterhin 5 % (die Leistung der siebten Generation ist der vierten jedoch überlegen). Die chinesischen Hersteller Silan Micro, CRRC und Star können die vierte Generation von Infineon in Serie produzieren, BYD 4.0 setzt Maßstäbe gegenüber der 2.5er Generation von Infineon und 5.0 gegenüber der vierten Generation von Infineon. Ende 2018, nach der Markteinführung der siebten Generation durch Infineon, begannen aufgrund ihrer guten Leistung auch die chinesischen Hersteller Silan Micro, Star und Acer mit der Entwicklung von Produkten der siebten Generation. Aktuell verfügen Silan Micro und Star über Prototypen der siebten Generation, sind aber noch weit von der Massenproduktion entfernt. The key equipment of the seventh-generation IGBT is the ion implanter, etc. This equipment is subject to import restrictions. Aktuell verfügen die chinesischen Unternehmen Huahong, Silan Micro und Jita Semiconductor über diese Technologie. In addition to the seventh generation of Infineon, Silan Micro also takes another path. Folgen Sie dem Beispiel des japanischen Unternehmens Fuji, das RC-IGBTs verwendet (Integration von IGBT und Diode in einen IC für den Einsatz in Autos), die noch nicht in Serie produziert werden.
Q: What is the relationship and progress between Star IGBT and Huahong? A: Star and Hua Hong have always been quarrelsome and cooperative. When Infineon was out of stock in 2018, it was a very good opportunity for domestic substitution for Star. Star adopted a strategy of cutting off small customers and supplying large customers exclusively, and started production in Huichuan (urgent materials arrived quickly). Last year, the price of Infineon was 200 million, and this year it may be 300 million; the price increase due to shortages is very important. Localization is a good opportunity, but Huahong did something bad to Star at that time. It raised the price three times that year, from 2800 to 3500 per wafer. Therefore, in 2019 Star looked for foundries at home and abroad, including SMIC Shaoxing, Japan's Fab, etc. So Star and Hua Hong are both in love and killing each other. Star's own planned IDM products are 1700V high-voltage IGBT and SiC chips. This business is a new product that has not been mass-produced by Huahong, and Huahong's business volume will not be affected (12-inch is for Star's IGBTs below 1200V). However, from the perspective of the entire power semiconductor model, everyone wants to move to IDM. The first is to achieve cost control, increase gross profit margins, and expand share. The second is product process capabilities. Star's promotion of A-class cars is unfavorable, mainly because it is limited by the Fabless model and pursues quality and reliability. In the future, it will still adopt the IDM model.  
F: Gibt es Unterschiede in den nachgelagerten Anwendungen der 12-Zoll-IGBTs von Silan Micro und Star Semiconductor? A: Derzeit dienen 12-Zoll-Produkte in China hauptsächlich der Kostenreduzierung für Hersteller, die Produkte selbst sind jedoch identisch. Der Waferprozess für 12-Zoll-Wafer ist schwieriger zu kontrollieren. Die Wafer verziehen sich stärker und neigen eher zu Rissen. Insbesondere die Ionenimplantation nach der Dünnung erschwert die Prozesskontrolle. Silan Micro und Star stellen 12-Zoll-IGBTs her, die hauptsächlich mit Produkten der vierten Generation von Infineon mit einer Dicke von 120 Mikrometern konkurrieren. Um mit Produkten der siebten Generation von Infineon vergleichbar zu sein, müsste die Dicke auf 80 Mikrometer reduziert werden, was die Verzugs- und Rissanfälligkeit erhöht. Die 12-Zoll-IGBT-Produkte von Silan Micro und Star werden hauptsächlich in industriellen Anwendungen eingesetzt. Die 12-Zoll-IGBT-Produkte von Infineon kamen 2016 und 2017 auf den Markt. Sie wurden zunächst in der industriellen Fertigung eingesetzt und später schrittweise in Fahrzeugen verwendet. Aufgrund der sich ändernden Fahrzeugvorschriften mussten alle Produkte der Fertigungslinie neu zertifiziert werden.  
F: Welchen Wert haben IGBTs in Elektrofahrzeugen? A: Die elektronische Steuerung ist der wertvollste Bestandteil von IGBTs in Elektrofahrzeugen. (1) Nutzfahrzeuge: Sie nutzen die Packaging-Technologie der ersten Generation und verwenden in der Regel 1200-V-450-A-Module, sogenannte Halbbrückenmodule. Der Preis eines einzelnen Moduls beträgt 300 Yuan (Angebot von CRRC: 280 Yuan). Das elektronische Steuerungssystem eines Fahrzeugs benötigt drei dieser Module, der Wert pro Fahrzeug beläuft sich auf 1,000 Yuan. (2) Busse: Sie verwenden derzeit die gleiche Packaging-Lösung wie Nutzfahrzeuge (erste Generation). Die Leistung variiert jedoch je nach Busklasse. 8-Meter-Busse verwenden 1200 V 600 A. Busse sind in der Regel allradgetrieben und verfügen über eine elektronische Steuerung an Vorder- und Hinterachse. Jede elektronische Steuerung benötigt drei Module, insgesamt werden sechs Module verwendet. Der Einzelpreis liegt zwischen 450 und 500 Yuan, der Wert pro Fahrzeug bei etwa 3,000 Yuan. Der 10-Meter-Bus mit höherer Leistung benötigt 1200 V und 800 A. Ein Modul kostet 600 Yuan, und bei Verwendung von 6 Modulen beträgt der Wert des Busses etwa 3,600 Yuan. (3) A00-Klasse (Kleinwagen): Bei einer Leistung von unter 80 kW wird ein Modul der zweiten Generation (HP1-Modul) verwendet. Das Infineon-Modul kostet etwa 900 Yuan (Star gibt 600 Yuan an). (4) Fahrzeuge der A-Klasse und höher: Etwa 150,000 Modelle verwenden eine einheitliche elektronische Steuerungslösung und das direkt wassergekühlte HP Drive-Modul der zweiten Generation. Der Preis für Infineon-Module liegt zwischen 2,000 und 1,300 Yuan (Star 1,000 Yuan). 200,000–300,000 Yuan entspricht in der Regel Allradantrieb mit je einem Motor vorne und hinten, importiert für 2,600 Yuan (inländisch für 2,000 Yuan); High-End-Modell: Weilai ES8 (Silizium-basierte elektronische Steuereinheit 160–180 kW, Hinterradantrieb benötigt 240 kW), ein Vorderradantrieb und zwei parallel geschaltete Hinterradantriebsmodule; insgesamt werden also drei Module benötigt, die sich auf 3,000–3,900 Yuan belaufen. (5) Bordcomputer: 6.6 kW IGBT-Einzelröhre mit langsamer Ladung, mehr als 20 diskrete Geräte, die Gesamtkosten liegen unter 300 Yuan; (6) Fahrzeugklimaanlage: ca. 4 kW im IPM-Paket erster Klasse, Wert unter 100 Yuan; (7) Elektronische Servolenkung, Leistung zwischen 15 und 20 kW, hauptsächlich 75-A-Modul, Wert unter 200 Yuan; (8) Ladesäule: Für langsames Laden bis 20 kW und Kosten bis 200 Yuan wird ein industrieller Halbbrücken-IGBT verwendet. Zukünftig wird superschnelles Laden mit mehr als 100 kW möglich sein. Für höhere Leistungen werden SiC-Lösungen eingesetzt, wodurch die Kosten exponentiell steigen und möglicherweise über 1,000 Yuan liegen werden.
F: Was sind die Vor- und Nachteile der großen chinesischen SiC-Unternehmen? A: Die chinesische SiC-Industriekette ist noch nicht vollständig ausgereift. Im Bereich der Waferherstellung können Siliziumkarbiddioden in China in Serie gefertigt werden. SiC-Dioden werden bereits von Sanan Optoelectronics, Ruineng und Tyco Tianrun in Serie produziert. Silan und China Resources befinden sich derzeit noch im Aufbau ihrer Produktionslinien und damit noch nicht in der Serienproduktion. Das IDM-Modell für SiC-MOS wird erst später verfügbar sein. Zu den schnelleren Unternehmen zählen Fabless-Unternehmen wie Zhanxin und Hanxin, die mit dem taiwanesischen OEM Hanlei zusammenarbeiten. Einige Siliziumkarbid-MOS werden bereits in OBCs und Netzteilen in Serie gefertigt. Dies liegt hauptsächlich daran, dass die chinesischen Halbleiterhersteller noch nicht ausgereift sind (Gate-Oxidschicht und Chip-Dünnung sind noch nicht ausgereift). Im Vergleich zu ausländischen Herstellern sind die Prozesse dort besser, und die chinesischen Hersteller hinken mehr als drei Jahre hinterher. Im Ausland stellt Rohm bereits die dritte Generation von SiC-MOS-Transistoren in Trench-Bauweise her, und die SiC-Transistoren von ST werden in Tesla-Fahrzeugen in Serie gefertigt.In terms of SiC applications, the entire global market is 600-700 million U.S. dollars. The cost is too high, so the application industry is mainly divided into two categories: The first is for high-frequency and high-efficiency scenarios, such as photovoltaics and high-end communication power supplies. Using SiC diodes instead of SiC MOSFETs can reduce costs; replacing silicon-based diodes in parallel with IGBTs with SiC diodes can improve efficiency and take into account costs; The second one is the vehicle. (1) OBC emphasizes high-end models with charging efficiency (more than 12KW and 22KW), and has begun to use SiC MOSFET in batches, because silicon carbide has relatively high charging efficiency, fast charging and residual power; (2) Vehicle-mounted main drive inverters are mainly used in high-end models, such as Porsche Taycan and NIO ET7. The relatively high efficiency can improve the battery life and the power density is relatively high; mid-range models between 200,000 and 300,000 are mainly Tesla model 3 and BYD Han are using SiC MOS modules. Because Tesla and BYD are vertically integrated car manufacturers (making electronic controls, making batteries, and making complete vehicles), they can clearly know the extent of performance improvement; Relatively speaking, other car companies have a division of labor, and module manufacturers cannot tell the specific benefits of using SiC (such as saving battery costs), and the price of IGBT modules is also reducing costs. Although SiC can improve battery life, the advantage of SiC in saving temperature has not been fully realized. Saving temperature can make the heat dissipation system smaller, and the advantages will be improved. The current cost of Tesla SiC modules is 5,000 yuan, which is 5-8 times the 1,300-1,500 yuan of domestic silicon-based IGBTs, so domestic car companies are still waiting and watching; however, it is expected that by 2023, the cost of SiC is expected to be reduced to 3 times the gap of silicon-based IGBTs. OEMs will push to use SiC after seeing more benefits.  
F: Von wem bezieht BYD SiC? A: BYD bezieht Module von Cree; Infineon konzentriert sich hauptsächlich auf IGBT7 und vermarktet SiC nicht aktiv, da dies die Lebensdauer seiner siliziumbasierten Produkte beeinträchtigen würde. Derzeit vermarkten ROHM und Creat aktiv Siliziumkarbid (das 80–90 % der weltweiten Substrate ausmacht).
Q: In the fields of industrial control and photovoltaics, the progress of domestic IGBT manufacturers A: Taking Inovance as an example, it will require at least two suppliers, one for industrial control is Star, and the other is Acer (Innovation is a shareholder of Acer); currently the one with the largest volume is Star; (1) Star's IGBT was 200 million last year, and the adoption scale this year may reach more than 300 million (the entire IGBT procurement is about 1.5 billion); (2) Acer Micro's IGBT chips and packages had major accidents in the factory, and the quality problems were relatively large, resulting in the volume being unable to increase, which was 30-40 million last year; the servo was out of stock last year, and low-power IPM introduced Silan Micro. (3) Silan Micro will increase the volume of small batches, and the subsequent industrial control modules will also have the opportunity to conduct quality verification on Silan Micro; Photovoltaic IGBT is different from industrial control, but no one in domestic companies pays attention to it, because photovoltaic chips need to be high-frequency, reaching a frequency of 50-100K (industrial control only requires 10K). Infineon has special development for high frequency (there is no special development in China). In addition, photovoltaics have high efficiency requirements (98% efficiency), and there are not many overseas manufacturers that can do it. The customization requirements are high, and the circuit topology is more complex (unlike traditional ones, in order to improve efficiency, power semiconductors must be continuously piled up to create more complex circuit topologies). The customization requirements are very high. There are also many power modules required (both 1200V and 650V IGBTs, as well as SiC diodes;); overseas manufacturers can mainly supply Infineon and ON Semiconductor, and there are no more than 5-6 overseas manufacturers. Domestic production is a blue ocean, and it is basically impossible to supply. Only Star and Acer provide some single-tube products, and modules cannot be supplied in large quantities;
Q: How about Inovance’s use of Silan Micro? A: It is still possible. Last year, Silan Micro's IPM module was used for the mask machine production. In the past, ST's IPM module was used. Currently, Silan Micro's failure rate remains within 3/1000, and we will consider increasing the volume of Silan Micro module products later (because our module procurement volume has been increasing, and only two domestic companies cannot supply it). Inovance has an internal target for the localization rate of parts and components. Industrial products have set a localization rate of 60% in 2022, and INVT has set a localization rate of 80% in 2022. Therefore, domestic power companies still have a lot of room to do it.  
F: Welches Volumen wird Inovance an Silan Micro abgeben? A: Wenn wir das Ziel für die Lokalisierungsrate als Maßstab nehmen und dieses Jahr 1.5 Milliarden Einheiten erwerben, würde eine Lokalisierungsrate von 60 % die Lokalisierung von 900 Millionen Produkten bedeuten. Die Anteile würden dann auf 2-3 Unternehmen aufgeteilt. (Möglicherweise bis zu 400 Millionen; Macro und Silan Micro jeweils 200-300 Millionen.) Das hängt von ihrer jeweiligen Leistung ab.
Q: What is the adoption status of SiC diodes in photovoltaics? A: There are also IGBT modules in photovoltaics. IGBTs are connected in parallel with diodes. Nowadays, SiC diodes are used to replace the silicon-based FRDs in IGBTs. SiC can significantly reduce switching losses and improve the efficiency of photovoltaic inverters. Therefore, switching to SiC diodes can increase the cost by a small amount in exchange for a large amount of benefits; domestic SiC diodes are mainly used in communication sites and large UPSs; currently, IGBT modules in photovoltaics are still an overseas monopoly, so the SiC diodes inside are still mainly overseas. In the future, if Star and Acer develop silicon carbide modules, they will also consider localization.  F: Was sind die Stärken von China Resources Micro, New Clean Energy, Yangjie und Jiejie im Bereich IGBTs? A: Marktführer ist China Resources Micro. (1) China Resources Micro begann um 2018 mit der IGBT-Produktion. In diesem Jahr erzielte das Unternehmen einen Umsatz von ca. 100 bis 200 Millionen, hauptsächlich mit Einzelröhrenprodukten (ohne Module). (2) Xinjie Energy ist ein reiner Fabless-Hersteller und verfügt weder über eine eigene Fabrik noch über eine Modulfertigung. Es ist schwierig, Industrie- und Automobil-Spezifikationen zu erfüllen (Inovance wird keine Importe in Betracht ziehen), und die Produkte eignen sich möglicherweise für Anwendungen im Konsumgüterbereich oder für Haushaltsgeräte. (3) Jiejie und Yangjie haben einige SiC-Dioden-Muster, der tatsächliche Absatz ist jedoch gering. IGBT-Produkte sind auf dem Markt noch nicht weit verbreitet. Sie werden hauptsächlich in relativ einfachen industriellen Steuerungssystemen wie Schweißgeräten eingesetzt und finden keine Anwendung in High-End-Industrieanwendungen. Auch BYD ist in dieser Hinsicht ähnlich. Die Branche konzentriert sich ebenfalls hauptsächlich auf Schweißgeräte und Induktionskochfelder. Der Wechsel in High-End-Branchen erfordert nach wie vor einen Akkumulationsprozess.  
Q: What are the strengths of BYD Semiconductor’s other products? A: In the past, there was a gap in chip generation, so the volume could not be increased, and the gross profit margin was relatively low. For example, export sales in the industrial field were only 50 million (not comparable to any domestic IGBT companies), which were used in variable welding machines, etc. So the key is to see if BYD can promote trench-type chips this year to high-end industrial fields such as inverter factories and breakthroughs for external customers in vehicles. If the export sales this year are still only 40-50 million, it means that his chips have not been upgraded.  
F: Mitarbeiter von Geely sagten, dass Silan Micros Produkte sehr schnell weiterentwickelt werden und in China Infineon am nächsten kommen. Wie beurteilen Sie das? A: Das stimmt. Mit einer eigenen Produktionsstätte kann man eine Version in drei Monaten entwickeln, ohne dauert es sechs Monate. Silan Micros 750V-Chip kann mit Infineon konkurrieren und erreicht eine Leistung von 160–180 kW. Sein Spannungsabfall ist tatsächlich der niedrigste im Land. Derzeit ist der größte Nachteil, dass die Fahrzeugspezifikationen relativ spät erstellt wurden und praktisch keine Daten vorliegen. Angesichts des rasanten Wachstums des Fahrzeugmarktes in den letzten zwei Jahren ist es notwendig, qualitativ hochwertige Daten auf A00-Niveau zu erheben (wie sie beispielsweise von Leap Motors verwendet werden, allerdings in kleinen Serien mit einer Leistung unter 80 kW und geringeren Anforderungen an die Lebensdauer). Diese Daten sollten auch durch den Einsatz in Logistikfahrzeugen gewonnen werden. Chinesische Automobilhersteller könnten die Produkte später einsetzen. (Aus dem Weg, den CRRC eingeschlagen hat, lässt sich neben der Leistung auch die Qualität der erzielten Fortschritte ablesen).  
F: Was ist die Mindestbestellmenge für Silan Micro IPMs? A: Der chinesische Markt konzentriert sich hauptsächlich auf Frequenzumrichtermodule für Haushaltsgeräte. Jährlich werden in China 600–700 Millionen Einheiten abgesetzt. Der Stückpreis liegt bei 12–13 Yuan. Das Marktvolumen beträgt 7–8 Milliarden Yuan. Die Preis- und Bruttogewinnmarge ist relativ niedrig. In China sind Silan Micro und Jilin Huawei die Hauptakteure. Star hat ebenfalls mit der Entwicklung begonnen, produziert aber in geringen Stückzahlen. Mit nur wenigen zehn Millionen Einheiten pro Jahr ist Silan Micro derzeit der größte Anbieter. Aktuell importiert das Unternehmen Komponenten von Gree und Midea, deren Volumen sehr hoch ist. Es könnte dieses Jahr über 800 Millionen Einheiten erreichen. Es handelt sich um einen Lokalisierungsprozess, der ON Semiconductor ablöst (nach dem Import besteht großes Potenzial für höhere Produktionsmengen). Die Bruttogewinnmarge dieser IPMs wird jedoch nicht sehr hoch sein. Wenn Sie die Bruttogewinnmarge erhöhen möchten, müssen Sie weiterhin Produkte für Industrie und Automobil anbieten (die Bruttogewinnmarge von Star liegt bei über 40 %, da das Unternehmen nur Produkte für industrielle Steuerungstechnik und Automobilqualität, Windkraft und Siliziumkarbid anbietet, die Bruttogewinnmargen von über 50 % aufweisen).
F: Wie sieht es mit Silan Micro 12 Zoll aus?

A: Die Serienproduktion begann Ende letzten Jahres. Die 12-Zoll-MOS-Produkte von Silan Micro befinden sich noch in der Anfangsphase. Das Unternehmen produzierte letztes Jahr 100 Millionen industrielle 1200-V-IGBTs und kann dieses Jahr 200–300 Millionen herstellen. Derzeit kann der Umsatz mit MOS-Produkten 1 Milliarde US-Dollar betragen.

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