Cet article est tiré d'un rapport externe. Veuillez consulter ci-dessous les clauses de non-responsabilité et de risques.

Cadre technologique et de recherche du fondateur :

cycle du panneau d'affichage l Cadre de sécurité réseau | Cadre de caméra | ODM | Xiaomi

OLED l Puce RF l RISC·V l Équipements pour semi-conducteurs | 5G | Huawei Depth

Fabrication de semi-conducteurs l Semiconducteurs de puissance | Infrastructure Internet | Technologie de pointe | 5G

Série Semiconductor·Depth :

Technologie Wingtech l Weir Shares l GigaDevice Innovation l Zhuo Shengwei l Zhongwei l Sanan

Huachuang du Nord l Goodix l Ziguang l Changdian l Shengbang l Lanqi l BOE

Luxshare lPeng Ding lAvantage | Famille riche |Transmission du son l Lexin l Guangfeng l Huaxing l Anji

Série Computer ·Depth :

Nastar l Nanyang Co., Ltd. l Anheng Information l Chine numérique l Grande Muraille de Chine

Logiciel chinois l Kingsoft Office | UFIDA Network | Inspur Information | Hundsun Electronics

WPS l Flush l Weining Health l Hikvision l Dahua l Kingsoft l Gongfu

Série des profondeurs du Huachuang du Nord :

Micro One du Nord contre Micro One de Chine l Microbiologie du Nord et de la Chine, 2e partie | Huachuang du Nord, page 185 | Microbiologie de la Chine

Trois points de retournement dans le nord l Recherche sur les investissements dans les usines de fabrication de plaquettes | Le mystère de l'évaluation dans le Nord | Les trois mousquetaires de l'équipement

Les semi-conducteurs de puissance appartiennent au domaine des circuits analogiques et électroniques. Ils sont des biens de consommation essentiels, au même titre que le bois de chauffage, le riz, l'huile et le sel. Les machines, elles aussi, consomment de l'énergie. Les semi-conducteurs de puissance sont indispensables dans tous les processus de conversion d'énergie électrique. Les fluctuations de ce secteur suivent l'évolution des matières premières et sont étroitement liées au PIB mondial. Ces fluctuations, sur une période de 4 à 5 ans, sont très cohérentes avec le cycle de vie des semi-conducteurs.

L'augmentation de la teneur en silicium dans les machines individuelles stimule le développement industriel, tandis que l'amélioration de l'efficacité et du rapport coût-efficacité favorise le développement technologique. La demande émane de tous les secteurs d'activité, et l'augmentation de la teneur en semi-conducteurs (silicium) dans une machine individuelle constitue la règle fondamentale. Tous les progrès technologiques convergent vers les objectifs suivants : 1) une puissance accrue, 2) une taille réduite, 3) des pertes moindres, 4) un meilleur rapport coût-efficacité. Les principaux fabricants participant à la concurrence adoptent tous le modèle IDM (Integrated Design Manufacturing), qui privilégie : 1) la qualité grâce à une production à grande échelle, 2) l'amélioration de l'efficacité tout en optimisant le coût de chaque produit chaque année.

Les avancées en matière de matériaux ont permis à l'industrie de se développer plus profondément. La forme des produits a évolué, passant des diodes et tubes MOS simples aux IGBT intégrés, et des substrats de silicium aux substrats semi-conducteurs à large bande interdite. Cette bande interdite plus large améliore considérablement les performances et l'efficacité des produits par rapport aux dispositifs de puissance sur substrat de silicium, mais son rapport coût-efficacité reste actuellement faible. Perspectives d'avenir : avec la baisse des coûts de fabrication des semi-conducteurs composés, le remplacement des dispositifs de puissance semi-conducteurs à base de silicium et de leurs avantages est imminent.

Les produits à forte valeur ajoutée sont depuis longtemps monopolisés par les fabricants européens et américains, et une substitution nationale est imminente. Il existe très peu d'usines de fabrication intégrée (IDM) en Chine. Les processus de base sont entièrement internalisés par les fabricants européens et américains. Ils s'appuient sur leurs avantages concurrentiels pour maîtriser les délais de livraison et, par conséquent, contrôler les prix de l'ensemble du secteur. En particulier pour les transistors MOS haute tension et les IGBT haute puissance, le délai de livraison dépasse souvent 50 semaines, et les prix sont globalement à la hausse depuis 2016.

Le modèle IDM présente davantage d'avantages et les entreprises sans usine de fabrication (fabless) connaissent une expansion plus rapide. Les opportunités d'investissement en 2020 proviendront du contexte macroéconomique à 3-4 ans, marqué par la reprise et la croissance du secteur des semi-conducteurs. Les entreprises du modèle IDM bénéficient d'un avantage concurrentiel en termes de coûts par rapport aux entreprises sans usine de fabrication. Il est recommandé de suivre de près les entreprises suivantes, appartenant à la même chaîne de valeur : Wingtech Technology (600745), Jiejie Microelectronics (300623), Yangjie Technology (300373), Taiji Technology (300046), China Microelectronics (600360), Star Semiconductor (603290), New Energy Saving (A18105) et China Resources Microelectronics (A19303).

Avertissement de risque

1) Les progrès de la production nationale de puces sont inférieurs aux prévisions ;

2) Le soutien politique à l’industrie des circuits intégrés s’est affaibli ;

3) Les entreprises étrangères d'équipements semi-conducteurs imposent un embargo sur les équipements aux entreprises nationales.

Les dispositifs de puissance à semi-conducteurs désignent des composants de circuit de base à fonction unique, assurant principalement le traitement et la conversion de l'énergie électrique.

La diode possède une structure simple, mais elle ne peut être utilisée que pour le redressement et ne peut être commandée en commutation. Les dispositifs de commutation à commande de courant, tels que les transistors de puissance et les thyristors, sont plus performants. Les MOSFET et les IGBT sont des dispositifs de commutation commandés en tension, faciles à piloter, rapides et à faibles pertes.

Les semi-conducteurs de puissance sont au cœur de la conversion de puissance et de la commande des circuits dans les appareils électroniques. Ils servent principalement à modifier la tension et la fréquence, à convertir le courant continu en courant alternatif, etc. Les dispositifs de puissance sont utilisés dans tout système de circuit nécessitant une conversion de courant, de tension et de phase. La fonction principale des MOSFET et des IGBT est de convertir le courant électrique « brut », caractérisé par des tensions et des fréquences irrégulières et produit par les équipements de production d'énergie, en un courant électrique « fin » aux paramètres énergétiques spécifiques, adapté aux variations de l'offre et de la demande aux bornes de puissance. Ils constituent l'un des composants essentiels des dispositifs de conversion de puissance électroniques.

Dans le processus de développement des dispositifs discrets, dans les années 1950, les diodes de puissance et les transistors de puissance ont été introduits et utilisés dans les systèmes industriels et électriques.

Des années 1960 aux années 1970, les dispositifs de puissance à semi-conducteurs tels que les thyristors ont connu un développement rapide.

À la fin des années 1970, des MOSFET de puissance planaires ont été développés ;

À la fin des années 1980, les MOSFET de puissance à tranchée et les IGBT sont progressivement devenus disponibles, et les dispositifs de puissance à semi-conducteurs sont officiellement entrés dans l'ère des applications électroniques.

Dans les années 1990, les MOSFET à superjonction sont progressivement apparus, brisant les « limitations » traditionnelles du silicium pour répondre aux besoins des applications haute puissance et haute fréquence.

En 2008, Infineon a pris l'initiative de lancer le MOSFET de puissance à grille blindée, améliorant ainsi encore les performances des dispositifs de puissance semi-conducteurs.

Sur le marché intérieur, la plupart des composants discrets, tels que les diodes de puissance, les triodes de puissance et les thyristors, sont fabriqués localement. Cependant, des composants discrets comme les MOSFET et les IGBT restent fortement dépendants des importations en raison de leur technologie et de leurs procédés de fabrication avancés. Le potentiel de substitution aux importations est considérable à l'avenir.

Ces dernières années, les domaines d'application des semi-conducteurs de puissance se sont étendus du contrôle industriel et de l'électronique grand public aux énergies nouvelles, au transport ferroviaire, aux réseaux intelligents, aux appareils électroménagers à conversion de fréquence et à de nombreux autres marchés, et la taille du marché a connu une croissance soutenue. Selon les prévisions d'IHS Markit, le marché mondial des dispositifs de puissance représentait environ 39.1 milliards de dollars américains en 2018 et devrait atteindre 44.1 milliards de dollars américains d'ici 2021, soit un taux de croissance annuel de 4.1 %.

Actuellement, la chaîne de valeur de l'industrie chinoise des semi-conducteurs de puissance se perfectionne et les avancées technologiques sont constantes. La Chine est par ailleurs le premier consommateur mondial de semi-conducteurs de puissance. En 2018, la demande du marché a atteint 13.8 milliards de dollars américains, soit une croissance de 9.5 %, représentant 35 % de la demande mondiale. Le marché chinois des semi-conducteurs de puissance devrait maintenir un rythme de croissance soutenu et atteindre 15.9 milliards de dollars américains en 2021, soit une croissance annuelle de 4.8 %.

L'organisme d'études de marché IC Insights a souligné que parmi les différents types de composants de dispositifs de puissance semi-conducteurs, les produits qui connaîtront la plus forte croissance à l'avenir seront les modules MOSFET et IGBT.

Le MOSFET est un transistor à effet de champ largement utilisé dans les circuits analogiques et numériques. Il présente l'avantage d'une faible résistance à l'état passant, de faibles pertes, d'un circuit de commande simple et d'une bonne résistance thermique. Il est particulièrement adapté aux applications de contrôle de puissance telles que les ordinateurs, les téléphones portables, les alimentations portables, les systèmes de navigation embarqués, les véhicules électriques et les alimentations sans coupure (UPS).

En 2016, le marché mondial des MOSFET a atteint 6.2 milliards de dollars américains, et son taux de croissance annuel composé devrait atteindre 3.4 % entre 2016 et 2022 ; on prévoit que d'ici 2022, le marché mondial des MOSFET avoisinera les 7.5 milliards de dollars américains.

D'après les statistiques d'IHSMarkit, le marché des MOSFET en Chine représentait 2.792 milliards de dollars américains en 2018, avec un taux de croissance annuel composé de 15.03 % entre 2016 et 2018. Avec l'essor mondial des véhicules à énergies nouvelles, la demande de MOSFET pour applications automobiles devrait croître rapidement, à un taux de croissance annuel composé de 5.1 % entre 2016 et 2022. D'ici 2022, cette demande dépassera celle des secteurs de l'informatique et du stockage de données, représentant 22 % du marché total.

L'IGBT est un composant semi-conducteur de puissance entièrement commandé en tension, composé d'une triode bipolaire (BJT) et d'un MOSFET. Il combine l'impédance d'entrée élevée du MOSFET et la faible tension de seuil de la triode bipolaire (BJT). La puissance de commande de l'IGBT est faible et sa tension de saturation réduite. Il est particulièrement adapté aux systèmes de conversion fonctionnant en courant continu à 600 V et plus, tels que les moteurs à courant alternatif, les onduleurs, les alimentations à découpage, les circuits d'éclairage, les systèmes de traction, etc.

D'après les données du Réseau chinois d'information sur l'industrie (CIIN), le marché mondial des IGBT monotubes devrait atteindre environ 6 milliards de dollars américains d'ici 2020, ce qui représente un marché considérable. On prévoit que le marché chinois des véhicules à énergies nouvelles et des bornes de recharge stimulera la demande intérieure de modules IGBT à hauteur de 20 milliards de yuans au cours des cinq prochaines années. Toujours selon le CIIN, le marché chinois des IGBT atteignait 16.19 milliards de yuans en 2018, avec un taux de croissance annuel composé de 14.77 % entre 2010 et 2018. Cependant, le développement des IGBT en Chine étant plus tardif, le potentiel de substitution aux importations est important.

Les dispositifs de puissance à semi-conducteurs comprennent principalement les diodes de puissance, les transistors de puissance, les thyristors, les MOSFET, les IGBT, etc. Ils sont utilisés dans la quasi-totalité des industries de fabrication électronique, notamment l'informatique, les communications réseau, l'électronique grand public, l'électronique automobile, l'électronique industrielle et d'autres secteurs. Par ailleurs, des domaines d'application émergents tels que les véhicules à énergies nouvelles et les bornes de recharge, la fabrication d'équipements intelligents, l'Internet des objets et l'énergie photovoltaïque sont progressivement devenus d'importants marchés pour les dispositifs de puissance à semi-conducteurs, stimulant ainsi la croissance de la demande. Sur le marché mondial des semi-conducteurs de puissance, le contrôle industriel représente 34 %, l'automobile 23 %, l'électronique grand public 20 % et les communications 23 %.

D'après les statistiques de la Consumer Electronics Association, le marché chinois de l'électronique grand public a atteint 1 632,5 milliards de yuans en 2013, devenant ainsi le premier marché mondial. Selon le rapport 3C Industry Report 2017, ce marché devrait dépasser les 2 000 milliards de yuans en 2017, avec une croissance attendue de 7.1 %.

La protection contre les décharges électrostatiques (ESD) est indispensable pour toutes les interfaces du téléphone mobile, notamment les microphones, les écouteurs, les haut-parleurs, les cartes SIM, les cartes microSD, les antennes NFC, GPS et Wi-Fi, les écrans tactiles, les antennes RF 2G/3G/4G, les interfaces USB, les batteries au lithium et le bouton d'alimentation. La plupart des téléphones mobiles en utilisent plus de 20, et certains plus de 10.

Face à l'augmentation progressive des exigences en matière d'efficacité de charge, un mode de « charge rapide » a émergé pour les téléphones portables, permettant une charge à courant et puissance élevés grâce à une augmentation de la tension. Cependant, la haute tension présente des risques pour la sécurité et nécessite l'ajout de transistors MOS de redressement synchrone pour son réglage.

Par la suite, un mode de « charge rapide » plus sûr est apparu, permettant une charge à haute vitesse grâce à une basse tension et un courant élevé. Ce mode exige des transistors MOS de redressement synchrone plus performants. Actuellement, le transistor GaN FET est le plus couramment utilisé, car il permet de réduire la chaleur dégagée et l'encombrement.

L'électronique automobile occupe une place prépondérante dans le secteur automobile. Du point de vue des coûts, elle est d'autant plus importante pour les véhicules de moyenne et haute gamme, les véhicules électriques, etc.

Du passage des voitures traditionnelles aux véhicules à énergies nouvelles, la plus forte augmentation de valeur concerne les semi-conducteurs de puissance. Dans les véhicules thermiques, ces semi-conducteurs sont principalement utilisés pour le démarrage, l'arrêt et la sécurité, et ne représentent que 20 % du coût total. Le prix d'un semi-conducteur dans un véhicule traditionnel est estimé à 350 dollars américains, dont 70 dollars pour les composants de puissance. Le module de batterie des véhicules à énergies nouvelles nécessite une grande quantité de composants, tous intégrant des semi-conducteurs de puissance. Ces composants représentent 40 % du coût total des véhicules hybrides et 55 % pour les véhicules 100 % électriques. Le prix d'un semi-conducteur dans un véhicule 100 % électrique étant de 750 dollars américains, son prix est de 413 dollars américains. La quantité de semi-conducteurs de puissance utilisée dans les véhicules à énergies nouvelles est donc sept fois supérieure à celle utilisée dans les véhicules traditionnels.

Les véhicules à énergies nouvelles, n'ayant plus besoin de composants mécaniques tels que des moteurs, présentent une structure très simple. Celle-ci se compose principalement de batteries, de moteurs et de systèmes de commande électroniques. Ces systèmes électroniques comprennent notamment la gestion des batteries, la commande des moteurs, le chargeur embarqué, les convertisseurs, les onduleurs, la direction, les relais et les composants passifs.

Dans les applications concrètes, chaque module d'une voiture fonctionnant en courant alternatif, le courant d'entrée de la batterie au lithium étant continu, et les tensions des différents équipements électriques étant variables, un système de conversion de puissance adapté est nécessaire. Selon les différentes séquences de conversion entre courant continu (CC) et courant alternatif (CA), la conversion de puissance se divise en quatre modes : transformateur (CA-CA), redresseur (CA-CC), convertisseur (CC-CC) et onduleur (CC-CA).

Transformateur (CA-CA) : La tension d’entrée d’une batterie au lithium de voiture est comprise entre 12 V et 36 V, tandis que la tension du réseau électrique est de 220 V. Un transformateur est nécessaire pour convertir la tension du réseau électrique en tension d’entrée.

Redresseur (AC-DC) : Les batteries au lithium doivent être chargées avec du courant continu (CC), et la borne de charge fournit du courant alternatif (CA), le chargeur de voiture doit donc utiliser un convertisseur CC.

Convertisseur CC-CC : Il reçoit en entrée une tension continue fixe provenant d’une batterie au lithium et fournit en sortie une tension continue variable. Dans les véhicules électriques, il est principalement utilisé pour la conversion de tension de 300 V à 650 V en vue du transport de l’énergie électrique, la conversion de tension pour l’alimentation de circuits 12 V et la stabilisation de tension pour le stockage de l’énergie par batterie.

Convertisseur (CC-CA) : Les véhicules à énergies nouvelles sont équipés de batteries lithium-ion rechargeables qui utilisent l’énergie électrique stockée pour alimenter le moteur et propulser le véhicule. Le rôle du convertisseur est de transformer le courant continu (CC) de 12 V de la batterie rechargeable en courant alternatif triphasé (CA) de 220 V pour le moteur, fournissant ainsi la force motrice nécessaire au fonctionnement du véhicule.

De 2014 à 2021, les ventes mondiales annuelles de véhicules à moteur thermique sont passées de plus de 87 millions d'unités à plus de 98 millions d'unités, soit une croissance annuelle moyenne de 2 %. Les ventes de véhicules à énergies nouvelles (y compris les véhicules électriques et hybrides) ont quant à elles progressé de 270 000 à 4.7 millions d'unités, soit une croissance annuelle moyenne de 50 %. Leur taux de pénétration est passé de seulement 0.3 % en 2014 à 4.0 % en 2021.

Ces dernières années, la production et les ventes de véhicules à énergies nouvelles en Chine ont connu une forte croissance, et leur taux de pénétration n'a cessé d'augmenter. Selon les données de l'Association chinoise des constructeurs automobiles, les ventes de véhicules particuliers à énergies nouvelles ont progressé rapidement, passant de 100 000 unités en 2014 à 1.25 million d'unités en 2018, soit un taux de croissance annuel composé de 91 %. D'après les données de l'Association chinoise des constructeurs automobiles, les ventes de véhicules à énergies nouvelles en Chine ont atteint 250 000 unités au premier trimestre 2019, soit une hausse de plus de 117 % par rapport à la même période de l'année précédente. La production de véhicules à énergies nouvelles devrait dépasser 1.6 million d'unités cette année.

Le marché des semi-conducteurs de puissance pour l'automobile devrait atteindre 8 milliards de dollars américains, avec un taux de croissance annuel composé de 7 %. En 2018, les ventes mondiales de voitures s'élevaient à 97.5 millions d'unités, dont 2 millions de véhicules à énergies nouvelles. En supposant une croissance annuelle de 2 % pour les ventes de véhicules thermiques et de 30 % pour celles de véhicules à énergies nouvelles au cours des trois prochaines années, le coût unitaire d'un semi-conducteur de puissance pour véhicule thermique est estimé à 56 millions de dollars américains, celui d'un véhicule hybride à 240 millions de dollars américains et celui d'un véhicule électrique à 413 millions de dollars américains. On peut prévoir qu'en 2022, les ventes de véhicules thermiques atteindront 99.2 millions d'unités et celles de véhicules à énergies nouvelles 5.8 millions d'unités. Le marché des semi-conducteurs de puissance pour l'automobile devrait ainsi atteindre 8 milliards de dollars américains, avec un taux de croissance annuel composé de 7 %.

Fin 2017, la capacité de production d'énergie photovoltaïque nouvellement installée dans mon pays s'élevait à 53.06 millions de kilowatts, pour une capacité installée cumulée de 130 millions de kilowatts. Ce chiffre place mon pays au premier rang mondial, tant en termes de capacité nouvellement installée que de capacité cumulée. Cette capacité comprend 33.62 millions de kilowatts de centrales photovoltaïques (soit une augmentation de 11 % par rapport à l'année précédente) et 19.44 millions de kilowatts de production photovoltaïque décentralisée (soit une augmentation de 3.7 fois par rapport à l'année précédente).

L'onduleur d'une éolienne convertit le courant continu de 12 V (DC) stocké dans la batterie en courant alternatif de 220 V (AC), identique à celui du réseau électrique. L'onduleur est principalement composé d'un transistor MOS et d'un transformateur de puissance, et son fonctionnement repose sur des circuits analogiques. Entre 2016 et 2018, la capacité éolienne installée en Chine est passée de 18.73 GW à 21 GW. Au cours des cinq premiers mois de 2019 seulement, cette capacité a augmenté de 6.88 GW, témoignant d'une croissance rapide.

Dans tous les aspects du réseau intelligent, les redresseurs, les onduleurs et la technologie de transmission flexible FACTS pour le transport en courant continu à très haute tension nécessitent un grand nombre de composants de puissance, tels que les IGBT. Selon les données publiées par le Réseau d'information industrielle chinois, les investissements dans le secteur des réseaux intelligents en Chine devraient atteindre près de 2 300 milliards de yuans d'ici 2021.

Il existe de nombreux types de semi-conducteurs de puissance, largement utilisés dans l'électronique grand public, le ferroviaire à grande vitesse, l'automobile et les réseaux électriques. On les divise principalement en deux catégories : unipolaires et bipolaires. Les semi-conducteurs bipolaires comprennent les diodes de puissance, les thyristors, les triodes bipolaires (BJT), les transistors de puissance (GTR) et les IGBT. Les semi-conducteurs unipolaires comprennent les MOSFET et les diodes Schottky. En fonction de leurs propriétés physiques respectives, différents dispositifs de puissance sont utilisés dans différentes plages de tension et de fréquence.

Les diodes de puissance sont des composants de base, simples et très fiables. Elles sont largement utilisées dans divers domaines tels que l'industrie et l'électronique, et assurent des fonctions de stabilisation, de redressement et de commutation de la tension.

Les diodes se divisent en diodes redresseuses, diodes Zener et diodes haute fréquence.

Parmi eux, les diodes redresseuses et les diodes Zener sont des semi-conducteurs de puissance.

Les diodes redresseuses sont principalement utilisées pour le redressement, la commutation, la conversion (diode Schottky SBD) et l'inversion (diode à récupération rapide FRD).

Le MOSFET est une subdivision des dispositifs de puissance, à savoir le MOS (Metal Oxide Semiconductor) et le FET (Field Effect Transistor), qui sont des transistors à effet de champ qui utilisent la grille de la couche métallique (M) à travers la couche d'oxyde (O) pour contrôler le semi-conducteur (S) en utilisant l'effet du champ électrique.

Les transistors MOSFET de puissance sont des semi-conducteurs essentiels pour la conversion et le contrôle de puissance. Ils se caractérisent par une grande rapidité de fonctionnement, un faible taux de défaillance, de faibles pertes de commutation et une bonne évolutivité. Adaptés aux environnements basse tension et courant élevé, ils nécessitent une fréquence de fonctionnement supérieure à celle des autres dispositifs de puissance.

Dans le secteur automobile, les MOSFET de puissance sont principalement utilisés dans les chargeurs (AC-DC) et les convertisseurs (DC-DC) du système d'alimentation. Le marché mondial des MOSFET de puissance pour l'automobile représentait 2.45 milliards de dollars américains en 2018 et devrait atteindre 3.16 milliards de dollars américains en 2022. Ce sont principalement les MOSFET haute tension (supérieures à 600 V) qui sont utilisés.

Infineon détient la part de marché la plus importante sur le marché des MOSFET. Selon les données de HIS, sa part de marché globale s'élève à 27 %, suivie par ON Semiconductor (13 %) et Renesas (9 %). Sur le segment des MOSFET haute tension et de grande valeur, Infineon domine le marché avec une part de 36 %.

L'IGBT, un nouveau type de dispositif électronique de puissance, est internationalement reconnu comme le produit le plus emblématique de la troisième révolution technologique dans ce domaine. Composant essentiel du contrôle et de l'automatisation industriels, son fonctionnement est comparable à celui du cœur humain. Il ajuste la tension, le courant, la fréquence, la phase, etc., d'un circuit en fonction des instructions du dispositif industriel, permettant ainsi un contrôle précis. C'est pourquoi l'IGBT est souvent qualifié de « processeur » de l'électronique de puissance et est largement utilisé dans des secteurs tels que l'économie d'énergie des moteurs, le transport ferroviaire, les réseaux intelligents, l'aérospatiale, l'électroménager, l'électronique automobile, la production d'énergies nouvelles, les véhicules à énergies nouvelles et bien d'autres.

Depuis son apparition dans l'industrie à la fin des années 1980, l'IGBT a connu un développement rapide. Il a non seulement remplacé les MOSFET et les GTR dans les applications industrielles, mais s'est également imposé dans les applications de forte puissance où les SCR et les GTO sont prédominants. Il a aussi supplanté de nombreux dispositifs de puissance, tels que les BJT et les MOSFET, dans l'électronique grand public.

Dans le secteur automobile, les IGBT sont principalement utilisés dans les systèmes de propulsion électrique, les systèmes d'alimentation et les bornes de recharge en environnement haute tension. Leur domaine d'application couvre généralement les tensions de tenue supérieures à 600 V, les courants supérieurs à 10 A et les fréquences supérieures à 1 kHz.

Système d'entraînement électrique : Principalement utilisé dans un onduleur (CC-CA) pour convertir le courant continu (CC) de 12 V de la batterie rechargeable en courant alternatif (CA) de 220 V qui alimente le moteur. Il constitue le cœur du système d'entraînement du moteur. Le système de commande du moteur nécessite plusieurs dizaines d'IGBT. Par exemple, le moteur asynchrone triphasé à courant alternatif de Tesla utilise 28 IGBT par phase, soit un total de 84. D'autres moteurs en utilisent 12. Tesla utilise un total de 96 IGBT.

Système d'alimentation : Principalement utilisé dans les chargeurs de véhicules (AC-DC) et les convertisseurs (DC-DC) pour assurer la charge des batteries au lithium et la conversion de puissance au niveau de tension requis.

Bornes de recharge : L’électricité du réseau est entièrement en courant alternatif (CA), et les bornes de recharge se divisent en bornes de recharge rapide en courant continu (CC) et en bornes de recharge lente en courant alternatif (CA). La technologie IGBT est principalement utilisée dans les bornes de recharge rapide en CC.

La capacité du marché mondial des IGBT automobiles en 2018 était de 1.84 milliard de dollars américains, et nous estimons qu'elle atteindra 2.08 milliards de dollars américains en 2020.

Infineon, Mitsubishi et Fuji Electric dominent le marché mondial des IGBT. ON Semiconductor (Fairchild) est principalement présent dans l'électronique grand public basse tension (inférieure à 600 V), tandis que les technologies moyenne et haute tension (supérieure à 1 700 V), utilisées notamment dans les réseaux ferroviaires à grande vitesse, l'automobile et les réseaux intelligents, sont quasiment monopolisées par Infineon, ABB et Mitsubishi.

Les semi-conducteurs de puissance appartiennent au domaine des circuits analogiques et électroniques. Ils sont des biens de consommation essentiels, au même titre que le bois de chauffage, le riz, l'huile et le sel. Les machines, elles aussi, consomment de l'énergie. Les semi-conducteurs de puissance sont indispensables dans tous les processus de conversion d'énergie électrique. Les fluctuations de ce secteur suivent l'évolution des matières premières et sont étroitement liées au PIB mondial. Ces fluctuations, sur une période de 4 à 5 ans, sont très cohérentes avec le cycle de vie des semi-conducteurs.

Les produits à forte valeur ajoutée sont depuis longtemps monopolisés par les fabricants européens et américains, et une substitution nationale est imminente. Il existe très peu d'usines de fabrication intégrée (IDM) en Chine. Les processus de base sont entièrement internalisés par les fabricants européens et américains. Ils s'appuient sur leurs avantages concurrentiels pour maîtriser les délais de livraison et, par conséquent, contrôler les prix de l'ensemble du secteur. En particulier pour les transistors MOS haute tension et les IGBT haute puissance, le délai de livraison dépasse souvent 50 semaines, et les prix sont globalement à la hausse depuis 2016.

Les opportunités d'investissement en 2020 proviendront du contexte macroéconomique favorable des 3 à 4 prochaines années, marqué par la reprise et la croissance du secteur des semi-conducteurs. Les entreprises du modèle IDM (Integrated Design Manufacturing) présentent des avantages concurrentiels en termes de coûts par rapport aux entreprises sans usine de fabrication (fabless). Il est recommandé de s'intéresser aux entreprises suivantes, appartenant à la même chaîne de valeur : Wingtech Technology (600745), Jiejie Microelectronics (300623), Yangjie Technology (300373), Taiji Technology (300046), China Microelectronics (600360), Star Semiconductor (603290), New Energy Saving (A18105) et China Resources Microelectronics (A19303).

Avertissement de risque

1) Les progrès de la production nationale de puces sont inférieurs aux prévisions ;

2) Le soutien politique à l’industrie des circuits intégrés s’est affaibli ;

3) Les entreprises étrangères d'équipements semi-conducteurs imposent un embargo sur les équipements aux entreprises nationales.

Note : Cet article est une reproduction de « Semiconductor Wind Vane », qui soutient la protection des droits de propriété intellectuelle. Veuillez indiquer la source originale et l’auteur de la reproduction. En cas d’infraction, veuillez nous contacter afin que nous supprimions le contenu.

Numéro de téléphone de l'entreprise : +86-0755-83044319
Fax/FAX : +86-0755-83975897
Courriel : 1615456225@qq.com
QQ : 3518641314 Gestionnaire Li

QQ : 332496225 Gestionnaire Qiu

Adresse : Salle 809, Bâtiment C, Immeuble technologique Zhantao, n° 1079 avenue Minzhi, Nouveau district de Longhua, Shenzhen