इस सप्ताह चीन में अत्याधुनिक आईजीबीटी के बड़े पैमाने पर उत्पादन से जुड़ी एक खबर ने काफी सुर्खियां बटोरीं। 7 जुलाई को झिक्सिन सेमीकंडक्टर के ऑटोमोटिव-ग्रेड आईजीबीटी मॉड्यूल का बड़े पैमाने पर उत्पादन शुरू हो गया। डोंगफेंग कॉर्पोरेशन और सीआरआरसी के बीच झिक्सिन सेमीकंडक्टर कंपनी की स्थापना के लिए किए गए रणनीतिक सहयोग का यह पहला सफल परिणाम है।

रिपोर्ट्स के अनुसार, इस बार उत्पादन में शामिल किए गए आईजीबीटी मॉड्यूल में बेहतर ऊष्मा अपव्यय और विद्युतचुंबकीय हस्तक्षेप रोधी गुण हैं, और यह ऑटोमोटिव-ग्रेड उत्पादों की उच्च विश्वसनीयता आवश्यकताओं को पूरा कर सकता है। इसके परिणामस्वरूप, चीनी नई ऊर्जा वाहन कंपनियों के पास एक और विकल्प उपलब्ध हो गया है, जिससे स्थानीय ऑटोमोटिव पावर सेमीकंडक्टर आपूर्ति श्रृंखला को मजबूती मिली है।

हाल ही में, न केवल झिक्सिन सेमीकंडक्टर, बल्कि पिछले जून और जुलाई की शुरुआत में, एक महीने से थोड़े अधिक समय में, चीन के स्थानीय आईजीबीटी चिप्स और मॉड्यूल, विशेष रूप से ऑटोमोटिव उत्पाद, लगातार दिखाई दिए, जो एक सामूहिक प्रकोप को दर्शाते हैं।

जून में, हुआहोंग और स्टार सेमीकंडक्टर ने एक रणनीतिक सहयोग समझौते पर हस्ताक्षर किए। दोनों पक्षों ने संयुक्त रूप से घोषणा की कि संयुक्त रूप से विकसित उच्च-शक्ति वाले ऑटोमोटिव-ग्रेड 12-इंच आईजीबीटी चिप का बड़े पैमाने पर उत्पादन शुरू हो गया है, इसे अंतिम-कार कंपनियों द्वारा उत्पाद सत्यापन से गुज़ारा गया है, और यह ऑटोमोटिव अनुप्रयोगों द्वारा प्रतिनिधित्व किए जाने वाले पावर यूनिट बाजार में व्यापक रूप से प्रवेश कर चुका है।

21 जून को, सिलान माइक्रो ने घोषणा की कि कंपनी अपनी सहायक कंपनी चेंगदू जिजिया टेक्नोलॉजी कंपनी लिमिटेड के माध्यम से "ऑटोमोटिव-ग्रेड और औद्योगिक-ग्रेड पावर मॉड्यूल और पावर इंटीग्रेटेड डिवाइस पैकेजिंग उत्पादन लाइन निर्माण परियोजना का प्रथम चरण" में निवेश करने की योजना बना रही है। इस परियोजना का कुल निवेश 758 मिलियन युआन है। इस परियोजना की निर्माण अवधि 2 वर्ष है और उत्पादन अवधि भी 2 वर्ष है। उत्पादन शुरू होने के बाद, आईजीबीटी मॉड्यूल मुख्य उत्पाद होंगे।

23 जून को, सनकिंग टेक्नोलॉजी की पहली आईजीबीटी उत्पादन लाइन आधिकारिक तौर पर बनकर तैयार हो गई और चालू हो गई, और अब यह परीक्षण उत्पादन चरण में प्रवेश कर चुकी है। बताया जा रहा है कि कंपनी की आईजीबीटी परियोजना में 2 आईजीबीटी चिप बैकसाइड प्रोसेस उत्पादन लाइनें और 5 आईजीबीटी मॉड्यूल पैकेजिंग और परीक्षण उत्पादन लाइनें स्थापित करने की योजना है। इसके पूरा होने पर, वार्षिक उत्पादन क्षमता 2 लाख आईजीबीटी मॉड्यूल उत्पादों तक पहुंच जाएगी। इसके आईजीबीटी उत्पादों का उपयोग 600V से 1700V तक के मध्यम और निम्न वोल्टेज क्षेत्रों में किया जाएगा, और इसका लक्ष्य इलेक्ट्रिक वाहन, फोटोवोल्टिक पवन ऊर्जा और औद्योगिक आवृत्ति रूपांतरण जैसे बाजारों को लक्षित करना है।

5 जुलाई को, विंगटेक टेक्नोलॉजी ने घोषणा की कि वह अपनी डच सहायक कंपनी नेक्सपीरिया के माध्यम से ब्रिटिश सेमीकंडक्टर निर्माता न्यूपोर्ट वेफर फैब के सभी शेयर हासिल कर लेगी। न्यूपोर्ट वेफर फैब की स्थापना 1982 में हुई थी और यह मुख्य रूप से ऑटोमोबाइल के लिए उच्च ऊर्जा दक्षता वाले पावर सेमीकंडक्टर का उत्पादन करती है। नेक्सपीरिया ऑटोमोटिव चिप्स और कंपोनेंट्स की एक महत्वपूर्ण निर्माता है। इस अधिग्रहण के संबंध में, विंगटेक टेक्नोलॉजी के अध्यक्ष झांग ज़ुएज़ेंग ने कहा कि न्यूपोर्ट के जुड़ने से ऑटोमोटिव-ग्रेड आईजीबीटी, एमओएसएफईटी, एनालॉग और कंपाउंड सेमीकंडक्टर के क्षेत्र में नेक्सपीरिया की क्षमताओं में प्रभावी रूप से वृद्धि होगी।

चाहे कारखानों का खुलना हो, बड़े पैमाने पर उत्पादन की शुरुआत हो, या विलय और अधिग्रहण हो, ये निर्माता ऑटोमोटिव आईजीबीटी उत्पाद बाजार पर ध्यान केंद्रित कर रहे हैं, जो बाजार की लोकप्रियता को दर्शाता है।

आईजीबीटी की मजबूत मांग

आने वाले कुछ वर्षों में, इलेक्ट्रिक वाहनों की बिक्री में 50% से अधिक की वृद्धि होने की उम्मीद है। नीतिगत समर्थन और बिक्री सब्सिडी के चलते, वैश्विक और चीनी स्तर पर नई ऊर्जा वाले इलेक्ट्रिक वाहनों की बिक्री की वार्षिक चक्रवृद्धि वृद्धि दर 32% तक पहुंचने की संभावना है, जिससे संबंधित सेमीकंडक्टर और इलेक्ट्रॉनिक उद्योग श्रृंखलाओं का तीव्र विकास होगा। यह कहना गलत नहीं होगा कि ऑटोमोबाइल सेमीकंडक्टर उद्योग के विकास को गति देने वाले तीन प्रमुख कारकों में से एक है (5G, इंटरनेट ऑफ थिंग्स और ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स को अगली लहर में सेमीकंडक्टर उद्योग के विकास को गति देने वाले तीन प्रमुख इंजन माना जाता है)।

ऑटोमोटिव अनुप्रयोगों में, पावर सेमीकंडक्टर का उपयोग एमसीयू के बाद दूसरे स्थान पर है, और इसकी बाजार हिस्सेदारी बहुत बड़ी है।

नई ऊर्जा वाहनों में उपयोग होने वाले अधिकांश नए अर्धचालक विद्युत चालक हैं। पारंपरिक ऑटोमोबाइल में, विद्युत चालक मुख्य रूप से स्टार्टिंग, विद्युत उत्पादन और सुरक्षा जैसे क्षेत्रों में उपयोग किए जाते हैं, जो पारंपरिक ऑटोमोबाइल में कुल अर्धचालकों का 20% हिस्सा हैं। एक वाहन का मूल्य लगभग 60 अमेरिकी डॉलर है।

नई ऊर्जा से चलने वाले वाहनों में आमतौर पर उच्च-वोल्टेज सर्किट का उपयोग होता है, इसलिए जब बैटरी उच्च वोल्टेज उत्पन्न करती है, तो बार-बार वोल्टेज रूपांतरण की आवश्यकता होती है। ऐसे में, वोल्टेज रूपांतरण सर्किट (DC-DC) की खपत काफी बढ़ जाती है। इसके अलावा, बड़ी संख्या में DC-AC इन्वर्टर, ट्रांसफार्मर, कन्वर्टर आदि की भी आवश्यकता होती है। IGBT, MOSFET और डायोड जैसे अर्धचालक उपकरणों की मांग में भी काफी वृद्धि हुई है। उपरोक्त कारणों से ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम में पावर उपकरणों की मांग में भारी वृद्धि हुई है।

मैकिन्से के आंकड़ों के अनुसार, विशुद्ध इलेक्ट्रिक वाहनों की सेमीकंडक्टर लागत 704 अमेरिकी डॉलर है, जो पारंपरिक वाहनों की 350 अमेरिकी डॉलर की लागत से दोगुनी है। इनमें से विद्युत उपकरणों की लागत 387 अमेरिकी डॉलर तक है, जो कुल लागत का 55% है। पारंपरिक वाहनों की तुलना में विशुद्ध इलेक्ट्रिक वाहनों की नई सेमीकंडक्टर लागत में, विद्युत उपकरणों की लागत लगभग 269 अमेरिकी डॉलर है, जो कुल लागत का 76% है।

नई ऊर्जा वाली इलेक्ट्रिक गाड़ियों की बिजली उत्पादन और संचरण प्रक्रिया पेट्रोल इंजनों से काफी अलग होती है, जिसमें बार-बार वोल्टेज रूपांतरण और DC-AC रूपांतरण की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, पूरी तरह से इलेक्ट्रिक गाड़ियों की लंबी दूरी की मांग ने बिजली प्रबंधन की आवश्यकताओं को और भी परिष्कृत बना दिया है। IGBT, MOSFET और डायोड जैसे पावर डिस्क्रीट उपकरणों की ये मांगें पारंपरिक गाड़ियों की तुलना में कहीं अधिक हैं। ऑटोमोटिव मांग के चलते, IGBT में जबरदस्त वृद्धि देखने को मिलेगी।

ऑटोमोटिव पावर मॉड्यूल (वर्तमान में IGBT सबसे अधिक प्रचलित है) वाहन के इलेक्ट्रिक ड्राइव सिस्टम के प्रमुख प्रदर्शन को निर्धारित करते हैं, और मोटर इन्वर्टर की लागत का 40% से अधिक हिस्सा इन्हीं मॉड्यूल का होता है, जो कि मुख्य घटक है।

वाहन चालक की लागत का लगभग एक तिहाई हिस्सा आईजीबीटी पर खर्च होता है, जबकि वाहन चालक की लागत पूरे वाहन की लागत का लगभग 15-20% होती है। दूसरे शब्दों में, आईजीबीटी पूरे वाहन की लागत का 5-7% हिस्सा होता है।

तकनीकी स्तर पर, IGBT चिप्स कई क्रमिक प्रक्रियाओं से गुज़री हैं, जिनमें PT से NPT और फिर FS में अपग्रेड शामिल हैं, जिससे चिप पतली हुई है, थर्मल प्रतिरोध कम हुआ है और Tj में सुधार हुआ है; IEGT, CSTBT और MPT के परिचय से Vce में लगातार कमी आई है और पावर घनत्व में वृद्धि हुई है; सतह धातु और पैसिविशन परत के अनुकूलन के माध्यम से, यह ऑटोमोबाइल की उच्च विश्वसनीयता आवश्यकताओं को पूरा कर सकती है।

हाल के वर्षों में, आईजीबीटी ने संरचना के संदर्भ में नवाचार किया है, जैसे कि आरसी-आईजीबीटी का उद्भव और एफडब्ल्यूडी और आईजीबीटी को एकीकृत करने वाले डिजाइन; इसके अलावा, कार्यात्मक एकीकरण भी हैं, जैसे कि एकीकृत करंट और तापमान सेंसर।

IGBT का उपयोग ऑटोमोबाइल मोटर नियंत्रण प्रणालियों में व्यापक रूप से किया जाता है। वर्तमान में, ऑटोमोबाइल मोटर नियंत्रण प्रणालियों में दर्जनों IGBT की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, टेस्ला की रियर थ्री-फेज़ एसी अतुल्यकालिक मोटर में प्रति फेज़ 28 IGBT का उपयोग होता है, कुल मिलाकर 84 IGBT। मोटर के अन्य भागों में लगे IGBT को मिलाकर, टेस्ला कुल 96 IGBT का उपयोग करती है (डुअल मोटर और फ्रंट मोटर के लिए 36)। प्रति यूनिट 4 से 5 अमेरिकी डॉलर की कीमत पर, डुअल मोटर IGBT का मूल्य लगभग 650 अमेरिकी डॉलर है।

हालांकि SiC MOSFET, IGBT की तुलना में अधिक उन्नत है और इसमें बाजार विकास की अच्छी संभावनाएं हैं (टेस्ला ने पहले ही SiC MOSFET को अपना लिया है, और NIO भी इसे धीरे-धीरे अपनाएगी)। हालांकि, वर्तमान में SiC पावर उपकरणों में कुछ समस्याएं हैं, जो मुख्य रूप से निम्न में परिलक्षित होती हैं: कम उत्पादन और उच्च लागत; SiC और SiO2 के बीच इंटरफ़ेस पर कई दोष, और गेट ऑक्साइड की दीर्घकालिक विश्वसनीयता एक समस्या है; SiC MOSFET के दीर्घकालिक विश्वसनीयता डेटा का अभाव है।

इसके अलावा, SiC उपकरणों की करंट वहन क्षमता कम होती है, लेकिन लागत बहुत अधिक होती है। समान स्तर के SiC MOSFET चिप्स की लागत सिलिकॉन-आधारित IGBT की तुलना में 8 से 12 गुना अधिक होती है। बिजली की खपत के मामले में, SiC MOSFET सिलिकॉन-आधारित IGBT से पहले चालू होता है और IGBT के बाद बंद होता है। IGBT शून्य वोल्टेज स्विचिंग (ZVS) प्राप्त कर सकता है, जिससे हानियों में काफी कमी आती है।

कुल मिलाकर, IGBT की विद्युत विशेषताएँ SiC MOSFET चिप्स के लगभग 90% के बराबर हैं, जबकि लागत SiC MOSFET की 25% है। इसलिए, SiC और सिलिकॉन हाइब्रिड स्विच मॉड्यूल के बाज़ार में व्यापक अनुप्रयोग की संभावनाएँ हैं, लेकिन ऑटोमोटिव पावर सिस्टम में शुद्ध SiC उपकरणों को लोकप्रिय होने में समय लगेगा। IGBT अभी भी बाज़ार में प्रमुख स्थान रखता है।

चीन का बाजार बढ़ रहा है

चीन नई ऊर्जा वाहनों के लिए सबसे महत्वपूर्ण बाजारों में से एक है, और चीन में नई ऊर्जा वाहनों की बिक्री वैश्विक बिक्री के आधे से अधिक है।

इस बाज़ार परिदृश्य को देखते हुए, प्रमुख अंतरराष्ट्रीय सेमीकंडक्टर निर्माताओं ने घरेलू ऑटोमोबाइल निर्माताओं के साथ रणनीतिक साझेदारी स्थापित की है। उदाहरण के लिए, मार्च 2018 में, SAIC और Infineon ने एक संयुक्त उद्यम - SAIC Infineon Semiconductor Company की स्थापना की। बताया जाता है कि SAIC Infineon Semiconductor कंपनी IGBT मॉड्यूल पैकेजिंग व्यवसाय पर ध्यान केंद्रित करती है, जिसका उद्देश्य SAIC और अन्य घरेलू नई ऊर्जा वाहन निर्माताओं को सेवा प्रदान करना है, और इसका लक्ष्य 1 लाख सेट की वार्षिक उत्पादन क्षमता हासिल करना है।

इसके अतिरिक्त, विंगटेक टेक्नोलॉजी ने नेक्सपीरिया में नियंत्रक हिस्सेदारी हासिल कर ली है, जिसका ऑटोमोटिव पावर सेमीकंडक्टर उपकरणों के क्षेत्र में व्यापक अनुभव है। इसके 50% से अधिक उत्पाद ऑटोमोटिव क्षेत्र में उपयोग किए जाते हैं। योजना के अनुसार, नेक्सपीरिया धीरे-धीरे मुख्य भूमि चीन में उत्पादन का विस्तार करेगी।

ऑटोमोटिव सेमीकंडक्टरों के प्रतिस्पर्धी परिदृश्य और विदेशी निर्माताओं के विकास इतिहास की तुलना करने पर, चीनी घरेलू निर्माताओं के पास मुख्य रूप से दो विकास पथ हैं: एक तो पारंपरिक चिप क्षेत्र में अधिग्रहण के माध्यम से प्रौद्योगिकी और ग्राहक संसाधन प्राप्त करना; दूसरा नई ऊर्जा वाहनों और स्मार्ट कार चिप्स के लिए पावर सेमीकंडक्टरों का विकास करना।

जहां एक ओर विद्युतीकरण ने ऑटोमोटिव सेमीकंडक्टर बाजार में नई मांग पैदा की है, वहीं इसने घरेलू ऑटोमोटिव सेमीकंडक्टर निर्माताओं के लिए भी कई अवसर प्रदान किए हैं। वर्तमान में, अधिक से अधिक घरेलू निर्माता नई ऊर्जा वाहनों के लिए पावर सेमीकंडक्टर विकसित करना शुरू कर रहे हैं। इनमें बीवाईडी, सीआरआरसी, सिलान माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स और ऊपर उल्लिखित निर्माता शामिल हैं।

हालांकि, चीन के घरेलू ऑटोमोटिव पावर सेमीकंडक्टर निर्माता अभी भी अपेक्षाकृत कमजोर हैं और उनकी बाजार हिस्सेदारी भी अपेक्षाकृत कम है। अल्पकाल में प्रमुख अंतरराष्ट्रीय निर्माताओं के साथ वास्तविक प्रतिस्पर्धी संबंध स्थापित करना मुश्किल होगा और इसके लिए निरंतर विकास की आवश्यकता है।

अस्वीकरण: यह लेख "सेमीकंडक्टर इंडस्ट्री ऑब्जर्वेशन" से लिया गया है। यह लेख केवल लेखक के निजी विचारों को दर्शाता है और सैको माइक्रो या उद्योग के विचारों का प्रतिनिधित्व नहीं करता है। इसका पुनर्मुद्रण और साझाकरण केवल बौद्धिक संपदा अधिकारों के संरक्षण के लिए किया जा सकता है। पुनर्मुद्रण के लिए कृपया मूल स्रोत और लेखक का उल्लेख करें। यदि कोई उल्लंघन होता है, तो कृपया इसे हटाने के लिए हमसे संपर्क करें।

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