Minggu ini, sebuah berita tentang produksi massal IGBT canggih di Tiongkok menarik banyak perhatian. Pada tanggal 7 Juli, modul IGBT kelas otomotif Zhixin Semiconductor mencapai produksi massal. Ini adalah hasil nyata pertama dari kerja sama strategis antara Dongfeng Corporation dan CRRC untuk mendirikan Zhixin Semiconductor Company.

Menurut laporan, modul IGBT yang diproduksi kali ini memiliki pembuangan panas yang baik dan ketahanan terhadap interferensi elektromagnetik, serta dapat memenuhi persyaratan keandalan tinggi produk kelas otomotif. Akibatnya, perusahaan kendaraan energi baru Tiongkok memiliki pilihan lain, yang menambah bobot pada rantai pasokan semikonduktor daya otomotif lokal.

Baru-baru ini, tidak hanya Zhixin Semiconductor, tetapi juga pada bulan Juni dan awal Juli lalu, hanya dalam waktu lebih dari sebulan, chip dan modul IGBT lokal Tiongkok, terutama produk otomotif, terus bermunculan, menunjukkan lonjakan permintaan secara kolektif.

Pada bulan Juni, Huahong dan Star Semiconductor menandatangani perjanjian kerja sama strategis. Kedua pihak bersama-sama mengumumkan bahwa chip IGBT 12 inci kelas otomotif berdaya tinggi yang mereka ciptakan bersama telah mencapai produksi massal, telah lulus verifikasi produk oleh perusahaan pengguna akhir mobil, dan telah memasuki pasar unit daya secara luas yang diwakili oleh aplikasi otomotif.

Pada tanggal 21 Juni, Silan Micro mengumumkan bahwa perusahaan berencana untuk berinvestasi dalam pembangunan "Proyek pembangunan lini produksi pengemasan modul daya kelas otomotif dan industri serta perangkat terintegrasi daya tahap I" melalui anak perusahaan yang dimilikinya, Chengdu Jijia Technology Co., Ltd. Total investasi proyek ini adalah 758 juta yuan. Masa pembangunan proyek ini adalah 2 tahun, dan masa produksinya juga 2 tahun. Setelah mulai berproduksi, modul IGBT akan menjadi produk utama.

Pada tanggal 23 Juni, lini produksi IGBT pertama Sunking Technology secara resmi selesai dan mulai beroperasi, dan lini produksi IGBT memasuki tahap produksi uji coba. Dilaporkan bahwa proyek IGBT perusahaan berencana untuk membangun 2 lini produksi proses bagian belakang chip IGBT dan 5 lini produksi pengemasan dan pengujian modul IGBT. Setelah selesai, kapasitas produksi tahunan akan mencapai 2 juta produk modul IGBT. Aplikasi produk IGBT-nya akan mencakup bidang tegangan menengah dan rendah dari 600V hingga 1700V, menargetkan pasar seperti kendaraan listrik, tenaga angin fotovoltaik, dan konversi frekuensi industri.

Pada tanggal 5 Juli, Wingtech Technology mengumumkan akan mengakuisisi seluruh saham produsen semikonduktor Inggris, Newport Wafer Fab, melalui anak perusahaannya di Belanda, Nexperia. Newport Wafer Fab didirikan pada tahun 1982 dan terutama memproduksi semikonduktor daya hemat energi tinggi untuk otomotif. Nexperia adalah produsen penting chip dan komponen otomotif. Mengenai akuisisi tersebut, Zhang Xuezheng, ketua Wingtech Technology, mengatakan bahwa penambahan Newport akan secara efektif meningkatkan kemampuan Nexperia dalam semikonduktor IGBT, MOSFET, Analog, dan senyawa kelas otomotif.

Baik itu pembukaan pabrik, dimulainya produksi massal, atau merger dan akuisisi, para produsen ini berfokus pada pasar produk IGBT otomotif, yang mencerminkan popularitas pasar tersebut.

Permintaan yang kuat untuk IGBT

Dalam beberapa tahun mendatang, tingkat pertumbuhan penjualan kendaraan listrik diperkirakan akan melebihi 50%. Dengan dukungan kebijakan dan subsidi penjualan, diperkirakan tingkat pertumbuhan tahunan gabungan penjualan kendaraan listrik energi baru global dan Tiongkok akan mencapai 32%, yang akan mendorong perkembangan pesat rantai industri semikonduktor dan elektronik terkait. Tidak dapat dipungkiri bahwa mobil adalah salah satu dari tiga pilar utama yang mendorong perkembangan industri semikonduktor (5G, Internet of Things, dan elektronik otomotif dianggap sebagai tiga mesin utama yang akan mendorong perkembangan industri semikonduktor pada gelombang berikutnya).

Dalam aplikasi otomotif, penggunaan semikonduktor daya berada di urutan kedua setelah MCU, dan pangsa pasarnya sangat besar.

Sebagian besar penggunaan semikonduktor baru pada kendaraan energi baru adalah semikonduktor daya. Pada mobil tradisional, semikonduktor daya terutama digunakan di bidang-bidang seperti pengaktifan mesin, pembangkitan daya, dan keselamatan, yang mencakup 20% dari total semikonduktor pada mobil tradisional. Nilai satu kendaraan tersebut kira-kira US$60.

Karena kendaraan energi baru umumnya menggunakan sirkuit tegangan tinggi, ketika baterai menghasilkan tegangan tinggi, konversi tegangan yang sering diperlukan. Pada saat ini, konsumsi sirkuit konversi tegangan (DC-DC) meningkat secara signifikan. Selain itu, sejumlah besar inverter DC-AC, transformator, konverter, dan lain-lain juga dibutuhkan. Permintaan akan perangkat semikonduktor seperti IGBT, MOSFET, dan dioda juga meningkat secara signifikan. Hal-hal tersebut di atas telah sangat meningkatkan permintaan akan perangkat daya dalam sistem elektronik otomotif.

Menurut statistik McKinsey, biaya semikonduktor untuk kendaraan listrik murni adalah US$704, yang dua kali lipat dari US$350 untuk kendaraan tradisional. Di antaranya, biaya perangkat daya mencapai US$387, atau 55%. Di antara biaya semikonduktor baru untuk kendaraan listrik murni dibandingkan dengan kendaraan tradisional, biaya perangkat daya sekitar US$269, atau 76% dari total biaya baru.

Proses pembangkitan dan transmisi daya pada kendaraan listrik energi baru sangat berbeda dari mesin bensin, yang membutuhkan konversi tegangan dan konversi DC-AC yang sering. Selain itu, tingginya permintaan akan jangkauan jelajah kendaraan listrik murni telah membuat persyaratan manajemen daya menjadi lebih canggih. Tuntutan terhadap perangkat diskrit daya seperti IGBT, MOSFET, dan dioda jauh lebih tinggi daripada kendaraan tradisional. Didorong oleh permintaan otomotif, IGBT akan mengalami pertumbuhan yang sangat pesat.

Modul daya otomotif (yang saat ini umum digunakan adalah IGBT) menentukan kinerja utama sistem penggerak listrik kendaraan, dan menyumbang lebih dari 40% biaya inverter motor, yang merupakan komponen inti.

IGBT menyumbang sekitar sepertiga dari biaya penggerak motor, dan penggerak motor menyumbang sekitar 15~20% dari biaya keseluruhan kendaraan. Dengan kata lain, IGBT menyumbang 5~7% dari biaya keseluruhan kendaraan.

Pada tingkat teknis, chip IGBT telah melalui serangkaian proses iteratif, termasuk peningkatan dari PT ke NPT dan kemudian ke FS, yang telah membuat chip lebih tipis, mengurangi resistansi termal, dan meningkatkan Tj; pengenalan IEGT, CSTBT, dan MPT terus mengurangi Vce dan meningkatkan kepadatan daya; melalui optimasi logam permukaan dan lapisan pasivasi, chip ini dapat memenuhi persyaratan keandalan tinggi pada kendaraan bermotor.

Dalam beberapa tahun terakhir, IGBT telah mengalami inovasi dalam hal struktur, seperti munculnya RC-IGBT dan desain yang mengintegrasikan FWD dan IGBT; selain itu, terdapat juga integrasi fungsional, seperti sensor arus dan suhu terintegrasi.

IGBT banyak digunakan dalam sistem kontrol motor otomotif. Saat ini, sistem kontrol motor otomotif membutuhkan puluhan IGBT. Mengambil contoh Tesla, motor asinkron AC tiga fasa belakang Tesla menggunakan 28 IGBT per fasa, dengan total 84 IGBT. Termasuk IGBT di bagian lain motor, Tesla menggunakan total 96 IGBT (motor ganda ditambah 36 untuk motor depan). Dihitung dengan harga US$4 hingga US$5 per unit, nilai satu IGBT motor ganda kira-kira US$650.

Meskipun MOSFET SiC lebih maju daripada IGBT dan memiliki potensi pengembangan pasar yang baik (Tesla telah mengadopsi MOSFET SiC, dan NIO juga akan mengadopsinya satu demi satu). Namun, saat ini, masih ada beberapa masalah pada perangkat daya SiC, yang secara khusus tercermin dalam: hasil produksi yang rendah dan biaya yang tinggi; terdapat banyak cacat pada antarmuka antara SiC dan SiO2, dan keandalan jangka panjang oksida gerbang menjadi masalah; MOSFET SiC kekurangan data keandalan jangka panjang.

Selain itu, kapasitas daya hantar arus perangkat SiC rendah, tetapi biayanya terlalu tinggi. Biaya chip MOSFET SiC dengan level yang sama adalah 8 hingga 12 kali lipat dari IGBT berbasis silikon. Dari segi konsumsi daya, MOSFET SiC dihidupkan sebelum IGBT berbasis silikon dan kemudian dimatikan setelah IGBT. IGBT dapat mencapai ZVS (zero voltage switching), yang dapat mengurangi kerugian secara signifikan.

Secara keseluruhan, karakteristik listrik IGBT mendekati 90% dari chip MOSFET SiC, sementara biayanya hanya 25% dari MOSFET SiC. Oleh karena itu, modul sakelar hibrida SiC dan silikon akan memiliki prospek aplikasi pasar yang besar, tetapi dibutuhkan waktu agar perangkat SiC murni dipopulerkan dalam sistem daya otomotif. IGBT masih menjadi kekuatan utama di pasar.

Pasar China sedang berkembang.

China adalah salah satu pasar terpenting untuk kendaraan energi baru, dengan penjualan kendaraan energi baru di China menyumbang lebih dari setengah dari penjualan global.

Dengan latar belakang pasar ini, produsen semikonduktor internasional besar telah menjalin kemitraan strategis dengan OEM otomotif domestik. Misalnya, pada Maret 2018, SAIC dan Infineon mendirikan perusahaan patungan - SAIC Infineon Semiconductor Company. Dilaporkan bahwa SAIC Infineon Semiconductor berfokus pada bisnis pengemasan modul IGBT, bertujuan untuk melayani SAIC dan produsen kendaraan energi baru domestik lainnya, dan berencana untuk mencapai kapasitas produksi tahunan sebesar 1 juta set.

Selain itu, Wingtech Technology telah mengakuisisi saham pengendali di Nexperia, yang memiliki akumulasi pengalaman yang mendalam di bidang perangkat semikonduktor daya otomotif. Lebih dari 50% produknya digunakan di bidang otomotif. Sesuai rencana, Nexperia akan secara bertahap memperluas produksi di Tiongkok daratan.

Jika membandingkan lanskap persaingan semikonduktor otomotif dan sejarah perkembangan produsen asing, produsen domestik Tiongkok pada dasarnya memiliki dua jalur pengembangan: pertama, memperoleh teknologi dan sumber daya pelanggan melalui akuisisi di bidang chip tradisional; kedua, mengembangkan semikonduktor daya untuk kendaraan energi baru dan chip mobil pintar.

Meskipun elektrifikasi telah membawa permintaan baru ke pasar semikonduktor otomotif, hal ini juga memberikan banyak peluang bagi produsen semikonduktor otomotif dalam negeri. Saat ini, semakin banyak produsen dalam negeri yang mulai mengembangkan semikonduktor daya untuk kendaraan energi baru. Produsen yang 대표 antara lain BYD, CRRC, Silan Microelectronics, dan produsen yang disebutkan di atas.

Namun, produsen semikonduktor daya otomotif domestik China masih relatif lemah dan memiliki pangsa pasar yang relatif rendah. Akan sulit untuk membentuk hubungan kompetitif yang nyata dengan produsen internasional utama dalam waktu singkat dan perlu terus berkembang.

Penafian: Artikel ini direproduksi dari "Pengamatan Industri Semikonduktor". Artikel ini hanya mewakili pandangan pribadi penulis dan tidak mewakili pandangan Sacco Micro dan industri. Artikel ini hanya untuk dicetak ulang dan dibagikan guna mendukung perlindungan hak kekayaan intelektual. Harap sebutkan sumber asli dan penulis untuk pencetakan ulang. Jika ada pelanggaran, silakan hubungi kami untuk menghapusnya.

Nomor telepon perusahaan: +86-0755-83044319
Faks/FAX: +86-0755-83975897
Surel: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 Manajer Li

QQ: 332496225 Manajer Qiu

Alamat: Ruang 809, Gedung C, Gedung Teknologi Zhantao, No. 1079 Jalan Minzhi, Distrik Baru Longhua, Shenzhen