Minggu ini, satu berita tentang pengeluaran besar-besaran IGBT canggih China telah menarik banyak perhatian. Pada 7 Julai, modul IGBT gred automotif Zhixin Semiconductor mencapai pengeluaran besar-besaran. Ini merupakan hasil pertama yang membuahkan hasil daripada kerjasama strategik antara Dongfeng Corporation dan CRRC untuk menubuhkan Zhixin Semiconductor Company.

Menurut laporan, modul IGBT yang dikeluarkan kali ini mempunyai pelesapan haba dan gangguan anti-elektromagnet yang baik, dan dapat memenuhi keperluan kebolehpercayaan yang tinggi untuk produk gred automotif. Hasilnya, syarikat kenderaan tenaga baharu China mempunyai pilihan lain, menambah berat kepada rantaian bekalan semikonduktor kuasa automotif tempatan.

Baru-baru ini, bukan sahaja Zhixin Semiconductor, tetapi juga pada bulan Jun dan awal Julai yang lalu, dalam masa sebulan sahaja, cip dan modul IGBT tempatan China, terutamanya produk automotif, muncul tanpa henti, menunjukkan wabak kolektif.

Pada bulan Jun, Huahong dan Star Semiconductor telah menandatangani perjanjian kerjasama strategik. Kedua-dua pihak bersama-sama mengumumkan bahawa cip IGBT 12-inci gred automotif berkuasa tinggi yang dihasilkan bersama telah mencapai pengeluaran besar-besaran, telah lulus pengesahan produk oleh syarikat kereta akhir, dan telah memasuki pasaran unit kuasa secara meluas yang diwakili oleh aplikasi automotif.

Pada 21 Jun, Silan Micro mengumumkan bahawa syarikat itu merancang untuk melabur dalam pembinaan "Modul kuasa gred automotif dan gred perindustrian serta pembinaan barisan pengeluaran pembungkusan peranti bersepadu kuasa fasa I" melalui anak syarikat induknya Chengdu Jijia Technology Co., Ltd. Jumlah pelaburan projek ini ialah 758 juta yuan. Tempoh pembinaan projek ini adalah 2 tahun, dan tempoh pengeluaran adalah 2 tahun. Selepas dimasukkan ke dalam pengeluaran, modul IGBT akan menjadi produk utama.

Pada 23 Jun, barisan pengeluaran IGBT pertama Sunking Technology telah siap dan beroperasi secara rasmi, dan barisan pengeluaran IGBT memasuki peringkat pengeluaran percubaan. Dilaporkan bahawa projek IGBT syarikat itu merancang untuk membina 2 barisan pengeluaran proses bahagian belakang cip IGBT dan 5 barisan pengeluaran pembungkusan dan pengujian modul IGBT. Selepas siap, kapasiti pengeluaran tahunan akan mencapai 2 juta produk modul IGBT. Aplikasi produk IGBTnya akan meliputi medan voltan sederhana dan rendah dari 600V hingga 1700V, menyasarkan pasaran seperti kenderaan elektrik, kuasa angin fotovoltaik dan penukaran frekuensi perindustrian.

Pada 5 Julai, Wingtech Technology mengumumkan bahawa ia akan memperoleh semua saham pengeluar semikonduktor British Newport Wafer Fab melalui anak syarikatnya di Belanda, Nexperia. Newport Wafer Fab ditubuhkan pada tahun 1982 dan terutamanya menghasilkan semikonduktor kuasa berkecekapan tenaga tinggi untuk automobil. Nexperia ialah pengeluar cip dan komponen automotif yang penting. Berkenaan pengambilalihan itu, Zhang Xuezheng, pengerusi Wingtech Technology, berkata bahawa penambahan Newport akan meningkatkan keupayaan Nexperia secara berkesan dalam IGBT gred automotif, MOSFET, Analog dan semikonduktor sebatian.

Sama ada pembukaan kilang, permulaan pengeluaran besar-besaran atau penggabungan dan pengambilalihan, pengeluar ini memberi tumpuan kepada pasaran produk IGBT automotif, mencerminkan populariti pasaran.

Permintaan kukuh untuk IGBT

Dalam beberapa tahun akan datang, kadar pertumbuhan jualan kenderaan elektrik dijangka melebihi 50%. Dengan mendapat manfaat daripada sokongan dasar dan subsidi jualan, dijangkakan kadar pertumbuhan tahunan kompaun jualan kenderaan elektrik tenaga baharu global dan China akan mencapai 32%, yang akan memacu perkembangan pesat rangkaian industri semikonduktor dan elektronik yang berkaitan. Tidak berbohong bahawa automobil adalah salah satu daripada tiga pemacu pembangunan industri semikonduktor (5G, Internet of Things dan elektronik automotif dianggap sebagai tiga enjin utama yang akan memacu pembangunan industri semikonduktor dalam gelombang seterusnya).

Dalam aplikasi automotif, penggunaan semikonduktor kuasa adalah kedua selepas MCU, dan bahagian pasarannya sangat besar.

Kebanyakan penggunaan semikonduktor baharu dalam kenderaan tenaga baharu adalah semikonduktor kuasa. Dalam automobil tradisional, semikonduktor kuasa digunakan terutamanya dalam bidang seperti penghidupan, penjanaan kuasa dan keselamatan, menyumbang 20% ​​daripada jumlah semikonduktor dalam automobil tradisional. Nilai sebuah kenderaan adalah kira-kira US$60.

Memandangkan kenderaan tenaga baharu biasanya menggunakan litar voltan tinggi, apabila bateri mengeluarkan voltan tinggi, penukaran voltan yang kerap diperlukan. Pada masa ini, penggunaan litar penukaran voltan (DC-DC) meningkat dengan ketara. Di samping itu, sebilangan besar penyongsang DC-AC, transformer, penukar, dan sebagainya juga diperlukan. Permintaan ini untuk peranti semikonduktor seperti IGBT, MOSFET dan diod juga telah meningkat dengan ketara. Perkara di atas telah meningkatkan permintaan untuk peranti kuasa dalam sistem elektronik automotif dengan ketara.

Menurut statistik McKinsey, kos semikonduktor kenderaan elektrik tulen ialah US$704, iaitu dua kali ganda daripada US$350 kenderaan tradisional. Antaranya, kos peranti kuasa adalah setinggi US$387, menyumbang 55%. Antara kos semikonduktor baharu untuk kenderaan elektrik tulen berbanding kenderaan tradisional, kos peranti kuasa adalah kira-kira US$269, menyumbang 76% daripada kos baharu.

Proses penjanaan dan penghantaran kuasa kenderaan elektrik tenaga baharu agak berbeza daripada enjin petrol, yang memerlukan penukaran voltan yang kerap dan penukaran DC-AC. Di samping itu, permintaan yang tinggi untuk julat pelayaran kenderaan elektrik tulen telah menjadikan keperluan pengurusan kuasa lebih diperhalusi. Permintaan untuk peranti diskret kuasa seperti IGBT, MOSFET dan diod ini jauh lebih tinggi daripada kenderaan tradisional. Didorong oleh permintaan automotif, IGBT akan mengalami pertumbuhan yang pesat.

Modul kuasa automotif (arus perdana semasa ialah IGBT) menentukan prestasi utama sistem pemacu elektrik kenderaan, dan menyumbang lebih daripada 40% daripada kos penyongsang motor, yang merupakan komponen teras.

IGBT menyumbang kira-kira satu pertiga daripada kos pemandu motor, dan pemandu motor menyumbang kira-kira 15 ~ 20% daripada kos keseluruhan kenderaan. Dalam erti kata lain, IGBT menyumbang 5 ~ 7% daripada kos keseluruhan kenderaan.

Pada peringkat teknikal, cip IGBT telah melalui beberapa proses lelaran, termasuk naik taraf daripada PT kepada NPT dan kemudian kepada FS, yang telah menjadikan cip lebih nipis, mengurangkan rintangan haba dan meningkatkan Tj; pengenalan IEGT, CSTBT dan MPT terus mengurangkan Vce dan meningkatkan ketumpatan kuasa; melalui pengoptimuman logam permukaan dan lapisan pempasifan, ia dapat memenuhi keperluan kebolehpercayaan yang tinggi untuk automobil.

Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, IGBT telah berinovasi dari segi struktur, seperti kemunculan RC-IGBT dan reka bentuk yang mengintegrasikan FWD dan IGBT; di samping itu, terdapat juga integrasi berfungsi, seperti sensor arus dan suhu bersepadu.

IGBT digunakan secara meluas dalam sistem kawalan motor automotif. Pada masa ini, sistem kawalan motor automotif memerlukan berpuluh-puluh IGBT. Dengan mengambil Tesla sebagai contoh, motor tak segerak AC tiga fasa belakang Tesla menggunakan 28 IGBT setiap fasa, dengan sejumlah 84 IGBT. Termasuk IGBT di bahagian lain motor, Tesla menggunakan sejumlah 96 IGBT (motor dwi ditambah 36 untuk motor hadapan). Dikira pada harga US$4 hingga US$5 seunit, nilai IGBT dwi-motor adalah lebih kurang US$650.

Walaupun SiC MOSFET lebih maju daripada IGBT dan mempunyai potensi pembangunan pasaran yang baik (Tesla telah pun menerima pakai SiC MOSFET, dan NIO juga akan menerima pakainya satu demi satu). Walau bagaimanapun, pada masa ini, masih terdapat beberapa masalah dalam peranti kuasa SiC, yang secara khusus tercermin dalam: hasil yang rendah dan kos yang tinggi; terdapat banyak kecacatan pada antara muka antara SiC dan SiO2, dan kebolehpercayaan jangka panjang oksida pintu adalah satu masalah; SiC MOSFET kekurangan data kebolehpercayaan jangka panjang.

Di samping itu, kapasiti pembawaan arus peranti SiC adalah rendah, tetapi kosnya terlalu tinggi. Kos cip MOSFET SiC pada tahap yang sama adalah 8 hingga 12 kali ganda daripada IGBT berasaskan silikon. Dari segi penggunaan kuasa, MOSFET SiC dihidupkan sebelum IGBT berasaskan silikon dan kemudian dimatikan selepas IGBT. IGBT boleh mencapai ZVS (pensuisan voltan sifar), yang boleh mengurangkan kerugian dengan ketara.

Secara keseluruhan, ciri-ciri elektrik IGBT hampir menyamai 90% cip MOSFET SiC, manakala kosnya pula 25% daripada MOSFET SiC. Oleh itu, modul suis hibrid SiC dan silikon akan mempunyai prospek aplikasi pasaran yang hebat, tetapi ia akan mengambil masa untuk peranti SiC tulen dipopularkan dalam sistem kuasa automotif. IGBT masih merupakan kuasa utama dalam pasaran.

Pasaran China semakin berkembang

China merupakan salah satu pasaran terpenting bagi kenderaan tenaga baharu, dengan jualan kenderaan tenaga baharu di China menyumbang lebih separuh daripada jualan global.

Dengan latar belakang pasaran ini, pengeluar semikonduktor antarabangsa utama telah mewujudkan perkongsian strategik dengan OEM automobil domestik. Contohnya, pada Mac 2018, SAIC dan Infineon telah menubuhkan usaha sama - SAIC Infineon Semiconductor Company. Dilaporkan bahawa SAIC Infineon Semiconductor menumpukan pada perniagaan pembungkusan modul IGBT, yang bertujuan untuk memberi perkhidmatan kepada SAIC dan pengeluar kenderaan tenaga baharu domestik yang lain, dan merancang untuk mencapai kapasiti pengeluaran tahunan sebanyak 1 juta set.

Di samping itu, Wingtech Technology telah memperoleh kepentingan kawalan dalam Nexperia, yang mempunyai pengumpulan besar dalam bidang peranti semikonduktor kuasa automotif. Lebih daripada 50% produknya digunakan dalam bidang automotif. Menurut rancangan itu, Nexperia akan secara beransur-ansur mengembangkan pengeluaran di tanah besar China.

Membandingkan landskap persaingan semikonduktor automotif dan sejarah pembangunan pengeluar asing, pengeluar domestik China terutamanya mempunyai dua laluan pembangunan: satu adalah untuk mendapatkan teknologi dan sumber pelanggan melalui pemerolehan dalam bidang cip tradisional; yang lain adalah untuk membangunkan semikonduktor kuasa untuk kenderaan tenaga baharu dan cip kereta pintar.

Walaupun elektrifikasi telah membawa permintaan baharu kepada pasaran semikonduktor automotif, ia juga telah menyediakan banyak peluang untuk pengeluar semikonduktor automotif domestik. Pada masa ini, semakin banyak pengeluar domestik mula membangunkan semikonduktor kuasa untuk kenderaan tenaga baharu. Pengeluar perwakilan termasuk BYD, CRRC, Silan Microelectronics dan pengeluar yang dinyatakan di atas.

Walau bagaimanapun, pengeluar semikonduktor kuasa automotif domestik China masih agak lemah dan mempunyai bahagian pasaran yang agak rendah. Adalah sukar untuk membentuk hubungan kompetitif yang sebenar dengan pengeluar antarabangsa utama dalam tempoh masa yang singkat dan perlu terus berkembang.

Penafian: Artikel ini diterbitkan semula daripada "Semiconductor Industry Observation". Artikel ini hanya mewakili pandangan peribadi penulis dan tidak mewakili pandangan Sacco Micro dan industri. Ia hanya untuk cetakan semula dan perkongsian bagi menyokong perlindungan hak harta intelek. Sila nyatakan sumber asal dan penulis untuk cetakan semula. Jika terdapat sebarang pelanggaran, sila hubungi kami untuk memadamkannya.

Nombor telefon syarikat: +86-0755-83044319
Faks/FAKS: +86-0755-83975897
E-mel: 1615456225@qq.com
SQ: 3518641314 Pengurus Li

QQ: 332496225 Pengurus Qiu

Alamat: Bilik 809, Bangunan C, Bangunan Teknologi Zhantao, No. 1079 Minzhi Avenue, Daerah Baharu Longhua, Shenzhen