В чём заключаются сильные стороны IGBT-транзисторов компаний China Resources Micro, New Clean Energy, Yangjie и Jiejie?
 
Ситуация в отрасли силовых полупроводников. Прогнозируется, что объем внутреннего рынка силовых полупроводников к 2025 году достигнет 50 миллиардов евро, а текущий уровень локализации производства очень низок. Прогнозируются три основные области применения в энергетике в будущем: автомобили, фотовольтаика и промышленное управление. Также рассматриваются некоторые направления, такие как электроэнергетика, высоковольтные сети и железнодорожный транспорт.  
(1) Рынок промышленного управления: До 2018 года отечественные силовые полупроводники в основном концентрировались в сфере промышленного управления, их объем составлял 10 миллиардов юаней; (2) Рынок электромобилей: Прогнозируется, что к 2025 году объем внутреннего рынка электромобилей достигнет более 10-15 миллиардов юаней; продажи электромобилей не сильно выросли с 2019 по 2020 год, но начали снова расти в октябре 2020 года. Стоимость одного силового полупроводника для автомобиля составляет 3,000 юаней. Прогнозируется, что к 2021 году в стране будет 2 миллиона единиц (рыночная площадь 6 миллиардов юаней), а к 2025 году целевой показатель достигнет 5 миллионов единиц (рыночная площадь 15 миллиардов юаней). (3) Рынок фотоэлектрических инверторов: в прошлом году вырос со 130 ГВт до 180 ГВт. Фотоэлектрические инверторы также быстро развиваются. 1 ГВт имеет прикладную стоимость в отрасли силовых полупроводников в 40 миллионов юаней. Таким образом, фотоэлектрический сектор мощностью 180 ГВт в 2020 году также имел стоимость в полупроводниковой промышленности более 7 миллиардов юаней. На долю отечественных производителей фотоэлектрических инверторов приходится 60% мирового рынка (Goodwe, Sungrow, Ginlang, Huawei и др.).  
  В: Ситуация с бумом силовых полупроводников О: Рост цен на силовые полупроводники IGBT в этом году обусловлен: (1) быстрым ростом спроса на IGBT на рынках электромобилей и фотоэлектрических систем; (2) эпидемией, в результате которой большинство IGBT в настоящее время импортируются, а многие процессы упаковки и тестирования находятся в Юго-Восточной Азии (Малайзия и др.). В настоящее время они приостановлены, что усугубляет дефицит. (3) Текущий срок поставки промышленных IGBT от Infineon составляет полгода, а срок поставки автомобильных IGBT — один год. После 2022-2023 годов, когда эпидемия ослабнет и заводы возобновят работу, график поставок Infineon может быть скорректирован; однако, что касается модулей IGBT, то автомобильный и фотоэлектрический рынки быстро растут, и дефицит может сохраниться. Улучшить ситуацию будет невозможно до тех пор, пока не будут введены в эксплуатацию 12-дюймовые производственные линии Infineon, а также несколько отечественных 12-дюймовых линий (Silan Micro, Huahong, Jita, China Resources Micro и др.).  
В: Каковы преимущества и недостатки рынка IGBT-транзисторов для электромобилей и крупнейших отечественных компаний? О: Первой в Китае начала производство компания BYD; (1) В 2008 году она приобрела завод по производству микросхем IDM компании Ningbo Zhongwei и начала собственное производство. С 2010 по 2011 год была создана команда для разработки IGBT-транзисторов для установки в автомобили; в 2012 году компания начала импортировать собственные автомобили BYD, а в 2015 году объемы производства собственных IGBT-транзисторов начали расти. (2) До 2015 года BYD закупала 80% своих микросхем у Infineon, а затем упаковывала их для использования в собственных автомобилях, таких как Tang, Song и др.; (3) После 2015 года появились собственные микросхемы IGBT 2.5 поколения, 80% из которых использовались компанией, а 20% закупались у сторонних поставщиков; (4) После выхода чипов IGBT 4.0 поколения в 2017-2018 годах они в основном использовали свои собственные чипы. Сейчас у них самая большая установленная мощность по производству IGBT, в общей сложности 1 миллион единиц, использующих их собственные чипы. В 2017 году они начали продвигать свои собственные чипы и модули. Однако BYD IGBT 4.0 может сравниться только с IGBT Infineon 2.5, имеющими планарную + FS структуру, которая хуже, чем траншейные чипы отечественных компаний (она на одно поколение отстает от 4-го поколения Star, Acer и Silan Micro; в результате разница в падении напряжения насыщения составляет 2 В, а траншейный тип тонкий и имеет разницу в падении напряжения 1.4 В, поэтому потери планарной структуры велики, что в конечном итоге влияет на выходную энергоэффективность). Поэтому текущим внешним заказчиком, использующим BYD IGBT для массового производства, является компания Lanhai Huateng из Шэньчжэня, которая производит коммерческие логистические транспортные средства; Другие производители легковых автомобилей не найдут ему применения. Во-первых, производительность относительно отсталая, а во-вторых, модули собственной разработки BYD имеют индивидуальную упаковку, которая отличается от текущей стандартной упаковки модулей A71, A72 и других; (5) Новейший IGBT от BYD, выпущенный после выхода версии 5.0 в конце 2020 года, сможет конкурировать с чипами траншейного типа своих отечественных аналогов (аналогично IGBT 4.0-го поколения от Infineon, а также продуктам траншейного типа от Star и Silan Micro). Все зависит от того, сможет ли компания добиться прогресса в продвижении новых продуктов в этом году.  
Компания Second Star Semiconductor: (1) Начала производство IGBT-транзисторов в 2008 году. Первоначально закупала микросхемы и производила собственную упаковку; (2) В 2015 году Infineon приобрела IR (International Rectifier) ​​и распустила первоначальную команду разработчиков микросхем IR. Star взяла на себя эту команду и итеративно разрабатывала микросхемы на основе 7-го поколения микросхем IR (по сравнению с 4-м поколением Infineon); (3) В 2016 году мы начали продвигать разработанные нами микросхемы, которые рекламировали такие клиенты, как Inovance и INVT. Эта микросхема была разработана на основе чужих разработок с использованием упрощенных методов, поэтому она имела успех и быстро получила распространение среди отечественных OEM-производителей; (4) В 2017 году она начала использоваться в электронных системах управления и в автомобильной промышленности; (5) В настоящее время на долю разработанных компанией Star микросхем приходится 70%, но с точки зрения автомобильных спецификаций существует множество применений, таких как автомобили класса A00, автобусы и логистические транспортные средства. Однако его автомобильный модуль класса А на 750 В еще не соответствует требованиям автомобильной промышленности, его срок службы составляет всего 4-5 лет (требуется более 10 лет), а частота отказов не соответствует стандарту (годовая частота отказов составляет 50 ppm); производители автомобилей класса А предпочитают IDM для внедрения автомобильных IGBT-модулей, поскольку требования к сроку службы, надежности и частоте отказов высоки. IDM контролирует процесс и параметры на заводе. Чип Star производится без собственного производства, и нет возможности доказать, что материал чипа соответствует автомобильным стандартам; (Хотя конечный модуль, отгружаемый с завода, соответствует автомобильным стандартам, гарантировать качество материала чипа невозможно). Ограничения производства без собственного производства для автомобильной продукции: Star размещает заказ у Huahong. После получения пластин чипы проходят несколько этапов проверки, тестирования и контроля качества, а затем упаковываются. После упаковки они проходят испытания на выгорание, динамические нагрузочные испытания и т. д., и, наконец, отгружаются заказчикам готовых машин. Однако модель IDM позволяет добиться высокого уровня контроля качества на заводе-изготовителе. Благодаря согласованности параметров, чип может соответствовать автомобильным стандартам и не требует прохождения множества этапов проверки после выпуска.
Третий проект CRRC Electric: (1) В 2012 году приобрели компанию Danix в Великобритании и начали разработку IGBT-транзисторов. (2) В 2015 году был создан завод по производству высоковольтных IGBT-модулей 6500 В/7500 В для железнодорожного транспорта. В 2017 году, в связи с процессом проверки, производственные мощности были относительно простаивали, поэтому мы начали производство автомобильных IGBT-модулей 650 В/750 В/1200 В; (3) В 2018 году у отечественных производителей появилась возможность импортировать автобусы, логистические транспортные средства и модули уровня A00 (в то время Китай в основном импортировал продукцию CRRC, BYD и Star, причем цена CRRC была самой низкой среди них; однако это было ограничено тем фактом, что CRRC изначально не производила продукцию для промышленного управления, поэтому она не до конца понимала особенности применения автомобильных усилителей на основе IGBT и усилителей ускорения. Например: IGBT необходимо использовать параллельно с FRD. Star и BYD используют соотношение 1:1 между площадью чипа IGBT и чипа FRD. CRRC в то время мало что знала об этом, но они использовали соотношение 1:0.5. В особых условиях работы ток диода будет очень большим, и отказ приведет к сбою. Поэтому продвижение первой версии модуля CRRC в то время проходило не очень гладко. С 2019 по 2021 год CRRC будет проводить доработки чипов и тесно сотрудничать с клиентами первого уровня. В настоящее время компании Inovance, Xpeng и Ideal в течение двух лет проводили проверку качества продукции CRRC. В этом году IGBT-транзисторы компании получат возможность использоваться в легковых автомобилях. Мы считаем, что CRRC увеличит объемы производства. Текущее качество продукции соответствует требованиям автомобильной инспекции, что лучше, чем у Bistar и BYD. Завод по производству и упаковочный цех CRRC также достигли уровня, соответствующего автомобильным стандартам. После начала производства автомобилей в этом году все будет зависеть от процента отказов. Если показатели этого года будут удовлетворительными, CRRC получит возможность занять большую долю рынка.  
Четвертый Silan Micro: (1) До 2018 года в основном занималась производством бытовой техники; (2) После 2018 года начала производство промышленных и автомобильных IGBT-транзисторов. Из четырех компаний Silan Micro последней начала производство; (3) На данный момент выпущены некоторые образцы автомобильных IGBT-транзисторов Silan Micro, и некоторые клиенты уровня A00 уже начали их использовать. Leapmotor и Lingden уже внедрили модули Silan Micro. Silanwei хочет пойти по пути CRRC и Star. Сначала выйти на рынок логистики, автобусов и уровня A00. Хотя Silan Micro начала медленно, ее преимущество заключается в собственном IDM-производителе. Итерация собственных производственных линий для 6, 8 и 12-дюймовых устройств очень проста (на разработку одной версии продукта уходит всего 3 месяца, по сравнению с 6 месяцами для Fabless). В промышленной сфере Silan Future является крупнейшим конкурентом Star. Автомобильный аспект в основном зависит от перехода от автомобилей класса A00 к автомобилям класса A.  
В: В чем заключаются различия в параметрах автомобильных чипов у нескольких отечественных производителей? О: Падение напряжения насыщения 4.0 В на планарной подложке IGBT от BYD превышает 2 В, в то время как траншейная технология Star, Silan Micro и CRRC позволяет достичь 1.4–1.6 В, а планарные потери велики, что в конечном итоге влияет на разницу в выходной мощности. Если взять в качестве примера модуль на 750 В для автомобилей класса А, то Silan Micro в настоящее время является лучшим в стране и может конкурировать с Infineon по выходной мощности в 160–180 кВт. Затем есть CRRC, который также может достичь 160 кВт, но не 180 кВт. Продукция Star Semiconductor появилась относительно рано и достигла мощности 140–150 кВт. BYD использует планарную технологию для достижения максимальной мощности в 140 кВт, поэтому это в конечном итоге отразится на выходной мощности; Причина отставания BYD в технологиях производства чипов: завод, приобретший Ningbo Zhongwei, является бывшим заводом TSMC. Эта линия может производить только 6-дюймовые планарные чипы и не может использовать технологию траншейных чипов. Поэтому чипы BYD нового поколения с технологией траншейных чипов 5.0 производятся в Хуахонге (включая чипы 6.0, которые используются для тестирования чипов Infineon 7-го поколения, вероятно, также нуждаются в драйверах).  
В: В чем заключаются различия в процессах упаковки у нескольких отечественных производителей? О: Существует четыре поколения упаковки автомобильного класса: (1) Первое поколение — одностороннее косвенное водяное охлаждение: модуль использует медную опорную пластину, а под модуль и на опорную пластину радиатора наносится слой теплопроводящей силиконовой смазки. Вода протекает под радиатором, поэтому модуль не находится в прямом контакте с водой. Этот тип модулей в основном используется в экономичных решениях, таких как A00, логистические транспортные средства и т. д. Модуль в такой упаковке может производиться серийно отечественными производителями, такими как BYD, Star, Acer и др., и нет технических трудностей в его переделке из промышленной упаковки. (2) Второе поколение — одностороннее прямое водяное охлаждение: на нижней пластине имеются теплоотводящие элементы (структура с игольчатыми ребрами), в радиаторе открывается щель, в которую вставляется модуль, вода протекает непосредственно под ним, и модуль находится в прямом контакте с водой, а окружающие поверхности герметично закрыты. Эффективность рассеивания тепла и удельная мощность будут увеличены более чем на 30% по сравнению с предыдущим поколением; этот тип модулей в основном используется в автомобилях A00 и A-класса, и это решение в основном применяется в легковых автомобилях. В Китае их можно производить серийно. Небольшое различие заключается в том, что Star и CRRC используют медные опорные пластины, а BYD — алюминиево-кремниево-титановые. Опорная пластина BYD более надежна, но рассеивание тепла у нее хуже, чем у меди. Он уделяет внимание надежности, жертвуя при этом некоторыми характеристиками. (3) Третье поколение использует двухстороннее рассеивание тепла: модуль переходит от процесса заполнения клеем к процессу пластиковой герметизации, и обе стороны косвенно охлаждаются водой. Рассеивание тепла происходит как в выдвижном ящике, куда вставляется модуль; этот тип модулей впервые был разработан японской компанией Denso (для Toyota Prius). В отечественных автомобилях Huawei Thalys также используется это двухстороннее решение водяного охлаждения. За рубежом это решение используют ON Semiconductor, Infineon и Electric Pile. В Китае его применяют BYD (начали в 2016 году) и Star, но требования к процессу относительно высоки (процесс упаковки радиаторного модуля довольно сложен, и чип требует особых условий. Требуется возможность сварки обеих сторон чипа, поэтому верхняя поверхность чипа также нуждается в гальваническом покрытии). До массового производства BYD и Star на внутреннем рынке еще далеко (около года); (4) Четвертое поколение — это двухстороннее прямое водяное охлаждение: двухстороннее медное дно плюс длинное двухстороннее теплоотведение с помощью игольчатых ребер. В настоящее время только японская компания Hitachi может производить его серийно и поставляет для таких высококлассных моделей, как Audi etron и Lexus. В Китае серийного производства нет, и технология все еще находится на стадии разработки.  
В: Продолжают ли отечественные компании закупать чипы у компании Infineon? Каков разрыв между поколениями этих четырех отечественных компаний и Infineon? А: В настоящее время компании Star, Acer и BYD по-прежнему используют чипы Infineon в некоторых своих продуктах. Внешние микросхемы Star в основном предназначены для промышленных IGBT-транзисторов. Например, в лифтовой, крановой и металлургической отраслях заказчики указывают, что модули могут быть изготовлены в Китае, но микросхемы внутри должны быть импортными (например, клиент Inovance — немецкая лифтовая компания ThyssenKrupp); также существуют некоторые специальные виды промышленной плавки, частота производства таких микросхем очень высока, и их невозможно изготовить внутри страны, поэтому микросхемы приходится закупать за рубежом; если же Infineon используется для внешних компонентов автомобильных систем и поставляется в собственной упаковке, то его цена не может сравниться с ценой Infineon; (микросхемы Infineon седьмого поколения не продаются отечественным производителям устройств, только четвертого поколения). На внутреннем рынке такие компании, как Star, Silan Micro, CRRC и другие, независимо от того, какое поколение они продвигают, фактически являются эталонами четвертого поколения Infineon (структура Trench + FS), в настоящее время это новейшее седьмое поколение Infineon, пятое поколение (высокопроизводительная версия четвертого поколения), шестое поколение (высокочастотная версия четвертого поколения). Пятое и шестое поколения — это лишь улучшенные версии четвертого поколения, без существенного скачка в качестве; по сравнению с четвертым поколением, седьмое поколение имеет уменьшенный диаметр проводников (с 5 микрон до 3 микрон, уменьшение площади на 20%), уменьшенную толщину чипа (с 120 микрон до 80 микрон, падение напряжения проводимости будет лучше) и улучшенные характеристики (падение напряжения проводимости у продуктов на 1200 В снизилось с 1.7 В до 1.4 В). Кроме того, IGBT седьмого поколения от Infineon изготавливаются в 12-дюймовом исполнении, что означает меньшую площадь и стоимость, которая может быть вдвое ниже, чем у четвертого поколения. Однако, согласно стратегии продаж Infineon на внутреннем рынке, цена процессоров седьмого поколения аналогична цене процессоров четвертого поколения, а ежегодное снижение цен для крупных клиентов сохраняется на уровне 5% (но производительность седьмого поколения превосходит производительность четвертого поколения); отечественные компании Silan Micro, CRRC и Star могут массово производить процессоры Infineon четвертого поколения, BYD 4.0 превосходит по производительности процессоры Infineon 2.5 поколения, а 5.0 — процессоры Infineon 4-го поколения; в конце 2018 года, после запуска Infineon 7-го поколения, благодаря его хорошим характеристикам, отечественные компании Silan Micro, Star и Acer начали разработку продуктов седьмого поколения. В настоящее время компании Silan Micro и Star имеют образцы седьмого поколения, но до их массового производства еще далеко. Ключевым оборудованием IGBT седьмого поколения является ионный имплантатор и т.д. На данное оборудование распространяются ограничения на ввоз. В настоящее время он доступен у отечественных компаний Huahong, Silan Micro и Jita Semiconductor. Помимо процессоров Infineon седьмого поколения, компания Silan Micro также выбирает другой путь. Следуйте примеру японской компании Fuji, которая использует RC IGBT (интеграция IGBT и диода в одной микросхеме для использования в автомобилях), который еще не запущен в серийное производство.
В: Каковы взаимоотношения и прогресс между Star IGBT и Huahong? О: Star и Huahong всегда были склонны к соперничеству и сотрудничеству. Когда в 2018 году закончились запасы Infineon, это стало отличной возможностью для Star наладить внутренний рынок. Star приняла стратегию отказа от мелких клиентов и эксклюзивных поставок крупным, начав производство в Хуэйчуане (срочные поставки осуществлялись быстро). В прошлом году цена Infineon составляла 200 миллионов, а в этом году может достичь 300 миллионов; повышение цен из-за дефицита очень важно. Локализация – это хорошая возможность, но Huahong тогда поступила с Star не лучшим образом. В том году она трижды повысила цену, с 2800 до 3500 за пластину. Поэтому в 2019 году Star искала заводы-изготовители как внутри страны, так и за рубежом, включая SMIC Shaoxing, японский завод и т.д. Таким образом, Star и Huahong одновременно и любят друг друга, и убивают. В планах Star по выпуску собственной продукции IDM — высоковольтные IGBT-транзисторы на 1700 В и SiC-чипы. Это новый продукт, который ещё не запущен в серийное производство компанией Huahong, и объём продаж Huahong не пострадает (12-дюймовые IGBT-транзисторы Star рассчитаны на напряжение ниже 1200 В). Однако, с точки зрения всей модели производства силовых полупроводников, все стремятся перейти на модель IDM. Во-первых, это контроль затрат, увеличение валовой прибыли и расширение доли рынка. Во-вторых, это производственные возможности. Продвижение Star автомобилей класса А невыгодно, главным образом из-за ограничений, накладываемых моделью Fabless, и стремления к качеству и надёжности. В будущем компания всё же будет использовать модель IDM.  
В: Есть ли какие-либо различия в применении 12-дюймовых IGBT-транзисторов от Silan Micro и Star Semiconductor в последующих производственных процессах? О: В настоящее время отечественная продукция на 12-дюймовых пластинах в основном используется производителями для снижения затрат, но по сути, это одна и та же продукция. Процесс производства 12-дюймовых пластин сложнее контролировать. Пластина деформируется сильнее и более подвержена растрескиванию. Особенно ионная имплантация после утонения делает этот процесс более сложным для контроля. Silan Micro и Star производят 12-дюймовые IGBT-транзисторы, в основном для сравнения с продукцией четвертого поколения Infineon, толщиной 120 микрон. Если сравнивать с продукцией седьмого поколения Infineon, то толщина должна быть уменьшена до 80 микрон, что повышает вероятность деформации и растрескивания. Продукция Silan Micro и Star на 12-дюймовых IGBT-транзисторах в основном используется в промышленных условиях. 12-дюймовые IGBT-транзисторы Infineon появились в 2016 и 2017 годах. Сначала они поступили в серийное производство, а затем постепенно стали соответствовать требованиям автомобильной промышленности. Поскольку требования к автомобильной технике постоянно меняются, все компоненты производственной линии, соответствующие этим требованиям, нуждаются в повторной сертификации.  
В: Какова ценность IGBT в электромобилях? О: Электронное управление является наиболее ценной частью IGBT в электромобилях; (1) Транспортные средства для логистики: используется технология компоновки первого поколения, как правило, модули 1200 В 450 А, представляющие собой полумостовые модули. Цена одного модуля составляет 300 юаней (по данным CRRC, 280). Для системы электронного управления автомобиля требуется три модуля, стоимость одного автомобиля составляет 1,000 юаней; (2) Автобусы: в настоящее время используется то же решение компоновки, что и транспортные средства для логистики (первого поколения); однако мощность автобусов разных классов различается. 8-метровые автобусы используют 1200 В 600 А; автобусы, как правило, полноприводные, с электронным управлением спереди и сзади. Для каждого электронного управления используется 3 модуля, всего используется 6 модулей. Цена одного модуля составляет 450-500 юаней, а стоимость одного автомобиля составляет около 3,000 юаней; (3) 10-метровый автобус с более высоким уровнем мощности использует 1200 В, 800 А, модуль стоит 600 юаней, а если использовать 6 таких модулей, стоимость велосипеда составит около 3,600 юаней. (3) Уровень A00 (маленький автомобиль): используется мощность менее 80 кВт, используется модуль второго поколения (модуль HP1), модуль Infineon стоит около 900 юаней (Star предлагает 600 юаней). (4) Автомобили класса А и выше: около 150 000 моделей используют единое электронное решение управления и модуль HP Drive второго поколения с прямым водяным охлаждением, цена Infineon варьируется от 2,000 до 1,300 юаней (Star — 1,000 юаней); (5) Бортовой бортовой компьютер (OBC): 200 000–300 000 юаней — это, как правило, полноприводный автомобиль с двигателем спереди и сзади, импортный стоит 2,600 юаней (отечественный — 2,000 юаней); высококлассная модель: Weilai ES8 (электронный блок управления на основе кремния 160–180 кВт, для заднего привода требуется 240 кВт), один модуль переднего привода и два модуля заднего привода, соединенных параллельно; таким образом, всего требуется три модуля, общая стоимость составляет 3,000–3,900 юаней. (5) Бортовой бортовой компьютер (OBC): 6.6 кВт медленный зарядный IGBT-транзистор, более 20 отдельных устройств, общая стоимость менее 300 юаней; (6) Автомобильный кондиционер: около 4 кВт в корпусе первого типа IPM, стоимость в пределах 100 юаней; (7) Электронный усилитель рулевого управления, мощность от 15 до 20 кВт, в основном модуль 75 А, стоимостью до 200 юаней; (8) Зарядная станция: для медленной зарядки мощностью до 20 кВт используется полумостовой промышленный IGBT, стоимостью до 200 юаней. В будущем будет достигнута сверхбыстрая зарядка мощностью более 100 кВт. Для более высокой мощности будут использоваться решения на основе SiC, и стоимость будет расти экспоненциально, возможно, до более чем 1,000 юаней;
В: Каковы преимущества и недостатки основных отечественных компаний, занимающихся производством SiC? О: Отечественная производственная цепочка SiC неполна. В области производства кремниевых пластин диоды из карбида кремния могут производиться в больших количествах в Китае. Массовое производство SiC-диодов уже налажено компаниями Sanan Optoelectronics, Ruineng и Tyco Tianrun. Текущий прогресс Silan и China Resources пока не позволяет перейти к массовому производству (они все еще строят производственные линии); модели IDM для SiC MOS придется подождать дольше, а относительно более быстро развивающиеся компании — это компании без собственных производственных мощностей, такие как Zhanxin и Hanxin, которые ищут OEM-партнера для тайваньской Hanlei. Некоторые SiC MOS уже начали массово производиться в качестве компонентов OBC и источников питания. Это в основном связано с незрелостью отечественных производителей микросхем (технологии нанесения оксидного слоя на затвор и утонения кристалла еще не отработаны). По сравнению с зарубежными производителями, у них более совершенный процесс, а отечественные производители отстают более чем на три года. За рубежом компания Rohm уже производит третье поколение SiC-МОП-транзисторов траншейного типа, а SiC-транзисторы компании ST массово используются в автомобилях Tesla;Что касается применения SiC, то общий мировой рынок составляет 600-700 миллионов долларов США. Стоимость слишком высока, поэтому отрасль применения в основном делится на две категории: первая — это высокочастотные и высокоэффективные сценарии, такие как фотоэлектрические системы и высокопроизводительные источники питания для связи. Использование SiC-диодов вместо SiC MOSFET позволяет снизить затраты; замена кремниевых диодов, параллельно соединенных с IGBT, на SiC-диоды может повысить эффективность и снизить затраты; вторая — это транспортные средства. (1) OBC (Outdoor Charger) делает акцент на высокопроизводительных моделях с высокой эффективностью зарядки (более 12 кВт и 22 кВт) и начала массово использовать SiC MOSFET, поскольку карбид кремния обладает относительно высокой эффективностью зарядки, быстрой зарядкой и остаточной мощностью; (2) Инверторы для привода, устанавливаемые на транспортные средства, в основном используются в высокопроизводительных моделях, таких как Porsche Taycan и NIO ET7. Относительно высокая эффективность позволяет увеличить срок службы батареи, а удельная мощность относительно высока; В моделях среднего ценового сегмента от 200 000 до 300 000 долларов США, в основном это Tesla Model 3 и BYD Han, в которых используются SiC MOS-модули. Поскольку Tesla и BYD являются вертикально интегрированными автопроизводителями (производство электронных блоков управления, батарей и целых автомобилей), они могут четко понимать степень улучшения характеристик; в то же время, другие автокомпании имеют разделение труда, и производители модулей не могут рассказать о конкретных преимуществах использования SiC (например, о снижении стоимости батарей), а цена IGBT-модулей также снижается. Хотя SiC может увеличить срок службы батарей, преимущество SiC в снижении температуры еще не полностью реализовано. Снижение температуры может привести к уменьшению размеров системы теплоотвода, и это преимущество будет улучшено. Текущая стоимость SiC-модулей Tesla составляет 5,000 юаней, что в 5-8 раз выше, чем 1,300-1,500 юаней у отечественных кремниевых IGBT-модулей, поэтому отечественные автопроизводители пока ждут и наблюдают. Однако ожидается, что к 2023 году стоимость SiC снизится в 3 раза по сравнению с кремниевыми IGBT-транзисторами. Производители оборудования будут стремиться к использованию SiC, увидев дополнительные преимущества.  
В: У кого BYD закупает SiC? О: BYD закупает модули Cree; Infineon в основном продвигает IGBT7 и не занимается активным продвижением SiC, поскольку продвижение SiC сократит срок службы ее кремниевых продуктов. В настоящее время ROHM и Creat активно продвигают карбид кремния (на его долю приходится 80-90% мировых подложек);
В: В области промышленного управления и фотовольтаики, каков прогресс отечественных производителей IGBT? О: На примере компании Inovance можно сказать, что ей потребуется как минимум два поставщика: один для промышленного управления — Star, а другой — Acer (Inovance является акционером Acer); в настоящее время наибольший объем поставок имеет Star; (1) В прошлом году Star выпустила 200 миллионов IGBT, а в этом году масштабы внедрения могут превысить 300 миллионов (общий объем закупок IGBT составляет около 1.5 миллиарда); (2) На заводе Acer Micro произошли крупные аварии с IGBT-чипами и корпусами, и проблемы с качеством были довольно серьезными, что привело к невозможности увеличения объемов производства, которые в прошлом году составляли 30-40 миллионов; в прошлом году сервоприводы отсутствовали на складе, а маломощные IPM-модули были представлены компанией Silan Micro. (3) Silan Micro увеличит объемы производства небольшими партиями, и в дальнейшем у производителей модулей промышленного управления также появится возможность проводить проверку качества продукции Silan Micro; Фотоэлектрические IGBT-транзисторы отличаются от промышленных систем управления, но в отечественных компаниях этому вопросу не уделяется должного внимания, поскольку фотоэлектрические чипы должны работать на высоких частотах, достигающих 50-100 кГц (для промышленных систем управления достаточно 10 кГц). Компания Infineon имеет специальную разработку для высокочастотных чипов (в Китае такой разработки нет). Кроме того, фотоэлектрические элементы предъявляют высокие требования к КПД (98%), и лишь немногие зарубежные производители могут их изготовить. Требования к кастомизации высоки, а топология схем более сложная (в отличие от традиционных, для повышения эффективности силовые полупроводники должны непрерывно накладываться друг на друга, создавая более сложные топологии схем). Требования к кастомизации очень высоки. Также требуется множество силовых модулей (как 1200-вольтовые, так и 650-вольтовые IGBT-транзисторы, а также SiC-диоды); зарубежные производители в основном поставляют продукцию Infineon и ON Semiconductor, а таких зарубежных производителей не более 5-6. Отечественное производство – это «голубой океан», и его поставки практически невозможны. Только компании Star и Acer предлагают некоторые однотрубные устройства, а модули не могут поставляться в больших количествах;
В: Как насчет использования компанией Inovance модулей Silan Micro? О: Это все еще возможно. В прошлом году для производства масок использовался модуль IPM от Silan Micro. Ранее использовался модуль IPM от ST. В настоящее время процент брака модулей Silan Micro остается в пределах 3/1000, и мы рассмотрим возможность увеличения объемов производства модулей Silan Micro в будущем (поскольку объемы закупок модулей у нас растут, и только две отечественные компании могут их поставлять). У Inovance есть внутренняя цель по уровню локализации компонентов и деталей. Для промышленных товаров установлен уровень локализации в 60% к 2022 году, а для INVT — в 80% к 2022 году. Поэтому у отечественных энергетических компаний еще есть большой потенциал для этого.  
В: Какой объем продукции Inovance предоставит Silan Micro? О: Если мы возьмем за основу целевой показатель локализации и закупим 1.5 миллиарда единиц продукции в этом году, то 60% локализации будет означать локализацию 900 миллионов продуктов, и эти доли будут распределены между 2-3 компаниями. (Возможно, до 400 миллионов; у Macro и Silan Micro по 200-300 миллионов каждая;) Это зависит от уровня их производительности.
В: Каково положение дел с использованием SiC-диодов в фотовольтаике? О: В фотовольтаике также используются модули на основе IGBT. IGBT-транзисторы подключаются параллельно с диодами. В настоящее время SiC-диоды используются для замены кремниевых FRD-диодов в IGBT. SiC может значительно снизить потери при переключении и повысить эффективность фотоэлектрических инверторов. Поэтому переход на SiC-диоды может незначительно увеличить стоимость в обмен на значительные преимущества; отечественные SiC-диоды в основном используются в коммуникационных станциях и крупных ИБП; в настоящее время модули на основе IGBT в фотовольтаике по-прежнему являются зарубежной монополией, поэтому SiC-диоды внутри них в основном производятся за рубежом. В будущем, если Star и Acer разработают модули на основе карбида кремния, они также рассмотрят возможность локализации производства.  В: В чем сильные стороны IGBT-транзисторов у China Resources Micro, New Clean Energy, Yangjie и Jiejie? О: Лидером здесь является China Resources Micro; (1) China Resources Micro начала производство IGBT-транзисторов примерно в 2018 году. В этом году ее выручка составляет от 100 до 200 миллионов, в основном за счет производства отдельных транзисторов, без модулей; (2) Xinjie Energy — это компания без собственного производства и модулей. Трудно обеспечить соответствие промышленным и автомобильным стандартам (Inovance не рассматривает возможность импорта), и продукция может использоваться в потребительских товарах или бытовой технике. (3) У Jiejie и Yangjie есть несколько образцов SiC-диодов, но фактический объем продаж невелик. Продукция на основе IGBT пока не представлена ​​на рынке. Она в основном используется в относительно низкотехнологичных системах промышленного управления, таких как сварочные аппараты, и не встречается в высокотехнологичных промышленных приложениях. Фактически, BYD находится в аналогичной ситуации. В основном отрасль производит сварочные аппараты и индукционные плиты. Переход к высокотехнологичным отраслям по-прежнему требует процесса накопления опыта.  
В: Каковы сильные стороны других продуктов BYD Semiconductor? О: В прошлом существовал пробел в производстве микросхем, поэтому объемы продаж не могли быть увеличены, а валовая прибыль была относительно низкой. Например, экспортные продажи в промышленной сфере составляли всего 50 миллионов (не сравнимо с показателями любой отечественной компании, производящей IGBT-транзисторы), которые использовались в сварочных аппаратах переменного тока и т. д. Поэтому ключевым моментом является то, сможет ли BYD в этом году продвинуть микросхемы траншейного типа на высокотехнологичные промышленные рынки, такие как заводы по производству инверторов, и совершить прорыв для внешних клиентов в автомобильной отрасли. Если экспортные продажи в этом году по-прежнему составят всего 40-50 миллионов, это будет означать, что их микросхемы не были модернизированы.  
В: Представители Geely заявили, что продукция Silan Micro очень быстро совершенствуется и является наиболее близкой к Infineon в Китае. Как вы это оцениваете? О: Это действительно так. Если у вас есть собственное производство, вы можете разработать новую версию за три месяца, но если его нет, это займет шесть месяцев. Чип Silan Micro на 750 В может конкурировать с Infineon и достигать мощности 160-180 кВт. Его падение напряжения насыщения действительно самое низкое в стране. В настоящее время его главный недостаток заключается в том, что он относительно поздно внедряется в автомобильную промышленность и, по сути, не имеет данных. В контексте бурного роста автомобильного рынка за последние два года необходимо получить качественные данные на уровне A00 (используется Leap Motors, но это небольшая партия, мощность в пределах 80 кВт, а требования к сроку службы ниже) и доставить его транспортными средствами для получения качественных данных. Отечественные автопроизводители могут впоследствии использовать его продукцию. (Уроки, извлеченные из пути, пройденного CRRC, показывают, что помимо повышения эффективности, происходит также и повышение качества).  
В: Каков минимальный объем закупки модулей IPM от Silan Micro? О: Внутренний рынок в основном ориентирован на модули преобразования частоты для бытовой техники. В Китае ежегодно производится 600-700 миллионов единиц. Цена за единицу составляет 12-13 юаней. Объемы производства на внутреннем рынке составляют 7-8 миллиардов. Цена и валовая прибыль относительно низкие. В Китае этим в основном занимаются Silan Micro и Jilin Huawei. Star также начала разработку, но объемы невелики. Всего несколько десятков миллионов в год, поэтому Silan Micro в настоящее время является крупнейшим производителем. В настоящее время компания импортирует продукцию Gree и Midea, и объемы производства очень велики. В этом году они могут превысить 800 миллионов. Это процесс локализации, заменяющий ON Semiconductor (после импорта появляется большая возможность увеличить объемы); однако валовая прибыль от этих модулей IPM будет не слишком высокой. Если вы хотите увеличить валовую прибыль, вам все равно нужно производить продукцию промышленного и автомобильного назначения (валовая прибыль Star превышает 40%, потому что компания производит только продукцию промышленного и автомобильного назначения, для ветроэнергетики и карбида кремния, валовая прибыль от которых превышает 50%).
В: Какова ситуация с Silan Micro 12 дюймов?

А: Серийное производство началось в конце прошлого года. 12-дюймовые MOS-транзисторы Silan Micro находятся на ранней стадии разработки. В прошлом году компания произвела 100 миллионов промышленных IGBT-транзисторов на 1200 В, а в этом году может произвести 200-300 миллионов. В настоящее время выручка от продаж MOS-транзисторов может достигать 1 миллиарда долларов.

Отказ от ответственности: Данная статья воспроизведена из материалов «Альянса полупроводниковой промышленности». Эта статья отражает только личное мнение автора и не представляет точку зрения компании Sacco Micro и отрасли в целом. Перепечатка и распространение разрешены только в целях защиты прав интеллектуальной собственности. Пожалуйста, указывайте первоисточник и автора при перепечатке. В случае нарушения авторских прав, пожалуйста, свяжитесь с нами для удаления публикации.

Номер телефона компании: +86-0755-83044319
Факс: +86-0755-83975897
Почта: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 Менеджер Ли

QQ: 332496225 Менеджер Цю

Адрес: Комната 809, корпус C, технологический корпус Чжаньтао, проспект Миньчжи, 1079, новый район Лунхуа, Шэньчжэнь.