Одна статья разбирается в IGBT

Главная Новости Ежедневное событие Одна статья разбирается в IGBT

2022-03-17 1199

1,Что такое IGBT?

Полное название IGBT — биполярный транзистор с изолированным затвором, который представляет собой устройство сложной структуры. Он сочетает в себе преимущества МОП-транзистора и биполярного транзистора BJT. Он широко используется в областях преобразования напряжения-тока и выдачи мощности, особенно в областях высокого напряжения и сильноточного тока. IGBT — одно из основных полупроводниковых устройств, позволяющих человеку контролировать и использовать энергию. Это полупроводниковое устройство в основном используется в области электронного преобразования энергии, и мы все вместе называем его силовым полупроводником. Самые простые приложения, такие как наши ноутбуки, оснащены адаптерами питания, представляющими собой IGBT, которые играют роль в процессе повышения и понижения напряжения и изменения переменного/постоянного тока. Очевидно, что IGBT является наиболее важным элементом силовых полупроводников. Его функция заключается в управлении электричеством, и это основной чип преобразования и применения электрической энергии.

2,Является ли IGBT индивидуальным продуктом или универсальным продуктом?
По сравнению с другими микросхемами, IGBT является стандартным продуктом. Обычно подробное введение в IGBT-продукты публикуется на официальных сайтах различных компаний, и указываются различные параметры этого IGBT-продукта, такие как максимальный ток коллектора ICM, максимальное напряжение эмиттера UCES, напряжение пробоя затвора UGEM, напряжение проводимости, уровень выдерживаемого напряжения, скорость переключения, тип и срок службы носителей, входная емкость, максимальная потребляемая мощность коллектора PCM, диапазон рабочих температур и т. д. Увидев эти параметры, клиенты могут проектировать и подбирать их в соответствии с фактическими требованиями приложения. В зависимости от различных сценариев применения и разных клиентов будут вноситься различные корректировки. После окончательной доработки он вряд ли будет заменен, но если поставка недоступна, также можно заменить аналогичным продуктом другой компании. Но по сути мы по-прежнему считаем, что IGBT является стандартным универсальным продуктом.

3,Почему IGBT считается наиболее выгодным силовым полупроводником с точки зрения углеродной нейтральности?
С широкомасштабным продвижением чистой энергии, выдвигается более высокий спрос на IGBT, и наиболее типичным является применение фотоэлектрического инвертора, который требует большого количества высоковольтных и сверхвысоковольтных модулей IGBT и IGBT, так что грубое электричество, излучаемое фотоэлектрическими системами, может быть преобразовано в точное электричество, которое может быть бесперебойно подключено к Интернету. Таким образом, это очень важное звено углеродной нейтральности в будущем. Что касается применения IGBT в эпоху электромобилей, в прошлом все автомобили были транспортными средствами с топливным двигателем, и независимо от того, как был заменен бензин, выбросы выхлопных газов бензиновых автомобилей не могли быть изменены. Тем не менее, энергосберегающие и экологически чистые новые энергетические транспортные средства пропагандируются сейчас, и будущее будет эрой новых энергетических электромобилей, и электромобилям потребуется большое количество силовых полупроводниковых продуктов, таких как IGBT. Получение и использование чистой электроэнергии является ключом к сокращению выбросов углекислого газа и достижению углеродной нейтральности в будущем, а использование электроэнергии неотделимо от силовых полупроводников и IGBT.

4,Каковы области последующих приложений? Насколько велико пространство отрасли?
Поскольку полупроводники являются базовой отраслью, все области, связанные с электричеством, являются теми, где силовые полупроводники играют свою роль, поэтому эта отрасль очень велика, поскольку по крайней мере 50% продуктов вокруг нас связаны с электричеством и электронными продуктами, такими как потребительские электронные телефоны, Bluetooth-гарнитуры, ноутбуки, различная бытовая техника, а также крупные промышленные двигатели, железнодорожный транспорт, новые энергетические транспортные средства, фотоэлектрические инверторы, интеллектуальные сети и т. д., где требуется электричество, IGBT в основном незаменим. Что касается масштаба отрасли, то мировой рынок IGBT и модулей превысил 7 миллиардов долларов США в 2019 году, а в этом году он превысит 10 миллиардов долларов США. Прогнозируется, что к 19 году он достигнет 2026 миллиардов долларов США со совокупным годовым темпом роста около 15%. Он относится к относительно быстрорастущему рынку и является относительно стабильным сегментом роста. В отличие от других продуктов, таких как память, которые имеют взлеты и падения и очевидные изменения цикла, IGBT относится к типу устойчивого роста. С появлением новых электромобилей, электронной электрификацией различных отраслей промышленности и использованием чистой энергии, область силовых полупроводников, включая IGBT, продолжает поддерживать сильный и мощный рост. Обычно мы разделяем напряжение в соответствии с IGBT на различные классы. Напряжение ниже 650 В-900 В - среднее и низкое напряжение, напряжение выше 900-1200 В - среднее и высокое напряжение, а напряжение выше 1200 В - высокое напряжение. IGBT ниже 650 В также доступны, но их применение невелико. Изделия на основе MOSFET чаще используются в этой области. Среди них большая часть потребительской электроники, бытовых приборов и т. д. относятся к диапазону низковольтных IGBT, на долю которых приходится около 30%. Высоковольтные IGBT составляют 20% в мощных промышленных областях. IGBT, используемые в высоковольтных и мощных энергетических областях, таких как высокоскоростные железные дороги, фотоэлектрические инверторы и железнодорожный транспорт, составляют 15%. Кроме того, на новые энергетические транспортные средства в сфере автомобильной электроники приходится более 30%, и это самое перспективное направление в будущем.

5,Какова ситуация со спросом и предложением на рынке? Ожидается, что спрос и предложение сбалансируются через несколько лет.
В настоящее время весь рынок полупроводников вне склада продолжается уже более года. С июля 2020 года полупроводниковая продукция начала демонстрировать разную степень напряжения, а после октября оно разразилось поголовно, и цены взлетели, достигнув пика в конце мая этого года. Рост цен на многие чипы сильно преувеличен, и вафельная фабрика постоянно корректирует цены. Несмотря на это, размещение заказов по-прежнему является безумием, а бешеная погоня за чипами в перерабатывающем секторе приводит к разграблению производственных мощностей в перерабатывающем секторе, что приводит к полному дисбалансу между спросом и предложением во всей отрасли. Многие люди в отрасли сделали различные прогнозы и предположения для полупроводниковой промышленности по восстановлению баланса между спросом и предложением и возвращению к нормальному состоянию, а также предсказали различные временные узлы для возвращения к нормальному состоянию, а также предпосылки для формирования точек перегиба. . Мое личное мнение таково, что примерно в июне 2022 года, прежде всего, давайте посмотрим на различные факторы, влияющие на соотношение спроса и предложения. Если судить по историческому опыту, чтобы судить об изменениях в отрасли, вообще говоря, период полупроводникового бума составляет 24-36 месяцев, а холодный период - 12-18 месяцев. С июня прошлого года мы считаем, что это начало периода бума, поэтому этот период бума продлится до июня 2022 года. Учитывая факторы, влияющие на эпидемию, хотя эпидемия и нарушила ритм мировой промышленности, она должна стать новой возможностью и новым вызовом для производителей полупроводников, особенно для Китая. По крайней мере, мы думаем, что за эти два года произошло две огромные точки взрыва. Первый — работать дома после эпидемии. Онлайн-работа привела к всплеску спроса на различные планшеты-ноутбуки, что привело к росту спроса на полупроводниковые чипы, ведь 90% стоимости этой продукции составляют полупроводниковые устройства. Поэтому и был вызван этот всплеск. После каждой эпидемии наступает золотой период продаж автомобилей. Только сейчас концепция и цикл транспортных средств на новой энергии были наложены друг на друга. Содержание полупроводниковых продуктов во всем автомобиле значительно увеличено, в то время как в автомобилях с традиционным топливом оно составляет всего около 10-15%. Однако полупроводниковая продукция в транспортных средствах на новой энергии составляет более 50%. Важнейшими частями этой детали являются различная автомобильная электроника, автомобильные силовые полупроводники, датчики, различные микроконтроллеры MCU и т. д. Общим для этих чипов является то, что довольно много продуктов производится по 8-дюймовому техпроцессу 0.25-0.13. Однако расширить производственные мощности 8-дюймовой линии сложно из-за проблем с оборудованием, поэтому сохраняющийся высокий спрос на эту продукцию может продолжить нехватку чипов. Однако слишком высокая цена также снизит спрос на переработку, поэтому я делаю вывод, что при нормальных обстоятельствах это продлится до июня 2022 года. Я думаю, что этот момент времени является переломным, после которого дефицит чипсов ослабнет и начнутся инвентаризации. Это мое личное мнение, и я даже не исключаю, что этот узел придет раньше времени. Теперь масштабные отключения электроэнергии и ограничения производства в Китае будут сдерживать завышенный спрос на перерабатывающие предприятия и способствовать сокращению разрыва в чипах. С этой точки зрения, на какой-то период цена и спрос на чипы обязательно упадут, поэтому я думаю, что этот крайний дисбаланс продлится еще максимум 6-9 месяцев и он обязательно восстановится, за исключением автомобильной электроники. конечно. Эта отрасль слишком специфична, и слишком много факторов влияют на восстановление промышленной цепочки.

6,Насколько сильно влияние эпидемии за рубежом на производственные мощности IGBT? Когда ожидается его смягчение?
Эпидемическая ситуация за рубежом оказывает серьёзное влияние на несколько известных компаний-производителей полупроводников, таких как Infineon, Ansenmei и др., и поставки крайне нестабильны. Сложно сказать, когда ситуация улучшится. По крайней мере, я не думаю, что это произойдёт до июня следующего года, а после июня ситуация может стать переломным моментом. Продукция этих крупных заводов всегда была в дефиците, независимо от того, наблюдается ли это сейчас. Судя по ситуации в предыдущие годы, в течение года всегда будут периоды нестабильности поставок, что приведёт к росту цен, но в основном это касается высококлассной продукции. В настоящее время темпы замещения низкоклассной продукции IGBT на внутреннем рынке относительно быстры и, безусловно, замедлятся после высвобождения будущих производственных мощностей. В настоящее время отечественная продукция среднего и низкого напряжения уже достаточно зрелая, а её себестоимость очень высока, но всё ещё существует определённый разрыв между высококлассной продукцией высокого напряжения и зарубежными аналогами. Я думаю, что этот разрыв в основном связан с необходимостью поддержания стабильности и стабильности продукции в процессе массового производства. Дело не в том, что Китай не способен на это, а в том, что качество средне- и низковольтной продукции невозможно контролировать, когда её производят в больших количествах. Хорошая динамика внутреннего замещения уже всё объяснила.

7,В чём разница между IGBT, используемыми в новых энергетических автомобилях, фотоэлектрических системах и системах накопления энергии? Для каких функций они используются?
В настоящее время новые источники энергии, используемые автомобилями, в основном находятся в диапазоне 650–900 В, а некоторые автомобильные компании также имеют схемы на 1200 В, среди которых OBC использует 650-вольтовые одноканальные модули, а PCU — 900-вольтовые модули IGBT. Это зависит от схем аккумуляторных батарей и напряжения каждого производителя автомобилей, а затем выбор типа IGBT. Очень разные. Модуль IGBT, в основном IGBT, а затем некоторые другие силовые полупроводниковые приборы, такие как FRD (быстрое восстановление), TVS (мгновенное напряжение), SBD и т. д., необходимы для формирования модуля, отвечающего различным сценариям и требованиям. Если это модуль IGBT IPM, то внутренняя ИС управления питанием интегрирована, и существуют ИС управления питанием, помимо IGBT и других силовых полупроводниковых продуктов.

8,Какова доля IGBT в стоимости нового энергетического транспортного средства/фотоэлектрической системы/аккумулятора энергии?
PCU+OBC, новый энергетический автомобиль, составляет не менее 25%-30% от всего автомобиля, и соотношение стоимости разных моделей сильно различается. Например, такой волшебный автомобиль, как Wuling mini, продается за 2.98 юаня в общей сложности, а стоимость электронного управления не превысит 3,000 юаней. Такому автомобилю даже не нужен IGBT, все это MOSFET, а, например, Great Wall Euler Black Cat продается за 60,000 70,000 или 15,000 XNUMX юаней за автомобиль, а стоимость аккумуляторной батареи составляет XNUMX XNUMX юаней, и IGBT может быть использован. Потребление и цена IGBT в автомобилях высокого класса велики, и IGBT также используется в качестве инвертора для фотоэлектрических систем и накопителей энергии. Эту пропорцию стоимости трудно сказать, потому что большая часть электростанции состоит из PERC-аккумуляторов и других структур, в зависимости от масштаба инвестиций.

9,Будет ли наблюдаться захват мощностей IGBT между различными отраслями промышленности?
Таково статус-кво всей отрасли, и теперь это означает, что любой, у кого есть деньги, может захватить производственные мощности. Крупные компании имеют преимущество благодаря большому объёму денег. В настоящее время значительная часть отечественных силовых полупроводниковых приборов производится по модели IDM. Например, у Silanwei и Shidai Electric есть собственные производственные линии, поэтому захват производственных мощностей невозможен. Другая компания, способная выполнять OEM-производство IGBT, — это Hua Hong, и её производственные мощности зависят от захвата. Некоторые компании с большими деньгами, такие как Starr, уже приобрели ряд других.

10,Будут ли IGBT-транзисторы иметь индивидуальные требования к производственным линиям? В чём их основное отличие?
Технология изготовления IGBT существенно отличается от технологии изготовления обычных логических устройств, по крайней мере, процессы ионной имплантации и обратного вычитания, а также различные специальные процессы эпитаксиального слоя и т. д. Они совершенно отличаются от обычных цифровых и аналоговых схем.

11,Может ли производственная линия IGBT временно корректировать технические характеристики продукции, например, производственная линия IGBT, используемая для производства фотоэлектрических систем, временно корректируется под производственную линию IGBT автомобильного класса?
Требования к классу автомобиля относительно высоки, и после их окончательного утверждения их невозможно легко заменить. Хотя все они являются IGBT, поскольку они находятся в разных подотраслях, у них совершенно разные требования к IGBT, и нет возможности смешивать их. Однако, поскольку все они производятся одной компанией, разная мощность IGBT распределяется на производственной линии, что является вопросом внутри самой компании. Оборудование по-прежнему остается тем же набором оборудования, а производственная линия по-прежнему остается тем же набором производственных линий. Есть определенные различия в упаковке, поэтому мы можем только сказать это. В то же время клиенты не хотят смешивать линейки продукции с другими продуктами, поэтому IGBT-провода для автомобилей уникальны.

12,Существует ли большая разница между временем сертификации класса транспортных средств и производственной линии фотоэлектрических IGBT?
В отличие от очень высоких требований к калибру, требования к заводскому контролю всего завода по производству автомобилей чрезвычайно строгие. Не только поставщики, но и поставщики поставщиков, поставщики сырья и т. д., линейка фотоэлектрических продуктов относительно проста, и разница велика.

13,Какова самая большая проблема при расширении новых мощностей?
Что касается сложности процесса, то для производства IGBT в принципе можно использовать 8-дюймовый техпроцесс, а некоторые промышленные компании уже начали внедрять 12-дюймовый. Строительство новых производственных мощностей не означает расширение производства при наличии средств. Самая большая проблема 8-дюймового оборудования — нехватка оборудования и его более высокая цена. Например, цена 8-дюймового оборудования практически такая же, как и 12-дюймового, а цикл поставки длительный, как и дефицит квалифицированных кадров, который преследует полупроводниковую промышленность Китая. Подводя итог, можно сказать, что основная проблема — это нехватка оборудования и опытных специалистов.

Резюме: IGBT является основным чипом преобразования и применения электроэнергии, а также очень важным компонентом углеродной нейтральности. Его крупнейшее последующее применение в области новых энергетических транспортных средств, и он является вторым по величине затрат после аккумуляторов. Кроме того, инверторы, используемые в фотоэлектрических системах, имеют большой спрос на IGBT. В настоящее время спрос и предложение на рынке IGBT серьезно дисбалансированы, а эпидемическая ситуация за рубежом приводит к ограничению производственных мощностей крупных заводов. Основная причина трудностей, с которыми сталкиваются отечественные производители в расширении производства, заключается в нехватке оборудования и опытных специалистов. С другой стороны, обычно требуется от 1 до 3 лет, чтобы новые заводы вышли на производственную линию для проверки, поэтому требуется время для высвобождения новых производственных мощностей. Эксперты прогнозируют, что время, когда спрос и предложение снова будут сбалансированы, приходится на июнь 2022 года.

Компания Slkor Micro Semiconductor получила новый патент на полезную модель тиристорного нагревательного устройства.

Компания Slkor предлагает 20 популярных моделей бесплатно – воспользовавшись моментом для замены устаревших моделей на рынке бытовой техники.