Bu makale dış kaynaklı bir rapordan alınmıştır. Lütfen aşağıdaki sorumluluk reddi ve risk maddelerine bakın.

Kurucu Teknoloji·Araştırma Çerçevesi:

Ekran paneli döngüsü l Ağ Güvenliği Çerçevesi | Kamera Çerçevesi | ODM | Xiaomi

OLED l RF çip l RISC·V l Yarı İletken Ekipmanları | 5G | Huawei Derinliği

Yarı iletken üretimi l Güç Yarı İletkeni | İnternet Çerçevesi | Teknoloji Mavi Çipi | 5G

Yarı İletken Derinlik Serisi:

Wingtech Teknolojisi l Weir Hisseleri | GigaCihaz İnovasyonu | Zhuo Shengwei l Zhongwei l Sanan

Kuzey Huachuang l Goodix l Ziguang l Changdian l Shengbang l Lanqi l BOE

Luxshare lPeng Ding lFayda | Zengin aile |Ses iletimi l Lexin l Guangfeng l Huaxing l Anji

Bilgisayar Derinlemesine Serisi:

Nastar l Nanyang Co., Ltd. | Anheng Bilgi | Dijital Çin | Çin Seddi

Çin yazılımı l Kingsoft Office | UFIDA Network | Inspur Information | Hundsun Electronics

WPS l Flush | Weining Health | Hikvision | Dahua | Kingsoft l gonfu

Kuzey Huachuang Derinlik Serisi:

Kuzey ile Çin Mikro Birliği l Kuzey Mikro İşletmeleri ile Çin Mikro İşletmeleri Karşılaştırması, Bölüm 2 | Kuzey Huachuang Sayfa 185 | Çin Mikro İşletmeleri

Kuzeyde üç dönüm noktası l Yarı İletken Üretim Tesisi Yatırım Araştırması | Kuzey Değerlemesinin Gizemi | Ekipmanların Üç Silahşörü

Güç yarı iletkenleri, pan-analog devreler alanına aittir. Güç yarı iletkenleri, gerekli tüketim mallarıdır. İnsanlar "odun, pirinç, yağ ve tuz" yemek için bunlara ihtiyaç duyar. Makineler de güç cihazları tüketmek zorundadır. Elektrik enerjisi dönüşümüyle ilgili her yerde güç yarı iletkenlerine ihtiyaç duyulmaktadır. Sektördeki dalgalanmalar emtia trendleriyle paraleldir ve ürünler küresel GSYİH trendleriyle yakından ilişkilidir. Sektördeki 4-5 yıllık dalgalanmalar, yarı iletken döngüsüyle oldukça tutarlıdır.

Tek bir makinedeki silikon içeriğinin artması endüstri gelişimini yönlendirirken, daha yüksek verimlilik ve daha iyi maliyet performansı teknolojik gelişmeyi de yönlendiriyor. Talep her alandan geliyor ve tek bir makinenin yarı iletken (silikon) içeriğinin artması temel kural. Tüm teknolojik ilerlemeler şu noktalara işaret ediyor: 1) daha yüksek güç 2) daha küçük boyut 3) daha düşük kayıp 4) daha iyi maliyet performansı. Rekabete katılan ana akım üreticilerin tümü, 1) ölçek ekonomisi öncülüğünde kalite 2) her yıl her ürünün maliyetini optimize etme koşuluyla verimlilik artışı prensibine dayanan IDM modelleridir.

Malzeme alanındaki atılımlar, endüstriyi daha derin bir gelişime taşıdı. Ürün formu, tek diyotlardan ve MOS tüplerinden entegre IGBT'lere ve silikon alt tabakalardan geniş bant aralıklı yarı iletken alt tabakalara doğru evrim geçirdi. Daha geniş bant aralığı, ürün performansını ve verimliliğini silikon alt tabakalı güç cihazlarına göre çok daha iyi hale getiriyor, ancak şu anda maliyet performansı açısından çok avantajlı değil. Gelecek Trendler Bileşik yarı iletken üretim maliyeti düştükçe, avantajlarıyla silikon tabanlı güç yarı iletken cihazlarının yerini alması çok yakında gerçekleşecek.

Yüksek katma değerli ürünler uzun zamandır Avrupa ve Amerika üreticilerinin tekelinde bulunuyor ve yerli ikame kaçınılmaz görünüyor. Yerli entegre tasarım (IDM) model fabrikaları çok az. Temel süreçlerin tamamı Avrupa ve Amerika üreticileri tarafından şirket içinde gerçekleştiriliyor. Ürün avantajlarına dayanarak teslimat döngüsünü ve dolayısıyla tüm sektörün fiyat sistemini kontrol ediyorlar. Özellikle yüksek voltajlı MOS ve yüksek güçlü IGBT'ler için ürün teslimat döngüsü genellikle 50 haftayı aşıyor ve fiyatlar 2016'dan beri temelde yukarı yönlü bir seyir izliyor.

IDM modeli daha fazla avantaja sahipken, fabless (üretim tesisi olmayan) model daha hızlı genişliyor. 2020'deki yatırım fırsatları, yarı iletken döngüsünün toparlandığı ve yükseldiği 3-4 yıllık makro döngü ortamından kaynaklanacak. IDM modeli şirketleri, maliyet açısından fabless modellere göre daha avantajlıdır. İlgili endüstri zinciri hedeflerine dikkat edilmesi önerilir: Wingtech Technology (600745), Jiejie Microelectronics (300623), Yangjie Technology (300373), Taiji Technology (300046), China Microelectronics (600360), Star Semiconductor (603290), New Energy Saving (A18105), China Resources Microelectronics (A19303).

Risk uyarısı

1) Yerli üretim çiplerinin ilerlemesi beklentilerin altında kaldı;

2) Entegre devre endüstrisine yönelik politika desteği zayıfladı;

3) Yabancı yarı iletken ekipman şirketleri, yerli şirketlere ekipman ambargosu uyguluyor.

Yarı iletken güç cihazları, temel olarak elektrik enerjisinin işlenmesi ve dönüştürülmesini gerçekleştiren, tek bir fonksiyona sahip temel devre bileşenlerini ifade eder.

Diyot basit bir yapıya sahiptir, ancak yalnızca doğrultma için kullanılabilir ve açılıp kapatılması kontrol edilemez. Güç transistörleri ve tristörler gibi akım kontrollü anahtarlama cihazları, MOSFET ve IGBT ise voltaj kontrollü anahtarlama cihazlarıdır; sürülmesi kolaydır, hızlı anahtarlama hızına sahiptir ve düşük kayıplıdır.

Güç yarı iletkenleri, elektronik cihazlarda güç dönüştürme ve devre kontrolünün temelini oluşturur. Başlıca kullanım alanları arasında elektronik cihazlarda voltaj ve frekans değiştirme, doğru akımı alternatif akıma dönüştürme vb. yer alır. Güç cihazları, akım, voltaj ve faz dönüşümü olan her türlü devre sisteminde kullanılır. MOSFET ve IGBT'nin temel işlevi, güç üretim ekipmanları tarafından üretilen düzensiz voltaj ve frekanslara sahip "kaba elektriği", bir dizi dönüştürme modülasyonu yoluyla, belirli elektrik enerjisi parametrelerine ve değişen arz ve talebe sahip güç terminallerine sahip "ince elektriğe" dönüştürmektir. Elektronik güç değiştirme cihazlarının temel bileşenlerinden biridirler.

Ayrık cihazların geliştirme sürecinde, 1950'lerde güç diyotları ve güç transistörleri tanıtıldı ve endüstriyel ve enerji sistemlerinde kullanıldı.

1960'lardan 1970'lere kadar tristör gibi yarı iletken güç cihazları hızla gelişti.

1970'lerin sonlarında düzlemsel güç MOSFET'leri geliştirildi;

1980'lerin sonlarında, hendek tipi güç MOSFET'leri ve IGBT'ler kademeli olarak kullanıma sunuldu ve yarı iletken güç cihazları resmi olarak elektronik uygulamalar çağına girdi.

1990'larda, geleneksel "silikon sınırlamalarını" kırarak yüksek güç ve yüksek frekanslı uygulamaların ihtiyaçlarını karşılamak üzere süper bağlantılı MOSFET'ler yavaş yavaş ortaya çıktı.

2008 yılında Infineon, korumalı geçitli güç MOSFET'ini piyasaya sürerek yarı iletken güç cihazlarının performansını daha da geliştirdi.

İç pazar için, güç diyotları, güç triyotları ve tristörler gibi çoğu ayrık devre ürünü yerli olarak üretilmektedir. Bununla birlikte, MOSFET'ler ve IGBT'ler gibi ayrık devre ürünleri, gelişmiş teknolojileri ve süreçleri nedeniyle büyük ölçüde ithalata bağımlıdır. Gelecekte ithalat ikamesi için büyük bir potansiyel bulunmaktadır.

Son yıllarda, güç yarı iletkenlerinin uygulama alanları endüstriyel kontrol ve tüketici elektroniğinden yeni enerji, raylı ulaşım, akıllı şebekeler, frekans dönüştürme ev aletleri ve daha birçok pazara kadar genişlemiş ve pazar büyüklüğü istikrarlı bir büyüme göstermiştir. IHS Markit'in tahminine göre, 2018 yılında küresel güç cihazı pazarının büyüklüğü yaklaşık 39.1 milyar ABD dolarıydı ve pazar büyüklüğünün 2021 yılına kadar yıllık %4.1 büyüme oranıyla 44.1 milyar ABD dolarına ulaşması bekleniyor.

Şu anda, yerli güç yarı iletken endüstrisi zinciri giderek mükemmelleşiyor ve teknoloji de atılımlar yapıyor. Aynı zamanda, Çin dünyanın en büyük güç yarı iletken tüketicisi konumunda. 2018 yılında pazar talebi 13.8 milyar ABD dolarına ulaşarak %9.5'lik bir büyüme oranı gösterdi ve küresel talebin %35'ini oluşturdu. Çin'in güç yarı iletkenlerinin gelecekte de yüksek büyüme oranını koruyacağı ve pazar büyüklüğünün 2021 yılında 15.9 milyar ABD dolarına ulaşacağı, yıllık büyüme oranının ise %4.8 olacağı tahmin ediliyor.

Pazar araştırması kuruluşu IC Insights, çeşitli yarı iletken güç cihazı bileşenleri arasında gelecekte en güçlü büyümeyi gösterecek ürünlerin MOSFET ve IGBT modülleri olacağını belirtti.

MOSFET, analog ve dijital devrelerde yaygın olarak kullanılan bir alan etkili transistördür. Düşük açık direnç, düşük kayıp, basit sürücü devresi ve iyi termal direnç özellikleri gibi avantajlara sahiptir. Özellikle bilgisayarlar, cep telefonları, taşınabilir güç kaynakları, araç navigasyon sistemleri, elektrikli araçlar ve UPS güç kaynakları gibi güç kontrol alanlarında kullanım için uygundur.

2016 yılında küresel MOSFET pazarı 6.2 milyar ABD dolarına ulaştı ve MOSFET pazarının yıllık bileşik büyüme oranının 2016'dan 2022'ye kadar %3.4'e ulaşması bekleniyor; 2022 yılına kadar küresel MOSFET pazarının 7.5 milyar ABD dolarına yaklaşması öngörülüyor.

IHSMarkit'in istatistiklerine göre, ülkemizin MOSFET pazar büyüklüğü 2018 yılında 2.792 milyar ABD dolarıydı ve 2016-2018 yılları arasında yıllık bileşik büyüme oranı %15.03 oldu. Küresel yeni enerji araçlarının ölçeği büyüdükçe, otomotiv uygulamalarında MOSFET'lere olan pazar talebinin 2016-2022 yılları arasında yıllık bileşik büyüme oranı %5.1 ile hızla artması bekleniyor; 2022 yılına kadar otomotiv uygulamalarındaki talep, bilgisayar ve veri depolama alanlarını aşarak toplam pazar talebinin %22'sini oluşturacak.

IGBT, bipolar triyot (BJT) ve MOSFET'ten oluşan, tamamen kontrollü, voltajla çalışan bir yarı iletken güç cihazıdır. MOSFET'in yüksek giriş empedansı ve bipolar triyotun (BJT) düşük iletim voltajı düşüşünün avantajlarına sahiptir. IGBT'nin sürüş gücü düşüktür ve doyma voltajı azalmıştır. AC motorlar, invertörler, anahtarlamalı güç kaynakları, aydınlatma devreleri, çekiş tahrik sistemleri vb. gibi 600V ve üzeri DC voltajlı dönüştürücü sistemlerinde kullanım için çok uygundur.

Çin Sanayi Bilgi Ağı'ndan elde edilen verilere göre, küresel IGBT tek tüplü pazar alanı 2020 yılına kadar yaklaşık 6 milyar ABD dolarına ulaşacak ki bu çok büyük bir pazar alanı. Ülkemizin yeni enerji araçları ve şarj istasyonu pazarının, önümüzdeki beş yıl içinde 20 milyar yuan değerinde IGBT modülü için yerel pazar talebini artıracağı tahmin ediliyor. Çin Sanayi Bilgi Ağı'ndan elde edilen verilere göre, yerli IGBT pazar büyüklüğü 2018 yılı itibarıyla 16.19 milyar yuan'a ulaşmış olup, 2010-2018 yılları arasında bileşik büyüme oranı %14.77 olmuştur; ancak ülkemizin IGBT sektörü geç başlamış olup, gelecekte ithalat ikamesi için büyük bir alan bulunmaktadır.

Yarı iletken güç cihazları esas olarak güç diyotları, güç transistörleri, tristörler, MOSFET'ler, IGBT'ler vb. içerir ve bilgisayarlar, ağ iletişimi, tüketici elektroniği, otomotiv elektroniği, endüstriyel elektronik ve diğer elektronik endüstrileri de dahil olmak üzere neredeyse tüm elektronik üretim endüstrilerinde kullanılır. Buna ek olarak, yeni enerji araçları/şarj istasyonları, akıllı ekipman üretimi, Nesnelerin İnterneti ve fotovoltaik yeni enerji gibi gelişmekte olan uygulama alanları, yarı iletken güç cihazları için giderek önemli uygulama pazarları haline gelmekte ve böylece talep artışını tetiklemektedir. Küresel güç yarı iletken pazarında, endüstriyel kontrol %34, otomotiv %23, tüketici elektroniği %20 ve iletişim %23'lük paya sahiptir.

Tüketici Elektroniği Birliği'nin istatistiklerine göre, Çin'in tüketici elektroniği pazarının toplam büyüklüğü 2013 yılında 1,632.5 milyar yuan'a ulaşarak dünyanın en büyük tüketici elektroniği pazarı oldu. 2017 3C Endüstri Raporu'na göre, Çin'in tüketici elektroniği pazarının 2017 yılında 2 trilyon yuan'ı aşması ve %7.1'lik bir büyüme göstermesi bekleniyor.

Cep telefonlarındaki mikrofonlar, kulaklıklar, hoparlörler, SIM kartlar, Micro SD kartlar, NFC antenleri, GPS antenleri, WiFi antenleri, dokunmatik ekranlar, 2G/3G/4G RF antenleri, USB arayüzleri, lityum piller ve güç düğmesi konumları gibi tüm arayüzler için ESD koruması gereklidir. Cep telefonlarının çoğunda 20'den fazla, bazılarında ise 10'dan fazla ESD koruması bulunur.

İnsanların şarj verimliliğine yönelik beklentileri giderek arttıkça, voltajı artırarak yüksek akım ve yüksek güçte şarj sağlayan "hızlı şarj" modu cep telefonu şarjında ​​ortaya çıkmıştır. Bununla birlikte, yüksek voltaj güvenlik riskleri taşır ve ayarlama için senkronize doğrultma MOS tüplerinin eklenmesini gerektirir;

Daha sonra, düşük voltaj ve yüksek akım yoluyla yüksek hızlı şarj sağlayan daha güvenli bir "hızlı şarj" modu ortaya çıktı. Bu, senkron doğrultma MOS transistörleri için daha yüksek gereksinimler doğurmaktadır. Şu anda daha yaygın olanı, daha az ısı ve küçük boyut amacını gerçekleştirebilen GaN FET'tir.

Otomotiv elektroniği, otomobillerde çok önemli bir yere sahiptir. Maliyet yapısı açısından bakıldığında, orta ve üst segment otomobiller, elektrikli araçlar vb. için daha da önemlidir.

Geleneksel otomobillerden yeni enerji araçlarına kadar, değerdeki en büyük artış güç yarı iletkenlerinde yaşanıyor. Geleneksel yakıtlı araçlarda, güç yarı iletkenleri esas olarak çalıştırma, durdurma ve güvenlik alanlarında kullanılıyor ve yalnızca %20'lik bir paya sahip. Geleneksel bir araçtaki yarı iletkenli bir bisikletin değeri 350 ABD doları iken, güç cihazlarının değeri 70 ABD dolarıdır. Yeni enerji araçlarının batarya güç modülü, tamamı güç yarı iletkenleri içeren büyük miktarda güç ekipmanı gerektirir. Hibrit araçlardaki güç cihazlarının payı %40 iken, tamamen elektrikli araçlardaki güç cihazlarının payı %55'tir. Tamamen elektrikli bir araçtaki yarı iletkenli bir bisikletin değeri 750 ABD doları iken, hibrit araçlardaki yarı iletkenli bir bisikletin değeri 413 ABD dolarıdır. Yeni enerji araçlarında kullanılan güç yarı iletkenlerinin miktarı, geleneksel araçlardakinin yedi katıdır.

Yeni enerji araçları artık motor gibi mekanik bileşenlere ihtiyaç duymadığından, aracın yapısı çok daha basit hale gelecektir. Aracın yapısı esas olarak bataryalar, motorlar ve elektronik kontrollerden oluşmaktadır. Yeni enerji araçlarının elektronik sistemleri başlıca batarya yönetim sistemleri, motor kontrol üniteleri, araç içi şarj cihazları, dönüştürücüler, invertörler, direksiyon sistemleri, röleler ve pasif bileşenleri içermektedir.

Gerçek uygulama senaryolarında, otomobilin her modülü alternatif akım kullandığından, lityum pilin giriş akımı doğru akımdır ve çeşitli elektrikli ekipmanların voltajları farklıdır; bu da uygun bir güç dönüştürme sistemini gerektirir. Doğru akım (DC) ve alternatif akımın (AC) farklı dönüştürme sıralarına göre, güç dönüştürme 4 moda ayrılır: transformatör (AC-AC), doğrultucu (AC-DC), dönüştürücü (DC-DC) ve invertör (DC-AC).

Transformatör (AC-AC): Bir otomobil lityum pilinin giriş voltajı 12V-36V arasındadır ve şehir içi voltaj 220V'tur. Şehir içi voltajı giriş voltajına dönüştürmek için bir transformatöre ihtiyaç duyulmaktadır.

Doğrultucu (AC-DC): Lityum pillerin doğru akım (DC) gücüyle şarj edilmesi gerekir ve şarj istasyonu alternatif akım (AC) gücü sağlar, bu nedenle araç şarj cihazı bir DC dönüştürücü kullanmalıdır.

Dönüştürücü (DC-DC): Giriş, lityum pilden gelen sabit bir doğru akım (DC) voltajıdır ve çıkış, değişken bir doğru akım (DC) voltajıdır. Elektrikli araçlarda, esas olarak elektrik enerjisi iletimi için 300V'tan 650V'a yükseltme, 12V devreleri beslemek için düşürme ve pil enerjisi depolaması için voltaj stabilizasyon dönüştürme işlemlerinde kullanılır.

İnverter (DC-AC): Yeni enerji araçları, depolanan elektrik enerjisini motoru çalıştırmak ve aracı hareket ettirmek için kullanan şarj edilebilir lityum pillerle donatılmıştır. İnverterin işlevi, şarj edilebilir pilin 12V doğru akım (DC) gücünü, tahrik motorunun 220V üç fazlı alternatif akım (AC) gücüne dönüştürerek yeni enerji araçları için temel tahrik gücünü sağlamaktır.

2014'ten 2021'e kadar, küresel yıllık yakıtlı araç satışları 87 milyon adetten 98 milyon adetten fazlaya yükselerek ortalama yıllık %2'lik bir büyüme oranı kaydetti; yeni enerji araçları (saf elektrikli ve hibrit araçlar dahil) ise 270,000 adetten 4.7 milyon adede yükselerek ortalama yıllık %50'lik bir büyüme oranı gösterdi. Bu araçların pazar payı ise 2014'te sadece %0.3 iken 2021'de %4.0'a çıktı.

Son yıllarda ülkemizde yeni enerji araçlarının üretimi ve satışı önemli ölçüde artmış ve yaygınlaşma oranı da yükselmeye devam etmiştir. Çin Binek Otomobil Birliği verilerine göre, ülkemizde yeni enerji binek araç satışları 2014'te 100,000 adetten 2018'de 1.25 milyon adede hızla yükselmiş ve yıllık bileşik büyüme oranı %91 olmuştur. Çin Otomobil Üreticileri Birliği verilerine göre ise, 2019 yılının ilk çeyreğinde Çin'de yeni enerji araç satışları 250,000 adet olup, bir önceki yıla göre %117'den fazla artış göstermiştir. Bu yıl yeni enerji araç üretiminin 1.6 milyon adedi aşması beklenmektedir.

Otomotiv güç yarı iletken pazarının, yıllık bileşik büyüme oranı %7 ile 8 milyar ABD dolarına ulaşması bekleniyor. 2018 yılında küresel otomobil satışları 97.5 milyon adetti ve bunun 2 milyonu yeni enerji araçlarıydı. Geleneksel yakıtlı araç satışlarının yıllık %2, yeni enerji araç satışlarının ise önümüzdeki üç yılda %30 artacağı varsayılırsa, geleneksel yakıtlı araçlar için güç yarı iletkenli bisikletin değeri 56 ABD doları, hibrit araçlar için 240 ABD doları ve tamamen elektrikli araçlar için 413 ABD doları olacaktır. 2022 yılına kadar yakıtlı araç satış hacminin 99.2 milyon adede, yeni enerji araç satış hacminin ise 5.8 milyon adede ulaşacağı tahmin edilmektedir. Otomotiv güç yarı iletken pazarının, yıllık bileşik büyüme oranı %7 ile 8 milyar ABD dolarına ulaşması bekleniyor.

2017 yıl sonu itibarıyla ülkemizin yeni kurulan fotovoltaik enerji üretim kapasitesi 53.06 milyon kilovat olup, toplam kurulu kapasite 130 milyon kilovata ulaşmıştır. Hem yeni hem de toplam kurulu kapasite, yıllık %11 artışla 33.62 milyon kilovatlık fotovoltaik enerji santralleri ve yıllık 3.7 kat artışla 19.44 milyon kilovatlık dağıtılmış fotovoltaik sistemler de dahil olmak üzere dünyada birinci sırada yer almaktadır.

Rüzgar enerjisi üretiminde kullanılan invertör ekipmanı, bataryadaki 12V doğru akımı (DC) şebeke elektriğiyle aynı olan 220V alternatif akıma (AC) dönüştürebilir. İnvertör esas olarak MOS alan etkili transistör ve güç transformatöründen oluşur ve analog devre teknolojisiyle bağlanır. 2016-2018 yılları arasında ülkemizin kurulu rüzgar enerjisi kapasitesi 18.73 GW'tan 21 GW'a yükseldi. Sadece 2019 yılının ilk beş ayında kurulu kapasite 6.88 GW artarak hızlı bir büyüme trendi gösterdi.

Akıllı şebekenin tüm yönlerinde, UHV DC iletiminde doğrultucular, invertörler ve FACTS esnek iletim teknolojisi, IGBT'ler gibi çok sayıda güç cihazına ihtiyaç duymaktadır. Çin Sanayi Bilgi Ağı tarafından yayınlanan verilere göre, ülkemizin akıllı şebeke endüstrisine yapılan yatırımın 2021 yılına kadar yaklaşık 2.3 trilyon yuan'a ulaşması beklenmektedir.

Tüketici elektroniği, yüksek hızlı trenler, otomobiller ve elektrik şebekelerinde yaygın olarak kullanılan birçok güç yarı iletkeni türü vardır. Bunlar esas olarak tek kutuplu ve çift kutuplu tiplere ayrılır. Çift kutuplu tip: güç diyotu, tristör, BJT (bipolar triyot), güç transistörü (GTR), IGBT. Tek kutuplu tip: MOSFET, Schottky diyot. Her bir ürünün farklı fiziksel özelliklerine göre, farklı voltaj ve frekans alanlarında farklı güç cihazları kullanılır.

Güç diyotları, basit yapıları ve yüksek güvenilirlikleriyle öne çıkan temel güç cihazlarıdır. Endüstri ve elektronik gibi çeşitli alanlarda yaygın olarak kullanılırlar ve voltaj stabilizasyonu, doğrultma ve anahtarlama görevlerini üstlenirler.

Diyotlar doğrultucu diyotlar, Zener diyotlar ve yüksek frekanslı diyotlar olmak üzere üç gruba ayrılır.

Bunlar arasında doğrultucu diyotlar ve Zener diyotlar güç yarı iletkenleridir.

Doğrultucu diyotlar esas olarak doğrultma, anahtarlama, dönüştürme (Schottky diyot SBD) ve ters çevirme (hızlı toparlanma diyotu FRD) işlemlerinde kullanılır.

MOSFET, güç cihazlarının bir alt dalıdır; diğer alt dallar ise MOS (Metal Oksit Yarı İletken) ve FET (Alan Etkili Transistör)'dür. Bunlar, elektrik alanının etkisiyle yarı iletkeni (S) kontrol etmek için oksit tabakası (O) üzerindeki metal tabakanın (M) kapısını kullanan alan etkili transistörlerdir.

Güç MOSFET cihazları, güç dönüştürme ve kontrolü için temel yarı iletken cihazlardır. Güç MOSFET cihazları hızlı çalışır, düşük arıza oranlarına, küçük anahtarlama kayıplarına ve iyi ölçeklenebilirliğe sahiptir. Düşük voltaj ve yüksek akım ortamları için uygundur ve diğer güç cihazlarına göre daha yüksek çalışma frekansı gerektirir.

Otomobillerde, güç kaynağı sisteminde ağırlıklı olarak şarj cihazlarında (AC-DC) ve dönüştürücülerde (DC-DC) kullanılırlar. Küresel otomotiv güç MOSFET pazarının kapasitesi 2018 yılında 2.45 milyar ABD dolarıydı ve 2022 yılında 3.16 milyar ABD dolarına ulaşacağını tahmin ediyoruz. Bunlar arasında, 600V'un üzerindeki voltajlara sahip yüksek voltajlı MOSFET ürünleri ağırlıklı olarak kullanılmaktadır.

MOSFET pazarının ana payını Infineon elinde tutuyor. HIS verilerine göre, tüm Infineon ürünlerinin toplam pazar payı %27 iken, onu %13 ile ON Semiconductor ve %9 ile Renesas takip ediyor. Yüksek değerli yüksek voltajlı MOSFET'ler alanında ise Infineon, %36'lık pazar payıyla tüm rakiplerinin önünde yer alıyor.

Yeni bir güç elektroniği cihazı türü olan IGBT, uluslararası alanda güç elektroniği teknolojisinin üçüncü devriminin en temsili ürünü olarak kabul edilmektedir. Endüstriyel kontrol ve otomasyon alanında temel bir bileşendir. İşlevi insan kalbine benzer. Endüstriyel cihazdaki sinyal talimatlarına göre devredeki voltajı, akımı, frekansı, fazı vb. ayarlayarak hassas kontrol sağlar. Bu nedenle, IGBT güç elektroniği sektöründe "CPU" olarak adlandırılır ve motor enerji tasarrufu, demiryolu taşımacılığı, akıllı şebekeler, havacılık, ev aletleri, otomotiv elektroniği, yeni enerji üretimi, yeni enerji araçları ve diğer alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.

IGBT, 1980'lerin sonlarında endüstriyel uygulamaya girmesinden bu yana hızla gelişti. Sadece endüstriyel uygulamalarda MOSFET ve GTR'nin yerini almakla kalmadı, aynı zamanda SCR ve GTO'nun baskın olduğu yüksek güç uygulamalarına da yayıldı. Ayrıca, tüketici elektroniği uygulamalarında BJT ve MOSFET gibi güç cihazlarının birçok uygulama alanının yerini aldı.

Otomotiv uygulamalarında IGBT'ler esas olarak yüksek voltajlı ortamlardaki elektrikli tahrik sistemlerinde, güç sistemlerinde ve şarj istasyonlarında kullanılır. Uygulama alanı genellikle 600V'tan yüksek dayanım voltajına, 10A'den yüksek akıma ve 1 kHz'den yüksek frekansa sahip alanlardır.

Elektrikli tahrik sistemi: Esas olarak, şarj edilebilir bataryanın 12V doğru akım (DC) gücünü, motoru çalıştıran 220V alternatif akım (AC) gücüne dönüştürmek için bir invertörde (DC-AC) kullanılır. Motor tahrik sisteminin çekirdeğidir. Motor kontrol sistemi onlarca IGBT gerektirir. Örneğin, Tesla'nın üç fazlı AC asenkron motoru, faz başına 28 IGBT, toplamda 84 IGBT kullanır. Diğer motorlarda 12 IGBT bulunur. Tesla toplamda 96 IGBT kullanır.

Güç kaynağı sistemi: Esas olarak araç şarj cihazlarında (AC-DC) ve dönüştürücülerde (DC-DC) lityum pillerin şarj edilmesi ve gerekli voltaj seviyesinde güç dönüştürülmesi için kullanılır.

Şarj istasyonları: Şebekedeki elektriğin tamamı alternatif akım (AC) gücüdür ve şarj istasyonları hızlı şarjlı DC şarj istasyonları ve yavaş şarjlı AC şarj istasyonları olarak ikiye ayrılır. IGBT esas olarak DC hızlı şarj istasyonlarında kullanılır.

2018 yılında küresel otomotiv IGBT pazar kapasitesi 1.84 milyar ABD dolarıydı ve 2020 yılında otomotiv IGBT pazar kapasitesinin 2.08 milyar ABD doları olacağını tahmin ediyoruz.

Infineon, Mitsubishi ve Fuji Electric, küresel IGBT pazarında lider konumdadır. ON Semiconductor (Fairchild) ağırlıklı olarak 600V'nin altındaki voltajlara sahip düşük voltajlı tüketici elektroniği sektöründe yoğunlaşırken, 1700V'nin üzerindeki orta ve yüksek voltaj alanları ise ağırlıklı olarak yüksek hızlı trenlerde, otomobillerde, akıllı şebekelerde vb. kullanılmaktadır ve temelde Infineon, ABB ve Mitsubishi tarafından tekelleştirilmiştir.

Güç yarı iletkenleri, pan-analog devreler alanına aittir. Güç yarı iletkenleri, gerekli tüketim mallarıdır. İnsanlar "odun, pirinç, yağ ve tuz" yemek için bunlara ihtiyaç duyar. Makineler de güç cihazları tüketmek zorundadır. Elektrik enerjisi dönüşümüyle ilgili her yerde güç yarı iletkenlerine ihtiyaç duyulmaktadır. Sektördeki dalgalanmalar emtia trendleriyle paraleldir ve ürünler küresel GSYİH trendleriyle yakından ilişkilidir. Sektördeki 4-5 yıllık dalgalanmalar, yarı iletken döngüsüyle oldukça tutarlıdır.

Yüksek katma değerli ürünler uzun zamandır Avrupa ve Amerika üreticilerinin tekelinde bulunuyor ve yerli ikame kaçınılmaz görünüyor. Yerli entegre tasarım (IDM) model fabrikaları çok az. Temel süreçlerin tamamı Avrupa ve Amerika üreticileri tarafından şirket içinde gerçekleştiriliyor. Ürün avantajlarına dayanarak teslimat döngüsünü ve dolayısıyla tüm sektörün fiyat sistemini kontrol ediyorlar. Özellikle yüksek voltajlı MOS ve yüksek güçlü IGBT'ler için ürün teslimat döngüsü genellikle 50 haftayı aşıyor ve fiyatlar 2016'dan beri temelde yukarı yönlü bir seyir izliyor.

2020'deki yatırım fırsatları, yarı iletken döngüsünün toparlandığı ve yükseldiği 3-4 yıllık makro döngü ortamından kaynaklanacaktır. Entegre tasarım (IDM) modeli şirketler, maliyet açısından fabrika sahibi olmayan şirketlere göre daha avantajlıdır. İlgili endüstri zinciri hedeflerine dikkat edilmesi önerilir: Wingtech Technology (600745), Jiejie Microelectronics (300623), Yangjie Technology (300373), Taiji Technology (300046), China Microelectronics (600360), Star Semiconductor (603290), New Energy Saving (A18105), China Resources Microelectronics (A19303).

Risk uyarısı

1) Yerli üretim çiplerinin ilerlemesi beklentilerin altında kaldı;

2) Entegre devre endüstrisine yönelik politika desteği zayıfladı;

3) Yabancı yarı iletken ekipman şirketleri, yerli şirketlere ekipman ambargosu uyguluyor.

Not: Bu makale, fikri mülkiyet haklarının korunmasını destekleyen "Semiconductor Wind Vane" dergisinden yeniden basılmıştır. Yeniden basım yaparken lütfen orijinal kaynağı ve yazarı belirtin. Herhangi bir telif hakkı ihlali durumunda, lütfen silinmesi için bizimle iletişime geçin.

Şirket telefon numarası: +86-0755-83044319
Faks: +86-0755-83975897
E-posta: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 Yönetici Li

QQ: 332496225 Yönetici Qiu

Adres: Shenzhen, Longhua Yeni Bölgesi, Minzhi Caddesi No. 1079, Zhantao Teknoloji Binası, C Binası, Oda 809