Bu hafta, Çin'in son teknoloji ürünü IGBT seri üretimiyle ilgili bir haber büyük ilgi çekti. 7 Temmuz'da, Zhixin Semiconductor'ın otomotiv sınıfı IGBT modülleri seri üretime geçti. Bu, Dongfeng Corporation ve CRRC'nin Zhixin Semiconductor Şirketi'ni kurmak için yaptığı stratejik iş birliğinin ilk verimli sonucu oldu.

Raporlara göre, bu kez üretime alınan IGBT modülü iyi ısı dağılımı ve elektromanyetik girişime karşı direnç özelliklerine sahip olup, otomotiv sınıfı ürünlerin yüksek güvenilirlik gereksinimlerini karşılayabiliyor. Sonuç olarak, Çinli yeni enerji araç şirketleri için bir seçenek daha ortaya çıkıyor ve bu da yerel otomotiv güç yarı iletken tedarik zincirine ağırlık katıyor.

Son zamanlarda, sadece Zhixin Semiconductor değil, aynı zamanda geçen Haziran ve Temmuz başlarında, bir aydan biraz fazla bir sürede, Çin'in yerli IGBT çipleri ve modülleri, özellikle otomotiv ürünleri, sürekli olarak ortaya çıkarak toplu bir patlama gösterdi.

Haziran ayında Huahong ve Star Semiconductor stratejik bir iş birliği anlaşması imzaladı. Her iki taraf da ortaklaşa geliştirdikleri yüksek güçlü otomotiv sınıfı 12 inç IGBT çipinin seri üretime geçtiğini, son kullanıcı otomobil şirketleri tarafından ürün doğrulamasından geçtiğini ve otomotiv uygulamalarıyla temsil edilen güç ünitesi pazarına geniş çapta girdiğini duyurdu.

21 Haziran'da Silan Micro, iştiraki Chengdu Jijia Technology Co., Ltd. aracılığıyla "Otomotiv ve endüstriyel sınıf güç modülleri ve entegre güç cihazı paketleme üretim hattı inşaat projesi aşama I"ne yatırım yapmayı planladığını duyurdu. Projenin toplam yatırım tutarı 758 milyon yuan olup, inşaat süresi 2 yıl, üretim süresi ise 2 yıldır. Üretime geçtikten sonra ana ürünler IGBT modülleri olacaktır.

23 Haziran'da Sunking Technology'nin ilk IGBT üretim hattı resmen tamamlanarak devreye alındı ​​ve IGBT üretim hattı deneme üretim aşamasına geçti. Şirketin IGBT projesinin, 2 adet IGBT çip arka yüz işleme üretim hattı ve 5 adet IGBT modül paketleme ve test üretim hattı kurmayı planladığı bildiriliyor. Tamamlandığında, yıllık üretim kapasitesi 2 milyon IGBT modül ürününe ulaşacak. IGBT ürünlerinin uygulama alanları, 600V ile 1700V arasındaki orta ve düşük voltaj alanlarını kapsayacak ve elektrikli araçlar, fotovoltaik rüzgar enerjisi ve endüstriyel frekans dönüştürme gibi pazarları hedefleyecektir.

5 Temmuz'da Wingtech Technology, Hollanda'daki iştiraki Nexperia aracılığıyla İngiliz yarı iletken üreticisi Newport Wafer Fab'ın tüm hisselerini satın alacağını duyurdu. 1982 yılında kurulan Newport Wafer Fab, ağırlıklı olarak otomobiller için yüksek enerji verimliliğine sahip güç yarı iletkenleri üretiyor. Nexperia ise otomotiv çipleri ve bileşenlerinin önemli bir üreticisidir. Satın alma işlemiyle ilgili olarak Wingtech Technology Yönetim Kurulu Başkanı Zhang Xuezheng, Newport'un eklenmesinin Nexperia'nın otomotiv sınıfı IGBT, MOSFET, Analog ve bileşik yarı iletkenler alanındaki yeteneklerini etkin bir şekilde artıracağını belirtti.

İster fabrika açılışları, ister seri üretimin başlangıcı, isterse birleşme ve devralmalar olsun, bu üreticiler otomotiv IGBT ürün pazarına odaklanarak pazarın popülaritesini yansıtıyorlar.

IGBT'ye yönelik güçlü talep

Önümüzdeki birkaç yıl içinde elektrikli araç satış büyüme oranının %50'yi aşması bekleniyor. Politika desteği ve satış teşviklerinden yararlanarak, küresel ve Çin'deki yeni enerji elektrikli araç satışlarının yıllık bileşik büyüme oranının %32'ye ulaşması ve bunun da ilgili yarı iletken ve elektronik endüstri zincirlerinin hızlı gelişimini tetiklemesi öngörülüyor. Otomobillerin, yarı iletken endüstrisinin gelişimini yönlendiren üç ana faktörden biri olduğu bir gerçektir (5G, Nesnelerin İnterneti ve otomotiv elektroniği, önümüzdeki dönemde yarı iletken endüstrisinin gelişimini yönlendirecek üç ana motor olarak kabul ediliyor).

Otomotiv uygulamalarında, güç yarı iletkenlerinin kullanımı mikrodenetleyicilerden sonra ikinci sırada yer alıyor ve pazar payı çok büyük.

Yeni enerji araçlarında kullanılan yeni yarı iletkenlerin çoğu güç yarı iletkenleridir. Geleneksel otomobillerde ise güç yarı iletkenleri ağırlıklı olarak çalıştırma, güç üretimi ve güvenlik gibi alanlarda kullanılmakta olup, geleneksel otomobillerdeki toplam yarı iletkenlerin %20'sini oluşturmaktadır. Tek bir aracın değeri yaklaşık 60 ABD dolarıdır.

Yeni enerji araçları genellikle yüksek voltajlı devreler kullandığından, batarya yüksek voltaj ürettiğinde sık sık voltaj dönüştürme işlemi gereklidir. Bu durumda, voltaj dönüştürme devrelerinin (DC-DC) tüketimi önemli ölçüde artar. Ayrıca, çok sayıda DC-AC invertör, transformatör, dönüştürücü vb. de gereklidir. IGBT'ler, MOSFET'ler ve diyotlar gibi yarı iletken cihazlara olan bu talepler de önemli ölçüde artmıştır. Yukarıda belirtilenler, otomotiv elektronik sistemlerindeki güç cihazlarına olan talebi büyük ölçüde artırmıştır.

McKinsey istatistiklerine göre, tamamen elektrikli araçların yarı iletken maliyeti 704 ABD doları olup, bu rakam geleneksel araçların 350 ABD doları olan maliyetinin iki katıdır. Bunların arasında güç cihazlarının maliyeti 387 ABD doları gibi yüksek bir rakama ulaşarak toplam maliyetin %55'ini oluşturmaktadır. Tamamen elektrikli araçların geleneksel araçlara kıyasla yeni yarı iletken maliyetleri arasında, güç cihazlarının maliyeti yaklaşık 269 ABD doları olup, yeni maliyetlerin %76'sını oluşturmaktadır.

Yeni nesil elektrikli araçların güç üretimi ve iletim süreci, benzinli motorlardan oldukça farklıdır ve sık sık voltaj dönüştürme ve DC-AC dönüştürme gerektirir. Ayrıca, tamamen elektrikli araçların yüksek menzil ihtiyacı, güç yönetimi gereksinimlerini daha da hassas hale getirmiştir. IGBT'ler, MOSFET'ler ve diyotlar gibi güç ayrık bileşenlerine yönelik bu talepler, geleneksel araçlara göre çok daha yüksektir. Otomotiv talebiyle birlikte, IGBT'ler patlayıcı bir büyüme yaşayacaktır.

Otomotiv güç modülleri (günümüzde yaygın olarak kullanılan IGBT'ler), araç elektrikli tahrik sisteminin temel performansını belirler ve çekirdek bileşen olan motor invertörünün maliyetinin %40'ından fazlasını oluşturur.

IGBT, motor sürücüsünün maliyetinin yaklaşık üçte birini oluştururken, motor sürücüsü ise tüm aracın maliyetinin yaklaşık %15-20'sini oluşturmaktadır. Başka bir deyişle, IGBT tüm aracın maliyetinin %5-7'sini oluşturmaktadır.

Teknik düzeyde, IGBT çipleri, PT'den NPT'ye ve ardından FS'ye yükseltmeler de dahil olmak üzere bir dizi yinelemeli süreçten geçmiştir; bu süreçler çipi daha ince hale getirmiş, termal direnci azaltmış ve Tj'yi iyileştirmiştir; IEGT, CSTBT ve MPT'nin tanıtılması Vce'yi azaltmaya ve güç yoğunluğunu artırmaya devam etmiştir; yüzey metal ve pasivasyon katmanı optimizasyonu sayesinde, otomobillerin yüksek güvenilirlik gereksinimlerini karşılayabilmektedir.

Son yıllarda, IGBT'ler yapısal açıdan yenilikler göstermektedir; örneğin RC-IGBT'lerin ortaya çıkması ve FWD ile IGBT'lerin entegre edildiği tasarımlar gibi. Ayrıca, entegre akım ve sıcaklık sensörleri gibi fonksiyonel entegrasyonlar da mevcuttur.

IGBT'ler otomotiv motor kontrol sistemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Şu anda, otomotiv motor kontrol sistemleri onlarca IGBT gerektirmektedir. Tesla'yı örnek alırsak, Tesla'nın arka üç fazlı AC asenkron motoru, faz başına 28 IGBT olmak üzere toplam 84 IGBT kullanmaktadır. Motorun diğer kısımlarındaki IGBT'leri de dahil ettiğimizde, Tesla toplam 96 IGBT kullanmaktadır (çift motor artı ön motor için 36 adet). Birim fiyatı 4 ila 5 ABD doları arasında hesaplandığında, çift motorlu bir IGBT'nin değeri yaklaşık 650 ABD dolarıdır.

SiC MOSFET, IGBT'den daha gelişmiş ve iyi bir pazar geliştirme potansiyeline sahip olmasına rağmen (Tesla zaten SiC MOSFET'i kullanmaya başladı ve NIO da yakında kullanmaya başlayacak), şu anda SiC güç cihazlarında bazı sorunlar hala mevcut. Bu sorunlar özellikle şu noktalarda kendini gösteriyor: düşük verim ve yüksek maliyet; SiC ve SiO2 arasındaki arayüzde birçok kusur bulunması ve kapı oksitinin uzun vadeli güvenilirliğinin sorun teşkil etmesi; SiC MOSFET'in uzun vadeli güvenilirlik verilerinin eksikliği.

Ayrıca, SiC cihazlarının akım taşıma kapasitesi düşüktür, ancak maliyeti çok yüksektir. Aynı seviyedeki SiC MOSFET çiplerinin maliyeti, silikon tabanlı IGBT'lerin maliyetinin 8 ila 12 katıdır. Güç tüketimi açısından, SiC MOSFET, silikon tabanlı IGBT'den önce açılır ve IGBT'den sonra kapanır. IGBT, sıfır voltaj anahtarlaması (ZVS) sağlayarak kayıpları önemli ölçüde azaltabilir.

Genel olarak, IGBT'lerin elektriksel özellikleri SiC MOSFET çiplerinin %90'ına yakınken, maliyeti SiC MOSFET'lerin %25'i kadardır. Bu nedenle, SiC ve silikon hibrit anahtarlama modüllerinin büyük pazar uygulama potansiyeli olacaktır, ancak saf SiC cihazlarının otomotiv güç sistemlerinde yaygınlaşması zaman alacaktır. IGBT hala pazardaki ana güçtür.

Çin pazarı büyüyor.

Çin, yeni enerji araçları için en önemli pazarlardan biridir ve Çin'deki yeni enerji araçları satışları küresel satışların yarısından fazlasını oluşturmaktadır.

Bu pazar ortamında, büyük uluslararası yarı iletken üreticileri yerli otomobil üreticileriyle stratejik ortaklıklar kurmuştur. Örneğin, Mart 2018'de SAIC ve Infineon, SAIC Infineon Yarı İletken Şirketi adında bir ortak girişim kurmuştur. SAIC Infineon Yarı İletken'in IGBT modül paketleme işine odaklandığı, SAIC ve diğer yerli yeni enerji araç üreticilerine hizmet etmeyi amaçladığı ve yıllık 1 milyon set üretim kapasitesine ulaşmayı planladığı bildirilmektedir.

Ayrıca Wingtech Technology, otomotiv güç yarı iletken cihazları alanında önemli bir birikime sahip olan Nexperia'da kontrol hissesini satın aldı. Ürünlerinin %50'den fazlası otomotiv sektöründe kullanılıyor. Plana göre Nexperia, Çin anakarasındaki üretimini kademeli olarak genişletecek.

Otomotiv yarı iletkenleri alanındaki rekabet ortamını ve yabancı üreticilerin gelişim geçmişini karşılaştırdığımızda, Çinli yerli üreticilerin esas olarak iki gelişim yolu izlediği görülmektedir: Birincisi, geleneksel çip alanında satın almalar yoluyla teknoloji ve müşteri kaynakları elde etmek; ikincisi ise yeni enerji araçları ve akıllı otomobil çipleri için güç yarı iletkenleri geliştirmektir.

Elektrikli araçlara geçiş, otomotiv yarı iletken pazarına yeni bir talep getirirken, aynı zamanda yerli otomotiv yarı iletken üreticileri için de birçok fırsat yarattı. Şu anda, giderek daha fazla yerli üretici yeni enerji araçları için güç yarı iletkenleri geliştirmeye başlıyor. Temsilci üreticiler arasında BYD, CRRC, Silan Microelectronics ve yukarıda belirtilen üreticiler yer alıyor.

Ancak Çin'in yerli otomotiv güç yarı iletken üreticileri hala nispeten zayıf ve pazar payları da düşük. Kısa sürede büyük uluslararası üreticilerle gerçek bir rekabet ilişkisi kurmak zor olacak ve büyümeye devam etmeleri gerekecek.

Yasal Uyarı: Bu makale "Yarı İletken Endüstrisi Gözlemi"nden alınmıştır. Bu makale yalnızca yazarın kişisel görüşlerini temsil eder ve Sacco Micro ile sektörün görüşlerini yansıtmaz. Yalnızca fikri mülkiyet haklarının korunmasını desteklemek amacıyla yeniden basım ve paylaşım için kullanılabilir. Yeniden basım için lütfen orijinal kaynağı ve yazarı belirtin. Herhangi bir ihlal 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