本周，中国尖端IGBT量产的消息引起了广泛关注。7月7日，智信半导体的车规级IGBT模块实现量产。这是东风集团与中车集团战略合作成立智信半导体公司后取得的首个成果。

据报道，此次投产的IGBT模块散热性能和抗电磁干扰能力出色，能够满足车规级产品的高可靠性要求。这为中国新能源汽车企业提供了新的选择，也为本土汽车功率半导体供应链增添了分量。

最近，不仅是智信半导体，而且在过去的六月初和七月初，短短一个多月的时间里，中国本土的IGBT芯片和模块，特别是汽车产品，都纷纷涌现，呈现出集体爆发的态势。

6月，华虹半导体与星芯半导体签署战略合作协议。双方联合宣布，双方联合研发的大功率车规级12英寸IGBT芯片已实现量产，并通过了终端车企的产品验证，并已广泛进入以汽车应用为代表的功率单元市场。

6月21日，思兰微电子宣布计划通过其控股子公司成都集佳科技有限公司投资建设“车规级及工业级功率模块和功率集成器件封装生产线一期工程”，项目总投资758亿元人民币，建设周期2年，生产周期2年，投产后将以IGBT模块为主要产品。

6月23日，Sunking Technology首条IGBT生产线正式建成投产，并进入试生产阶段。据悉，该公司计划在IGBT项目上建设2条IGBT芯片背面工艺生产线和5条IGBT模块封装测试生产线，建成后年产能将达到200万条IGBT模块产品。其IGBT产品应用范围涵盖600V至1700V的中低压领域，目标市场包括电动汽车、光伏风电和工业变频等领域。

On July 5, Wingtech Technology announced that it would acquire all the shares of British semiconductor manufacturer Newport Wafer Fab through its Dutch subsidiary Nexperia. Newport Wafer Fab was founded in 1982 and mainly produces high-energy-efficiency power semiconductors for automobiles. Nexperia is an important manufacturer of automotive chips and components. Regarding the acquisition, Zhang Xuezheng, chairman of Wingtech Technology, said that the addition of Newport will effectively enhance Nexperia's capabilities in automotive-grade IGBT, MOSFET, Analog and compound semiconductors.

无论是开设工厂、开始大规模生产，还是进行并购，这些制造商都专注于汽车IGBT产品市场，这反映了该市场的受欢迎程度。

对IGBT的强劲需求

未来几年，电动汽车的销售增长率预计将超过50%。受益于政策支持和销售补贴，全球及中国新能源电动汽车的年复合增长率预计将达到32%，这将带动相关半导体和电子产业链的快速发展。汽车是推动半导体产业发展的三大引擎之一，这一点毋庸置疑（5G、物联网和汽车电子被认为是下一波半导体产业发展的三大引擎）。

在汽车应用中，功率半导体的使用量仅次于微控制器，其市场份额巨大。

新能源汽车中大部分新型半导体应用都集中在功率半导体领域。在传统汽车中，功率半导体主要用于启动、发电和安全等领域，约占传统汽车半导体总量的20%。单辆汽车的功率半导体价值约为60美元。

由于新能源汽车通常采用高压电路，电池输出高电压时需要频繁进行电压转换。此时，电压转换电路（DC-DC）的功耗显著增加。此外，还需要大量的DC-AC逆变器、变压器、转换器等。这些对IGBT、MOSFET、二极管等半导体器件的需求也大幅增长。以上因素极大地增加了汽车电子系统中对功率器件的需求。

根据麦肯锡的统计数据，纯电动汽车的半导体成本为704美元，是传统汽车350美元的两倍。其中，功率器件的成本高达387美元，占总成本的55%。与传统汽车相比，纯电动汽车新增半导体成本中，功率器件的成本约为269美元，占新增成本的76%。

新能源电动汽车的发电和输电过程与汽油发动机截然不同，需要频繁进行电压转换和直流-交流转换。此外，纯电动汽车对续航里程的高要求也使得电源管理的要求更加精细。这些对IGBT、MOSFET和二极管等功率分立器件的需求远高于传统汽车。在汽车市场需求的驱动下，IGBT将迎来爆发式增长。

汽车功率模块（目前主流是IGBT）决定了汽车电动驱动系统的关键性能，占电机逆变器（核心部件）成本的40%以上。

IGBT约占电机驱动器成本的三分之一，而电机驱动器约占整车成本的15%~20%。换句话说，IGBT约占整车成本的5%~7%。

At the technical level, IGBT chips have gone through a series of iterative processes, including upgrades from PT to NPT and then to FS, which have made the chip thinner, reduced thermal resistance, and improved Tj; the introduction of IEGT, CSTBT, and MPT has continued to reduce Vce and increase power density; through surface metal and passivation layer optimization, it can meet the high reliability requirements of automobiles.

近年来，IGBT 在结构方面不断创新，例如出现了 RC-IGBT 和集成 FWD 和 IGBT 的设计；此外，还有功能集成，例如集成电流和温度传感器。

IGBT广泛应用于汽车电机控制系统。目前，汽车电机控制系统需要数十个IGBT。以特斯拉为例，其后置三相交流异步电机每相使用28个IGBT，共计84个。加上电机其他部件中使用的IGBT，特斯拉总共使用了96个IGBT（双电机加上前置电机的36个）。按每个IGBT 4至5美元的价格计算，双电机IGBT的价值约为650美元。

尽管SiC MOSFET比IGBT更先进，且具有良好的市场发展潜力（特斯拉已经采用SiC MOSFET，蔚来汽车也将陆续采用），但目前SiC功率器件仍存在一些问题，具体表现为：良率低、成本高；SiC与SiO2界面处缺陷较多，栅极氧化层的长期可靠性存在问题；SiC MOSFET缺乏长期可靠性数据。

此外，SiC器件的载流能力较低，但成本却很高。同级别SiC MOSFET芯片的成本是硅基IGBT的8到12倍。在功耗方面，SiC MOSFET的导通时间早于硅基IGBT，关断时间晚于IGBT。IGBT可以实现零电压开关（ZVS），从而显著降低损耗。

总体而言，IGBT的电气特性接近SiC MOSFET芯片的90%，而成本仅为SiC MOSFET的25%。因此，SiC和硅混合开关模块具有巨大的市场应用前景，但纯SiC器件在汽车动力系统中普及还需要时间。目前，IGBT仍是市场上的主流。

中国市场正在增长

中国是新能源汽车最重要的市场之一，中国新能源汽车销量占全球销量的一半以上。

在此市场背景下，国际主要半导体制造商纷纷与国内汽车OEM厂商建立战略合作伙伴关系。例如，2018年3月，上汽集团与英飞凌成立合资公司——上汽英飞凌半导体有限公司。据悉，上汽英飞凌半导体专注于IGBT模块封装业务，旨在服务于上汽集团及其他国内新能源汽车厂商，并计划实现年产能100万套。

此外，闻泰科技已收购了在汽车功率半导体器件领域拥有雄厚实力的Nexperia控股权。Nexperia的产品超过50%应用于汽车领域。根据计划，Nexperia将逐步扩大在中国大陆的生产规模。

对比汽车半导体市场的竞争格局和国外厂商的发展历程，中国国内厂商的发展路径主要有两条：一是通过收购传统芯片领域的企业来获取技术和客户资源；二是开发新能源汽车功率半导体和智能汽车芯片。

While electrification has brought new demand to the automotive semiconductor market, it has also provided many opportunities for domestic automotive semiconductor manufacturers. Currently, more and more domestic manufacturers are beginning to develop power semiconductors for new energy vehicles. Representative manufacturers include BYD, CRRC, Silan Microelectronics, and the manufacturers mentioned above.

However, China's domestic automotive power semiconductor manufacturers are still relatively weak and have a relatively low market share. It will be difficult to form a real competitive relationship with major international manufacturers in a short period of time and need to continue to grow.

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