资料来源:高维咨询 , 2022年
在人类认识到气候问题危及生存后 , 使用绿色能源替代传统能源成为亟待实现的问题 。 在产能端 , 光伏发电和风能发电成为现阶段替代传统石化能源发电的可行方案;在用能端 , 使用电动车替代燃油车、使用变频电器代替全频电器 , 都能有效减少碳排放 。
表 4:能源替代
资料来源:高维咨询 , 2022年
而以上涉及几个行业都与电相关 , 电流分为直流和交流 , 在以上的三个行业中 , 都需要把电流在直流和交流间进行转化(并顺带对交流电频率做调整) , 这个过程中 , 一个不可或缺的元器件便是IGBT 。
另一方面 , GE出卖半导体业务的之后的这段时间里 , IGBT技术经历巨变 。
IGBT经历了从原始的第一代到2018年出现的第七代的“历练” 。 技术上从平面穿通型进化到第七代的精细沟槽栅场截止型;体型上从第一代的面积100线宽5进化成第七代的面积20线宽0.3;速度上从第一代的关断时间0.5进化到第七代的关断时间0.12;功耗上从第一代的100进化成第七代的25;耐压上从第一代的600进化到第七代的7000 。
表 5:IGBT发展历程
资料来源:英飞凌及高维咨询 , 2022年
表 6:IGBT发展历程
资料来源:英飞凌及高维咨询 , 2022年
表 7:IGBT发展历程
资料来源:英飞凌及高维咨询 , 2022年
图 2:IGBT芯片面积发展趋势
资料来源:高维咨询 , 2022年
图 3:IGBT芯片工艺线宽发展趋势
资料来源:高维咨询 , 2022年
图 4:IGBT芯片通态饱和电压发展趋势
资料来源:高维咨询 , 2022年
图 5:IGBT芯片关断时间发展趋势
资料来源:高维咨询 , 2022年
图 6:IGBT芯片功率损耗发展趋势
资料来源:高维咨询 , 2022年
图 7:IGBT芯片断态电压发展趋势
资料来源:高维咨询 , 2022年
社会需要 , 本身实力够强悍 , 至此 , IGBT成为功率半导体领域当之无愧的弄潮儿 。
图 8:IGBT产品及结构图
资料来源:公开资料 , 2022年群雄逐鹿
新能源发电需要用到IGBT模块、电动汽车需要用到IGBT模块、工业控制需要用到IGBT模块 , IGBT的市场拥有广阔的想象空间 , 据有关机构估计 , 到2025年 , 全球IGBT市场规模将达到435亿元 。
图 9:2025年中国IGBT市场规模(亿元)
资料来源:高维咨询 , 2022年
图 10:2025年中国IGBT分应用市场份额
资料来源:高维咨询 , 2022年
巨大的市场引起多路豪杰追逐 , 这其中包括英飞凌、赛米控等德国企业(市占率约45%) , 三菱、富士等日本企业(市占率约30%) , 安森美、IXYS等美国企业(市占率约10%) 。
图 11:2019年全球IGBT全球格局
资料来源:高维咨询 , 2022年
2019年 , 英飞凌(德国)以28.68%的市占率成为IGBT领域的一超 , 三菱(日本)、富士(日本)、安森美(美国)、赛米控(德国)分别以15.12%、9.68%、7.06%、5.52%的市占率占为IGBT领域的多强 , 整个IGBT领域是为德日美的天下 。
图 12:2019年全球IGBT厂商格局
资料来源:高维咨询 , 2022年?
同其他半导体领域相同 , 中国在IGBT领域的的市场份额长期以来也并无起色——直到他们的出现 。
异军突起
中国在半导体领域长期缺少竞争力 , IGBT方面 , 许多需要用到IGBT的场景如曾经的高铁IGBT模块、工业控制中的IGBT模块等都需要以高昂的价格从国外进口 , 甚至有时即使高价也无法购买到性能符合要求的产品 。 面对中国常年缺芯的局面 , 中国有三方力量发起突围 。
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