2023年中國(guó)IGBT芯片技術(shù)與產(chǎn)品分析 與國(guó)際先進(jìn)水平差距將進(jìn)一步縮短【組圖】

行業(yè)主要上市公司：宏微科技(688711);斯達(dá)半導(dǎo)(603290);華潤(rùn)微(688396);時(shí)代電氣(688187);士蘭微(600460);比亞迪(002594)等

本文核心數(shù)據(jù)：企業(yè)研發(fā)投入;市場(chǎng)行情

IGBT芯片技術(shù)發(fā)展

從20世紀(jì)80年代至今，IGBT芯片經(jīng)歷了7代升級(jí)，從平面穿通型(PT)到溝槽型電場(chǎng)-截止型(FS-Trench)，芯片面積、工藝線(xiàn)寬、通態(tài)飽和壓降、關(guān)斷時(shí)間、功率損耗等各項(xiàng)指標(biāo)經(jīng)歷了不斷的優(yōu)化，斷態(tài)電壓也從600V提高到6500V以上。IGBT技術(shù)的整體發(fā)展趨勢(shì)是大電流、高電壓、低損耗、高頻率、功能集成化、高可靠性。

不同代際IGBT芯片產(chǎn)品對(duì)比

隨著技術(shù)的升級(jí)，IGBT芯片面積、工藝線(xiàn)寬、通態(tài)功耗、關(guān)斷時(shí)間、開(kāi)關(guān)功耗均不斷減小，斷態(tài)電壓由第一代的600V升至第七代7000V。

不同代際的IGBT芯片產(chǎn)品應(yīng)用情況也有所不同：

中國(guó)IGBT芯片企業(yè)技術(shù)布局

中國(guó)IGBT產(chǎn)品與國(guó)際巨頭英飛凌、三菱電機(jī)等差距在10年以上，步入第5代后，預(yù)計(jì)差距將縮短為10年，第6/7代產(chǎn)品差距將在5年以?xún)?nèi)。從中國(guó)IGBT芯片行業(yè)代表性企業(yè)從技術(shù)格局來(lái)看，斯達(dá)半導(dǎo)應(yīng)用第七代IGBT技術(shù)，電壓覆蓋范圍為100-3300V;華微電子布局第六代IGBT技術(shù)，電壓覆蓋范圍為360-1350V;士蘭微、時(shí)代電氣、宏微科技應(yīng)用第五代IGBT技術(shù);新潔能主要應(yīng)用第四代IGBT技術(shù)。

IGBT芯片行業(yè)科研投入水平

以宏微科技、斯達(dá)半導(dǎo)、士蘭微、時(shí)代電氣為主要代表企業(yè)分析，2018-2021年，我國(guó)IGBT芯片行業(yè)研發(fā)費(fèi)用從0.1元到19億元不等，研發(fā)費(fèi)用占營(yíng)業(yè)收入比重整體不超過(guò)15%。其中，時(shí)代電氣在科研投入規(guī)模和占比均位于行業(yè)前列，2021年，公司研發(fā)投入為17.85億元，占收入比重的11.81%。

IGBT芯片技術(shù)“門(mén)檻”高，不僅涉及設(shè)計(jì)、制造、封裝三個(gè)高精尖技術(shù)領(lǐng)域，而且難度大、周期長(zhǎng)、投入高。高鐵、智能電網(wǎng)、新能源與高壓變頻器等領(lǐng)域所采用的IGBT模塊規(guī)格在6500V以上，技術(shù)壁壘較強(qiáng);IGBT芯片設(shè)計(jì)制造、模塊封裝、失效分析、測(cè)試等IGBT產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)仍掌握在發(fā)達(dá)國(guó)家企業(yè)手中。我國(guó)要想實(shí)現(xiàn)IGBT芯片的技術(shù)突破，企業(yè)需要持續(xù)增加研發(fā)投入，減少與國(guó)際頭部廠(chǎng)商IGBT芯片的代際差異。

中國(guó)IGBT芯片行業(yè)技術(shù)趨勢(shì)

從行業(yè)整體發(fā)展規(guī)律而言，IGBT發(fā)展趨勢(shì)主要是降低損耗和降低成本。

從結(jié)構(gòu)上講，IGBT主要有三個(gè)發(fā)展方向：

1)IGBT縱向結(jié)構(gòu)：非透明集電區(qū)NPT型、帶緩沖層的PT型、透明集電區(qū)NPT型和FS電場(chǎng)截止型;

2)IGBT棚極結(jié)構(gòu)：平面棚機(jī)構(gòu)、Trench溝槽型結(jié)構(gòu);

3)硅片加工工藝：外延生長(zhǎng)技術(shù)、區(qū)熔硅單晶。

以上數(shù)據(jù)來(lái)源于前瞻產(chǎn)業(yè)研究院《中國(guó)IGBT芯片行業(yè)市場(chǎng)前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告》。

同時(shí)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院還提供產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)、產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、園區(qū)規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)招商、產(chǎn)業(yè)圖譜、智慧招商系統(tǒng)、IPO募投可研、IPO業(yè)務(wù)與技術(shù)撰寫(xiě)、IPO工作底稿咨詢(xún)等解決方案。

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