HI!欢迎登录财华智库网

专注港股20年,做最有深度的原创财经资讯

其它登录方式

HI!欢迎注册财华智库网

专注港股20年,做最有深度的原创财经资讯

其它登录方式

加速中高端市场国产替代 赛晶科技以技术创新为国产IGBT打开新局面

日期: 2023-01-18 13:45

IGBT一直被视为电力领域的“CPU”,是光伏、风力发电逆变器的核心元器件。

在全球“碳中和、碳达峰”的大趋势下,能源的产生、消耗结构发生巨变,光伏发电、风电、新能源汽车、储能以及充电桩等新能源需求,都在推动IGBT市场蓬勃发展。

中国新能源产业在全球可谓举足轻重的存在,中国光伏行业占全球八成产能,风电和光伏发电累计装机,在全球占比均超过三分之一。中国新能源汽车销量超过全球的六成。

在这些优势产业的加持下,中国已经是全球最大的IGBT需求市场,约占全球四成,市场销售规模复合年均增长率,远超全球平均水平。

分析人士指出,原材料上涨,叠加疫情,近年来海外厂商扩产普遍谨慎,导致IGBT供给紧缺,价格不断上涨,同时,受益于国内新能源上下游需求爆发,为IGBT国产化提供了非常好的契机。从赛晶科技(0580.HK)最新发布的1700V芯片及ST模块,可以看到中国在IGBT中高端市场的国产替代也正在加速,在光伏和风力发电、电动车领域打开了新局面。

以技术创新为国产IGBT打开新局面

中国IGBT虽然市场非常广阔,但是却长期为国际厂商所垄断,国产化率还非常低,2019年仅12%,并且基本集中在中低端市场,在光伏风电与储能领域,2020年的IGBT国产化率更是接近于零。

业内人士表示,IGBT制造非常依赖技术经验的积累,以及行业人才的培养,国产替代的突破并不容易。但是在各种因素推动下,不少中国厂商已经在IGBT领域取得了关键性的突破,其中赛晶科技新产品在中高端市场的突破,更是成为了啃硬骨头的担当。

据悉,赛晶科技的i20 IGBT芯片,采用多项国际前沿优化设计,具有低阻抗短沟道、先进的3D结构、N-增强层,使用TAIKO技术超薄基底、激光退火处理的场截止层等优势,多项国际前沿优化设计带来超低综合损耗。

开关损耗是大多数IGBT模块应用损耗的主要因素,i20 IGBT芯片的关键设计要素在于:精细沟槽结构中,采用了一个非常狭的窄台面设计,以及一个优化的N-增强层。这两个设计要素的目标是:尽可能增加IGBT发射极侧的电子/空穴等离子体。他们与极短沟道设计结合,以确保低的沟道电阻。这些特性共同确保了低损耗。

image.png

IGBT芯片工艺难度较高,难点主要在于薄片工艺,需要借助激光退火技术来精确控制硅片面的能量密度。i20 IGBT芯片具有先进的3D结构和优化的P+设计,激光退火的缓冲层和阳极,以及超薄的N-基底。赛晶最新推出的1700V i20系列IGBT芯片,经过上述要素的精心设计,开通和关断损耗均低于国际领先厂家竞品第4代技术。

image.png

IGBT模块的封装技术难度高,赛晶科技最新推出的是成熟的标准62mm模块,称之为ST模块,其综合性能极度接近采用第7代IGBT技术的国际竞品。

据介绍,ST Type模块底板的尺寸仅为ED Type的85%,基板的尺寸仅为后者的90%。为此,赛晶科技将信号路径提升到第三维,采用全新设计的内部结构,提供更好的同等热阻、最高结温、最低内部杂散电感以及低内部阻抗,也保留了与主要竞品相同的爬电距离和电气间隙。另外,在800A的条件下,由于内部电阻最低,ST型模块将电阻损耗引起的压降减少一半。

image.png

赛晶的1200V i20系列IGBT芯片已于2021年12月首次批量交付新能源乘用车客户。此外,赛晶亚太半导体科技自主研发的IGBT模组ED Type,已经于2022年交付给多家国内光伏和储能行业知名企业。

根据海关公布的进口数据,中国有95%的高端IGBT芯片需要依赖进口,但是这两年中高端IGBT领域的国产产品已经崭露头角,可以看到,赛晶科技等厂商正在加速IGBT的国产替代。

在中高端市场实现国产替代零的突破

IGBT核心技术为IGBT芯片的设计和制造以及IGBT模块的设计、制造和测试,从设计端,芯片参数优化对工程师的知识储备和经验积累的要求都非常高。赛晶科技异军突起,与其人才团队以及过去多年技术研发的积累是分不开的。

赛晶科技的董事长和创始人项颉,不仅在ABB半导体的瑞士总部工作了3年,还在此后与ABB半导体深入合作了20年,从而积累了丰富的技术经验与行业人脉。ABB是全球电力和自动化技术领域的领导者,与英飞凌、三菱等公司同为功率半导体行业的国际领军企业。

除了董事长之外,赛晶科技的IGBT专家团队,几乎都来自ABB半导体公司,并且是设计、工艺、测试、应用等各个部门的核心专家,具备国际顶级技术实力和经验,赛晶科技在欧洲拥有三家子公司,主要负责技术研发,从芯片到模块开发,做到了完全自研,拥有众多专利,形成了自有的一套体系。

在电动车取代油车的大趋势下,碳化硅凭借高性能和低能耗成为众多高端车辆电控的理想器件。对此,赛晶科技也有长远布局,第一步是推出碳化硅模块产品,第二步便是自主研发碳化硅芯片。

分析人士指出,在被视为实现“双碳”目标两大战略环节,从发电清洁替代到用电清洁替代,赛晶科技都成功布局了领先的技术和核心器件产品。

中国广袤的市场腹地,为这些领域关键技术的国产替代,提供了巨大的驱动力,同时,丰富的工程师供给,海外人才的回流,都已经为国产替代提供了非常好的土壤,IGBT行业国产化率正在快速提升。

更重要的是,赛晶科技还在IGBT国产化率非常低的光伏、储能这些高端的领域,实现了国产替代零的突破,新发布的1700V产品还会在可靠性一致性要求最高的风电领域实现突破,可以说是中国在核心技术自主研发道路上的重要一步,也成为了中国在关键技术国产替代突破的一个时代缩影。

来源:中国财富通

1998-2024深圳市财华智库信息技术有限公司 版权所有
经营许可证编号:粤B2-20190408
粤ICP备12006556号