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砹石科技IGBT功率模块不干胶标签为国产芯片助力!

作者: 编辑: 来源: 发布日期: 2022.01.14
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绝缘栅双极晶体管(Insulated-gate Bipolar Transistor),英文简写为IGBT。它是一种典型的全控器件。它综合了GTR和MOSFET的优点,因而具有良好的特性。现已成为中、大功率电力电子设备的主导器件。IGBT是三端器件,具有栅极G、集电极C和发射极E。它可以看成是一个晶体管的基极通过电阻与MOSFET相连接所构成的一种器件。砹石科技大功率模块标签即IGBT模块标签耐高温、 耐低温、 阻燃、  抗静电、耐摩擦等特性,长久使用不脱落不褪色与IGBT同寿命。

IGBT1

近几个月来,新能源汽车继续迎来高光表现,近两年来缺芯寒潮逐渐回暖。虽然在产业链上,国内汽车电子市场的年规模已经接近万亿,但是盘子大了经难念。无论是从上游原材料供应端到产品供应端、成品包装端还是需求端,汽车级芯片行业的特殊性都决定了,即使是一个环节的小变化,也可能给整个产业链带来风暴。我们看不清未来会发生什么,但缺芯的概率会长期存在。
缺芯远比油价上涨更可怕。首当其冲的是造车新势力。2021年4月7日,蔚来第10万辆量产车在蔚来汽车合肥生产基地下线仪式举行。就在举行该仪式的上一周,蔚来刚宣布因芯片短缺停产了五个工作日,成为了第一家因芯片短缺停产的新造车企业。一件大喜事,因为缺芯褪色了很多。
数据显示,2021年国内新能源汽车功率半导体设备供应价格约3000元/台,预计新能源汽车出货量将超过300万台。单一新能源汽车市场,仅一套功率半导体设备就创造了300亿元的市场价值。这300亿中的超70%科锐(美国)、罗姆(日本)、英飞凌(德国)被三四家头部分割。剩余不足30%市场份额主要由比亚迪、中车、斯达等自主芯片经销商控制。从供给的角度来看,马来西亚的疫情重创了汽车规级芯片的产能,这是缺芯的核心原因。当然,供给有供给的特殊性,需求也有需求的特殊性。与传统燃油汽车不同,新能源汽车用电池、电机和电气控制取代了传统燃油汽车的动力总成。相比之下,对新能源自行车芯片的需求从500-600辆激增到2000辆左右。其中,功率半导体含量最高(55%)。主要包括功率半导体IGBT(绝缘栅双极晶体管)MOSFET(金氧半场效晶体管)MCU(单片微型计算机)、传感器等元件。
IGBT其核心功能是将电池产生的直流转换为驱动电机的交流,数百伏电压降低到车载电子设备所需的12V,要实现这一功能,需要大量的逆变器、变压器和变流器。对新能源汽车IGBT对等功率设备的需求远高于传统汽车。IGBT等功率车的成本约为8-10%,充电桩成本为20%。因此,新势力,尤其是中高端产品的持有者,正在选择IGBT在这个问题上要谨慎。虽然,车规级IGBT技术门槛远低于手机芯片,但也是一个技门槛的领域。一方面,IGBT这是一个巨大的技术壁垒,对工艺要求很高。另一方面,IGBT另一个巨大的市场壁垒是使用环境恶劣,稳定性要求更高。
车辆规级半导体在运行环境、设备稳定性、可靠性和故障率等方面有严格的要求。此外,车辆半导体产品的生命周期通常超过15年。最终的结果是,我想试着进去IGBT有很多玩家,但只有少数真正成熟的制造商。这是一个寡头市场。英飞凌是世界上最大的IGBT全球供应商占近20%%,目前发展到第七代;比亚迪是中国最大的IGBT供应商约占国内市场的16%%,基本上是自用,目前从第五代到第六代和第七代。国内市场IGBT大致就分为三类,第一类是特斯拉,主要为英飞凌;第二类是比亚迪,自给自足;第三类就是其它,斯达或者英飞凌。
汽车制造的新力量基本上是第三类,不能抓住特斯拉,不能得到比亚迪,在斯达和英飞凌被迫来回选择。可以说必须选择,也可以说没有选择。显然,即使没有芯荒,大多数汽车制造商也会受到汽车级芯片供应商的限制。
2021年的广州车展上,有一个明显的技术信号,800V超高压充电将成为下一个技术风口。

与电池能量密度相比,800V对电动汽车的改造更具现实意义。因为800V高压车型7分钟可轻松充电30%—80%,真的让充电和加油一样方便。目前主流的IGBT都是硅基(SI),也就是说,集成电路元件是以硅为基础制造的。奈何Si-IGBT不能很好的支持800V超高压充电技术。试验表明,如果直流母线电压升至800V在上述情况下,需要将相应功率器件的耐压性提高到1200V左右。后果是,Si-IGBT设备的导通损耗和开关损耗显著增加。也就是说,在IGBT在该领域,外国主导硅基技术路线不是最佳选择。显然,机会来了——碳化硅(SIC)主导的第三代半导体成为破局的关键。SIC与SI在耐高压、耐高温、高频等方面具有碾压优势,是材料端的革命性突破。以蔚来ET7和ES例如,电池容量为75KWH的情况下,ET7的续航里程为5000KM,而ES6为455KM,这与ET7采用了SIC电源设备并非无关紧要。

电动汽车1 (2)

第三代半导体在国内外没有明显的差距。外部只是先发优势,而不是代际领先。我们完全有能力赶上,而不是跟随国际巨头的屁股。尽管在当前的技术条件下,SIC与同类相比,功率器件SI产品成本高出4-5倍,但随着市场规模的扩大,成本曲线将继续下降。
如果IGBT我们也赶上了,所以不仅缺芯,还有连车规级芯片产业链的疾病,应该好一半以上。
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