IGBT自主**促進戰略性新興產業智能化發展
IGBT的特性使其非常適用于軌道交通、智能電網、電動汽車與新能源等戰略性新興產業的應用。軌道交通對IGBT的需求主要是高壓系列,應用在高鐵、干線機車等。智能電網每年大概需要35萬只高壓IGBT模塊。這些高壓應用領域市場容量是比較有限的,而中低壓方面將支撐起未來IGBT的大發展。電動汽車正出現爆發式增長,根據Yole預測,到2020年全球電動汽車會超過400萬輛,這將給IGBT產業帶來巨大變革,受益的不僅僅是IGBT的生產廠商,也包括上游的半導體設備商等。另外,在風電、太陽能等新能源方面也有較大需求,預計每年在風電領域大概需要32萬只IGBT模塊。
由于國外IGBT產品比較成熟,且已先入為主,整個市場主要被國外大公司所壟斷。目前國內IGBT的發展已經得到重視,而且某些領域發展的比較快,但畢竟我們起步比較晚,基礎較落后,人才較為緊缺,還需要非常多的積累。
基于對自身應用市場的把握,南車首先從技術方面進行突破,采用并購、消化、吸收、再**的類高鐵模式,經過大概六年的發展,在芯片結構、模塊結構和工藝技術方面,都取得了長足的進步,目前已經**掌握了國際主流的第五代IGBT核心技術。作為對軌道交通等IGBT應用技術的深刻理解,我們除了關注IGBT的參數之外,還非常重視其魯棒性和可柔性,目前開發出的具備強健性能的3300V、1700V IGBT產品已開始應用在軌道交通領域。產業化方面,根據南車自身的應用和前端優勢,再結合多年工業半導體發展經驗,采用垂直整合的產業模式,目前,已經形成了一條從芯片、設計制造到模塊的完整產業鏈。
應用領域的擴展,對IGBT提出更為嚴苛的要求。以電動汽車為例,對IGBT需求有幾方面:一個是高的功率密度,精細結構和功能集成可以增加功率密度,這需融合先進的微電子工藝技術;其次是它的高工作溫度,更高結溫和智能化的芯片,可實現更健康的芯片管理;復雜的應用工況,對IGBT的可靠性提出更高要求,銅功率互聯、壓接式封裝等新型封裝技術可大幅提高IGBT模塊的可靠性。另外,隨著IGBT性能不斷逼近硅材料的極限,碳化硅、氮化鎵等新材料將成為未來功率半導體的發展方向。
IGBT對于戰略性新興產業的重要促進作用,使其競爭已上升到國家戰略層面,如去年奧巴馬揭牌美國電力電子**中心。企業間的競爭也越來越激烈,國際幾個大公司不斷并購重組,如英飛凌收購整流器。南車針對此挑戰,開展8英寸IGBT生產線,規劃12英寸IGBT芯片生產線,展望功率半導體產業集群。技術**方面,正在申報籌建新型功率半導體器件國家重點實驗室。對于未來下一代的產品,已經進行前期開發并推出樣品,正籌建一條6英寸線,在未來各方面條件成熟后,將建一條8英寸產線。
IGBT作為一種具備強大能量處理能力的大功率半導體器件,在促進戰略性新興產業智能化發展方面具有不可替代的作用。