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吃鸡外挂超级突破卡盟 突发!安森美宣布IGBT不再接单

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吃鸡外挂超级突破卡盟

5月10日消息,据财联社报道,车用IDM业者安森美(Onsemi)深圳厂内部人士透露,其车用绝缘栅双极晶体管(IGBT)订单已满且不再接单,但不排除订单中存在一定比例的超额下单。

据了解,随着新能源汽车产业的迅猛发展,IGBT的需求量也随之激增,再加上全球性芯片短缺问题的持续加剧,上游产业链扩产速度明显跟不上市场需求,在今年2月,行业即发出预警,认为IGBT或将成为今年下半年汽车生产的瓶颈。

事实上,车规级IGBT的市场缺货情况远比此前预估要严峻。时隔3个月,供应链消息认为,目前IGBT缺货已高达50周以上,供需缺口已经拉长到50%以上;目前,IGBT订单与交货能力比最大已拉至2:1。

安森美深圳公司的G先生也表示,“我们对大客户都是采取直供模式,且2年一签,我们现在的产能刚好能满足已签订单的需求。目前我们今年、明年的订单都已经全部订出去了,我们现在已经不接单了。没有足够的产能,接单也无法交付,还要面临违约的风险。不仅是我们,其他主要供应商也面临这样的情况。”

此外,除了安森美外,还有多家功率半导体厂商也陷入了IGBT订单交货紧张的情况。

据媒体报道,富昌电子等分销商官网显示,至4月底,IGBT相关产品信息共有2192条,但有库存的仅121条,其中有42条物料货期在45周及以上,部分分销商的部分料号货期甚至拉长到了60周。

部分车企也因为英飞凌产能紧张于2021年开始寻求本土供应商供货。比亚迪也在去年底与士兰微签订IGBT供货订单,业内人士表示,比亚迪通过自产自销以及外购,今年基本不会存在IGBT供应不足的情况;但其他新能源汽车车企则面临较大压力。

“缺芯”问题亟待解决

目前来看,2021年,全球继续经历着Covid-19和集成电路短缺的洗礼,汽车半导体的产品短缺和减产尤甚。展望2022,半导体需求将保持强劲,芯片短缺将持续到2022年底。许多供应商都在宣布增加产能,但在供需平衡需要时间。

不少芯片厂商认为,持续的芯片短缺也导致下游整车厂商交期延迟或者是部分停产/产品涨价的情况发生。有企业认为,芯片市场缺货是多种因素综合作用的结果,比如以5G、AIOT、汽车等为代表的应用快速发展对芯片需求大幅增加、而半导体业界近年来晶圆产能投资相对不足,以及国内外疫情影响和地缘政治所造成的全球供应链失衡和重组。

此外,在供应端方面,各IDM的产能都在持续扩张中, Foundry代工产能仍将侧重于逻辑芯片的生产。如今疫情仍还持续在对电子行业的生产和需求两方面产生影响,地缘冲突和能源危机也给全球经济大环境当下和未来带来很大不确定因素,需要业界持续观察评估。

新能源汽车核心——IGBT详解

因为新能源汽车产业发展迅速,而新能源汽车所需要到的半导体器件又比传统汽车多4到6倍,因此,在全球芯片极为短缺的情况下,要以车规级IGBT芯片的短缺情况最为严重。

IGBT晶体管,英文全称是「Insulated Gate Bipolar Transistor」,中文名叫「绝缘栅双极晶体管」。

IGBT晶体管是半导体器件的一种,主要被用于电动汽车、铁路机车及动车组的交流电电动机的输出控制等领域。

IGBT晶体管是由BJT(双极型晶体或双极性晶体管,俗称三极管)和MOSFET(绝缘栅型场效应管,也叫IGFET,Insulated Gate Field Effect Transister)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,它兼有MOSFET的驱动电流小,以及BJT导通电阻低两方面的优点(传统的BJT导通电阻小,但是驱动电流大,而MOSFET的导通电阻大,却驱动电流小)。

正是由于IGBT晶体管结合了MOSFET的高电流单栅控制特性及BJT的低饱和电压的能力,在单一的IGBT器件里,会通过过把一个隔离的FET(场效应晶体管)结合,作为其控制输入,并以BJT作开关。

IGBT是强电流、高压应用和快速终端设备用垂直功率MOSFET的自然进化。

实现一个较高的击穿电压BVDSS需要一个源漏沟道,而这个沟道却具有很高的电阻率,因而造成功率MOSFET具有RDS(on)数值高的特征,IGBT消除了现有功率MOSFET的这些主要缺点。虽然最新一代功率MOSFET 器件大幅度改进了RDS(on)特性,但是在高耐压的器件上,功率导通损耗仍然要比IGBT 技术高出很多。较低的压降,转换成一个低VCE(sat)的能力,以及IGBT的结构,同一个标准双极器件相比,可支持更高电流密度,并简化IGBT驱动器的原理图。

从结构上讲,IGBT主要有三个发展方向:

1、IGBT纵向结构:非透明集电区NPT型、带缓冲层的PT型、透明集电区NPT型和FS电场截止型;

2、IGBT栅极结构:平面栅机构、Trench沟槽型结构;

3、硅片加工工艺:外延生长技术、区熔硅单晶;

按照封装工艺来看,IGBT模块主要可分为焊接式与压接式两类。高压IGBT模块一般以标准焊接式封装为主,中低压IGBT模块则出现了很多新技术,如烧结取代焊接,压力接触取代引线键合的压接式封装工艺。

随着IGBT芯片技术的不断发展,芯片的最高工作结温与功率密度不断提高, IGBT模块技术也要与之相适应。未来IGBT模块技术将围绕“芯片背面焊接固定”与“正面电极互连”两方面改进。

IGBT的主要应用领域

作为新型功率半导体器件的主流器件,IGBT已广泛应用于工业、 4C(通信、计算机、消费电子、汽车电子)、航空航天、国防军工等传统产业领域,以及轨道交通、新能源、智能电网、新能源汽车等战略性新兴产业领域。

1、新能源汽车

IGBT模块在电动汽车中发挥着至关重要的作用,是电动汽车及充电桩等设备的核心技术部件。IGBT模块占电动汽车成本将近10%,占充电桩成本约20%。IGBT主要应用于电动汽车领域中以下几个方面:

A)电动控制系统 大功率直流/交流(DC/AC)逆变后驱动汽车电机;

B)车载空调控制系统 小功率直流/交流(DC/AC)逆变,使用电流较小的IGBT和FRD;

C)充电桩 智能充电桩中IGBT模块被作为开关元件使用;

2、智能电网

IGBT广泛应用于智能电网的发电端、输电端、变电端及用电端:

从发电端来看,风力发电、光伏发电中的整流器和逆变器都需要使用IGBT模块。

从输电端来看,特高压直流输电中FACTS柔性输电技术需要大量使用IGBT等功率器件。

从变电端来看,IGBT是电力电子变压器(PET)的关键器件。

从用电端来看,家用白电、 微波炉、 LED照明驱动等都对IGBT有大量的需求。

3、轨道交通

IGBT器件已成为轨道交通车辆牵引变流器和各种辅助变流器的主流电力电子器件。交流传动技术是现代轨道交通的核心技术之一,在交流传动系统中牵引变流器是关键部件,而IGBT又是牵引变流器最核心的器件之一。

目前来看,IGBT用量的激增,主要受益于新能源汽车产业的发展,据中国产业信息网统计,2021年应用于新能源汽车的车规级IGBT市场规模已达IGBT整体市场规模的 31%。。

据了解,在新能源汽车所需要用到的功率半导体器件中,IGBT占比约8成,占整车成本的7%~10%,同时占充电桩成本的20%。一台新能源汽车中,如果前后双电机、车载充电机和电动空调都搭载IGBT芯片,那么一台车将需要用到48个IGBT芯片。

根据中汽协最新的数据显示,截止2020年年底,国内新能源汽车累计产量达136.6万辆,同比增长7.5%,而IGBT作为新能源汽车核心零部件,需求量也因此受益。2020年,国内新能源汽车和充电桩市场带动近两百亿IGBT模块的需求。

国产替代崛起,勇夺IGBT市场

目前来看,中国已经成为全球最大的IGBT市场,近年来IGBT产量及需求量持续增长。2021年我国IGBT行业产量将达到0.26亿只,需求量约为1.32亿只。预计2022年我国IGBT行业产量将达到0.41亿只,需求量约为1.56亿只。

不过,与庞大的市场相比,国产IGBT企业的市占率明显落后于大型外资跨国企业。目前,国内的中高端MOSFET及IGBT主流器件市场上,90%主要依赖进口,基本被国外欧美、日本企业垄断。

在国内的车规级IGBT市场里,英飞凌具有绝对的垄断地位,市占比高达58.2%,相比2016年33%的市场占比,其市场地位又得到了进一步的提升。

为了实现国产替代以及抢占IGBT市场,中央网络安全和信息化委员会印发《“十四五”国家信息化规划》。

《“十四五”国家信息化规划》明确指出,要加快集成电路关键技术攻关。推动计算芯片、存储芯片等创新,加快集成电路设计工具、重点装备和高纯靶材等关键材料研发,推动绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、微机电系统(MEMS)等特色工艺突破。

此外,在国家明确发展风向的同时,国内多家功率半导体企业也开始发力,准备夺回国内IGBT领域的市场份额。

中车时代电气

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株洲中车时代电气股份有限公司是中国中车旗下股份制企业,其前身及母公司——中车株洲电力机车研究所有限公司创立于1959年,其现已形成了集IGBT产品设计、芯片制造等成套技术研究、开发、集成于一体的大功率IGBT产业化基地。

斯达半导体

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斯达半导是国内最大的第三方IGBT制造厂,也是切吃鸡辅助外挂卡盟入主流整车厂最多的功率半导体公司。在2021年9月2绝地求生卡盟辅助平台4日,斯达半导宣布定增获得发审委通过,将募资35亿元用于IGBT芯片、SiC芯片的研发及生产。预计将会达成6英寸IGBT产能30万片/年, 6英寸SiC芯片产能6万片/年。

士兰微

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士兰微是目前国内为数不多的IDM模式半导体产品公司。在IGBT领域,士兰微建在杭州钱塘新区的集成电路芯片生产线目前实际月产出达到22万片,在小于和等于6英寸的芯片制造产能中排在全球第二位,其8英寸生产线产能6万片/月;12英寸产能正在扩产,预计2021年底可达 3.5-4万片/月的产能,且还有一条12寸线即将实现量产。

比亚迪

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2003年,比亚迪成立深圳比亚迪微电子有限公司(即其“第六事业部”),致力于集成电路及功率器件的开发并提供产品应用的整套解决方案,其IGBT的研发制造主要由比亚迪微电子负责。2005年,比亚迪正式组建IGBT研发团队,并于2007年建立IGBT模块生产线,完成首款电动汽车IGBT模块样品组装。

通过多年的技术积累,比亚迪在IGBT领域已经追赶上国际水平,目前已经成长为中国IGBT市场份额第二大企业,占有19%的市场份额。

华虹宏力

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上海华虹宏力半导体制造有限公司由原上海华虹NEC电子有限公司和上海宏力半导体制造有限公司新设合并而成,是全球首家提供场截止型绝缘栅双极型晶体管(FS IGBT)量产技术的8英寸集成电路芯片制造厂。

如今,IGBT下游需求量逐年上升,国际IGBT巨头产能虽然在快速爬坡中,安森美宣布其车用IGBT订单已满且不再接单,意味着其产能仍无法满足市场对IGBT的增量需求,这对于国内IGBT玩家来说无疑是一个抢夺市场份额的重大机遇。

未来国内企业能否在IGBT赛道实现弯道超车,让我们一起拭目以待。

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