集微網消息，在“碳達峰、碳中和”的大趨勢下，新能源市場、變頻家電、工業(yè)控制等行業(yè)加速發(fā)展將推動被譽為電力電子行業(yè)“CPU”的IGBT市場持續(xù)高速增長。同時“十四五”規(guī)劃明確將IGBT列為未來重點攻關技術之一，市場和政策雙加持迅速推動著國內IGBT行業(yè)的國產化進程。
成立于2014年的功率半導體設計公司深圳尚陽通科技，在超級結MOSFET等功率半導體和電源管理市場上打下了堅實的客戶基礎，并以此為契機亮劍IGBT賽場，迅速推出覆蓋650V-1200V應用的系列IGBT產品。
IGBT新興應用層出不窮，器件優(yōu)化目標迫在眉睫
IGBT是由BJT和MOSFET組成的復合功率半導體器件，既具備MOSFET的開關速度高、輸入阻抗高、控制功率小、驅動電路簡單、開關損耗小的優(yōu)點，又有BJT導通電壓低、通態(tài)電流大、損耗小的優(yōu)點，在高壓、大電流、高速等方面有突出的產品競爭力，已成為電力電子領域開關器件的主流發(fā)展方向，在軌道交通、消費電子、智能電網、航空航天等領域被廣泛使用。
各國節(jié)能減排政策背景下，新能源汽車、新能源發(fā)電、工業(yè)控制、變頻白色家電等節(jié)能產品市場規(guī)模不斷擴大。中國也正大力推動以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，其中新能源發(fā)電、柔性輸配電、儲能、用電等各個環(huán)節(jié)構成未來的能源互聯網，這些新興應用的蓬勃發(fā)展推動IGBT市場的高速增長。
尚陽通指出，IGBT器件除了在新能源汽車中使用量不斷增加，仍然不斷有更多新的應用場景出現。例如今年來比較火爆的便攜式儲能，可以作為家庭及戶外的應急電源或后備電源使用；由MOS或傳統(tǒng)機械器件替換為IGBT的應用場景，例如高頻電源中部分MOS可以替換為IGBT器件，IGBT器件替代傳統(tǒng)機械器件等；SiC方案需要降本，也可以用IGBT器件來替換SiC器件。這些場景通過使用IGBT器件，使得客戶原有方案在特定的應用需求下，得到額外的性價比方案。應用市場的快速壯大也對IGBT器件提出更多新的需求。尚陽通指出，在降低通態(tài)損耗、降低開關損耗、提高穩(wěn)健性，減少短路和雪崩擊穿等方面均是業(yè)內致力于優(yōu)化的目標。首先，IGBT仍然不斷向高壓產品擴展，從當前的1200V到1700V、3300V器件是業(yè)內努力的方向；其次，器件電流密度不斷提高，需要在IGBT器件設計和制造工藝兩方面繼續(xù)改善，通過優(yōu)化晶胞間距尺寸等在更小的單位面積上實現更大的電流；最后就是安全工作區(qū)和長期可靠性要求不斷提高，以適應更惡劣的應用環(huán)境。面對巨大的市場前景，國內IGBT市場長期以來卻由英飛凌、三菱、富士電機、安森美、ABB等國際廠商所壟斷，尤其中高端MOSFET及IGBT主流器件市場上，90%主要依賴進口?？上驳氖墙┠陙?，功率半導體產業(yè)在國家政策的扶持下慢慢地由低端產品開始向高端產品進行國產化替代演變，國內涌現出眾多優(yōu)秀的企業(yè)。尚陽通從成立之初就定位于做差異化的產品，通過超一流的工藝開發(fā)和IC設計能力，尚陽通推出一系列能夠對標一線國際廠商的產品，并積極布局5G、云計算等新興市場，針對這些市場積極研發(fā)SJ MOSFET和SGT MOSFET，獲得了眾多客戶一致認可。在持續(xù)優(yōu)化MOSFET性能的同時，立足于MOSFET領域積累的成功經驗和優(yōu)質客戶群，尚陽通積極挺進IGBT賽道，緊跟市場潮流研發(fā)貼合應用需求的IGBT產品。通過不斷的技術研發(fā)和迭代，目前尚陽通IGBT產品已經演進到第二代，電流密度得以大幅提升，研發(fā)中的第三代IGBT將繼續(xù)提高電流密度、擴展電流和電壓等級范圍，同時提升IGBT產品化能力。隨著技術的演進和優(yōu)化，尚陽通IGBT產品已逐漸進入汽車電子（如充電樁、車載電源）、電機驅動（如變頻器）、電池管理、光伏逆變等應用。尚陽通在IGBT領域的優(yōu)勢顯而易見。首先，相比國內同行，公司的產品布局更廣泛，在大電流、大電壓方向規(guī)劃了系列型號，規(guī)格不斷完善，封裝形式也在不斷補足，產品已經得到客戶大批量的使用，反饋十分不錯。第二，尚陽通從成立起就基于晶圓自主設計功率器件，因此具有IGBT管芯的所有知識產權。第三， IGBT器件代工基于國內先進的功率器件代工廠，工藝和技術代更接近于世界一流廠商的水平。最后，尚陽通定位于相對高端的市場客戶，比如高頻電源、光伏逆變器等市場，競爭相對較少，產品毛利也更高。隨著性能不斷提升，IGBT器件應用領域擴展到更寬的范圍，除了工業(yè)應用，在許多其他功率變換系統(tǒng)中，也開始取代大功率雙極晶體管（GTR）、MOSFET，甚至出現替代門關斷晶閘管（GTO）等產品的趨勢。在這方面，尚陽通IGBT產品可以替代傳統(tǒng)MOS，帶來成本和性能的雙贏。廣闊的市場空間，再加上國產替代趨勢和汽車行業(yè)缺芯潮，更為國產IGBT廠商插上騰飛的翅膀。功率器件承擔著汽車電氣化進程中控制動力系統(tǒng)的任務，其關鍵性能很大程度上決定著新能源汽車的發(fā)展。同時由于車載的特殊環(huán)境，對功率器件的要求也變得更加苛刻。過去汽車廠商對于車載半導體的驗證流程和驗證周期都十分嚴苛，在當前特殊時期，他們會在保證完整的驗證流程的情況下適當縮短驗證周期，加速了國產IGBT等器件的導入過程。“更大的轉變是，當前車廠有著萬分的意愿采用國產半導體器件，甚至主導找上門溝通，這是以前從未有過的。這對我們供應商來說是千載難逢的導入機會?！?/strong>尚陽通強調，“在車用IGBT器件方面，尚陽通對產品更高的工作結溫、更高的功率密度、更高的產品一致性和可靠性等方面都有著嚴格的把控。同時基于客戶和市場的真實需求，隨時可以準備好車規(guī)認證和產品導入?！?/section>未來，尚陽通將堅定地向更先進的工藝、更全面的產品規(guī)格、更廣泛的應用和客戶布局。借此在時代賦予的發(fā)展窗口期，依托市場需求不斷優(yōu)化技術，提供高可靠、高性價比的產品，滿足客戶快速發(fā)展的需求。
