IGBT作為功率半導體器件第三次技術革命的代表性產品，近年來，隨著新能源汽車以及軌道交通等市場的崛起，市場規(guī)模與日俱增。

數(shù)據(jù)顯示，2010年，全球IGBT市場規(guī)模僅為30.36億美元，到了2018年，增長到58.26億美元，年復合增長率達到了9.8%。而在各大市場中，尤以中國市場的增速最快，高達18.2%。

這主要是歸因于中國軌道交通和電動汽車市場的快速增長，這兩大市場不僅對于IGBT市場有著極大的需求，也因為其需求正不斷的推進IGBT市場和技術的快速發(fā)展。

以電動汽車市場為例，中國政府的大力扶持和市場的高接受度正推動IGBT市場的發(fā)展，數(shù)據(jù)顯示，2011年，中國電動汽車年銷量僅為8000輛，而到了2018年，這一數(shù)字已經達到了125.6萬輛。

IGBT市場面臨的問題

這一數(shù)字意味著IGBT市場蘊含著巨大的發(fā)展?jié)摿?，但是IGBT市場依然存在著諸多問題。

其中，IGBT市場的高集中度的問題尤為突出。金智創(chuàng)新行業(yè)研究中心的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2017年英飛凌占全球市場份額的27.1%、三菱市場占有率為16.4%、日本富士電機市場占有率為10.7%，2017年全球前五大生產商占據(jù)了市場總量的67.5%。

從電壓上分類，英飛凌占據(jù)了600-1700V范圍中IGBT的頭把交椅，而恩智浦則是占據(jù)了低壓 IGBT 的市場第一，2500V以上的高壓則主要由三菱提供，中國中車受益于高鐵對大功率IGBT的需求在4500V以上的產品上市場份額位列全球第五。整體來講，中國IGBT產業(yè)非常薄弱。

此外，在國內市場，中高端IGBT產能嚴重不足，長期依賴國際巨頭，導致“一芯難求”。有業(yè)內人士表示，國內能真正做IGBT芯片的廠商總共也沒有幾家，真正做的比較好的，基本都是從封裝做起的，靠封裝在市場上站穩(wěn)了腳跟，逐漸一款一款地研發(fā)芯片。

而對于絕大多數(shù)國內廠商而言，在IGBT技術方面依然與國外廠商有著不小的差距，在技術成熟度和先進性上還存在不足。

要知道，IGBT芯片設計難度高。IGBT雖然是一個開關器件，但涉及到的參數(shù)多達十幾個，很多參數(shù)之間相互矛盾，需要根據(jù)應用折衷考慮。此外，IGBT模塊設計難度也很大，需要考慮材料匹配、散熱、結構、功率密度、外觀、重量等多項指標。

但是這并不意味著國內廠商就無法追趕上國外廠商，并不意味著中國的IGBT市場就無法實現(xiàn)國產替代。

如何解決國產IGBT難題

眾所周知，IDM模式是當前IGBT生產制造的主流趨勢。

士蘭微董事長陳向東曾表示，近十年來，士蘭微電子在高壓電源電路、MEMS傳感器、電力電子器件在內的產品技術領域走特色工藝和產品技術緊密互動的模式，已具備了持續(xù)的工藝技術和器件結構開發(fā)能力，已能做到特色工藝技術和產品技術的持續(xù)進步。

事實也正是如此，自1997年成立以來，士蘭微就堅持自主研發(fā)，從MCU開始到HVIC、IGBT芯片，再到功率模塊的研發(fā)，目前已經成長為國內數(shù)一數(shù)二的IGBT廠商。

比如在專利方面，WIND統(tǒng)計顯示，自2012年以來，士蘭微研發(fā)費用已連續(xù)6年增長，研發(fā)費用占營收比重約9.8-14.9%。其中，公司2018年研發(fā)費用3.14億元，占營業(yè)費用比例為10.37%。年報數(shù)據(jù)顯示，2018年，士蘭微新增專利申請數(shù)為89項，新增專利數(shù)為136項。截至2018年底，公司累計專利數(shù)為957項。

在制造工藝方面，士蘭微已持續(xù)加大IGBT產品方面的投入，一方面在8英寸和12英寸芯片生產線上，不斷提升IGBT產品的工藝和設計水平，提升產品的品質和性能，同時也會在IGBT產品的模塊封測業(yè)務上保持投入和發(fā)展，力爭持續(xù)保持IGBT產品的業(yè)內領先優(yōu)勢。

士蘭微電子杭州錢塘新區(qū)（下沙）制造基地

據(jù)介紹，士蘭微電子的IDM模式整合了從芯片設計、芯片工藝開發(fā)到模塊封裝的三大領域，同時，針對新能源汽車的應用模塊，可以很好的進行質量管控以及技術迭代，快速響應市場需求。

在此基礎之上，目前，士蘭微的IGBT器件已經推進到第五代Field-Stop工藝，采用了業(yè)內領先的Narrow mesa元胞設計，將器件的功率密度較上一代產品提升了30%，最大單芯片電流提升至270A。

此外，士蘭微IGBT Modules憑借其IDM模式，充分發(fā)揮生產、制造、封裝一體化的優(yōu)勢，并結合行業(yè)評價標準，產品一經推出就受到業(yè)內認可，現(xiàn)量產銷售市場包括變頻器、感應加熱、電焊機等。

其中士蘭EV Modules采用的是國際先進封裝工藝和低損耗芯片技術，該系列產品已通過汽車級可靠性試驗，并取得諸多知名汽車廠商的認可。

可以說，正是士蘭微在研發(fā)和制造方面積累的經驗，保證了其在IGBT市場的優(yōu)勢，這樣不僅僅能夠保證產品針對不同市場和應用的需求提供穩(wěn)定質量和優(yōu)異性能的產品，同時能夠控制成本，保證供貨，從而能讓產品在價格、供貨以及技術支持方面有著一定的優(yōu)勢。

差異化發(fā)展，補足市場需求短板

縱觀當前的新能源汽車市場，新能源與智能化的發(fā)展趨勢火熱，我國新能源汽車用IGBT未來市場規(guī)模將有望達到百億級，全球市場就更是巨大。

而由于IGBT產品主要集中在幾家國外廠商手中，這就很難滿足全球市場對于IGBT的需求，以及不同應用所提出的定制化要求。在這種情況之下，很多國內廠商也都開始尋找國內的供應鏈。

全球范圍內IGBT供貨周期的延長就是一個很好的例子，而隨著電動汽車等新興市場的爆發(fā)，未來，這種供不應求的情況將會愈加明顯。

而一個優(yōu)質的國內IGBT廠商將能夠很好的解決市場需求的短板。在士蘭微看來，自身的制造優(yōu)勢能夠極大的滿足市場的需求。

比如，士蘭微面向新能源汽車應用開發(fā)了使用槽柵FS-IV/V工藝IGBT芯片的EV系列模塊，其可靠性完全符合最新的AQG-324標準。其中B1封裝針對物流車；B2和B3封裝針對乘用車；B4封裝針對電動大巴。

Silan 400A 650V(B1)

Silan 820A 750V(B3)

Silan 600A 650V (B4)

Silan 160A 650V (TO-247P)

不僅如此，士蘭微的槽柵FS-V工藝也臻于成熟，它進一步優(yōu)化了IGBT芯片的元胞設計，在提升電流密度的同時大幅降低其密勒電容，采用此款芯片的B3封裝雖然有比B2封裝更高的功率密度，表現(xiàn)卻能更勝一籌，從而滿足乘用車希望模塊更加緊湊的需求。

除此之外，士蘭微由于靠近中國市場，更加貼近客戶，就更能夠全方面了解不同市場的客戶需求，在把標準品做大做強的同時還可以針對性的提供差異化的產品，為終端制造商提供一站式服務，建立了長期的客戶資源優(yōu)勢。

據(jù)士蘭微半年度報顯示，2019 年上半年，士蘭微8英寸芯片生產線總計產出芯片 17.6 萬片，比去年同期增加 74.25%，并且已有大功率 IGBT、高壓集成電路、高壓超結 MOS 管、高密度低壓溝槽柵 MOS 管、TRENCH 肖特基管等多個產品導入量產。2019 年下半年，士蘭微將進一步加大對8英寸芯片生產線的投入，提高芯片產出能力。

按照此前工信部、國家發(fā)改委、科技部聯(lián)合發(fā)布的《汽車產業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》，2020年年和2025年，中國新能源汽車的年產量將分別達到200萬輛和700萬輛。由此預測，2018-2020年和2020-2025年間，中國新能源汽車的增速將分別達到40%和28.47%。

在這樣的大背景下，主要依賴進口的中國，IGBT的缺貨情況或將較全球市場更甚。而這對于國內的IGBT廠商而言將會是巨大的機遇！