章鷹 發表於 2019-09-03 11:14:57
本站原創，作者：章鷹，電子發燒友執行副主編。
近年來，無論國內市場還是國際市場，功率器件的廠商競爭激烈，全球市場對綠色能源需求，特別是他們對智能家電、汽車（尤其是新能汽車）的市場看好有直接的關係。功率半導體是電子裝置電能轉換與電路控制的核心，未來在新能源（電動汽車、風電、光伏）、工業、電源、變頻及IOT設備的需求帶動下，呈現穩健增長態勢，Yole預測，2017-2021年功率器件市場規模CAGR為5.39%，其中MOSFET（5.23%），IGBT（9.02%），功率模塊（6.20%）。
過去，這一市場主要是被英飛凌、NXP和羅姆等為代表的歐美廠商和日本廠商佔領。以IGBT為例，全球前五大廠商佔據了70%的市場份額，中國廠商由於進場晚，產業基礎較為薄弱，面領的競爭壓力大。同時，中國又是全球最大的IGBT市場，隨著新能源汽車產量的不斷提升，市場增長和國產替代的空間比較大。
圖：士蘭微晶片展示。
行業資深從業者表示，在中國本土功率器件市場，士蘭微是國內當之無愧的龍頭之一。最近幾年，中國本土企業士蘭微在IPM和IGBT領域有所突破。士蘭微日前發布了2019年上半年業績報告，小編籍此為大家解讀該公司在功率半導體的IPM和IGBT領域最新產品和市場進展。
8月28日，士蘭微發布2019年上半年公司業績報告顯示，公司營業總收入為14.40億元，其中集成電路產品的營業收入為4.91億元，較去年同期增長1.7%；公司分立器件產品的營業收入為6.79億元，較去年同期增長3.36%。
圖：士蘭微2019年上半年各業務收入佔比，圖片來自新浪財經。
財報中顯示兩大亮點：一、公司IPM功率模塊產品在國內白色家電和工業變頻器市場發力，其中在國內多家主流的白電整機廠商在變頻空調等白電整機上使用了超過300萬顆士蘭IPM模塊，預期未來三年將會繼續快速成長。二、全部晶片自主研發的電動汽車主電機驅動模塊完成研發，參數性能指標先進，已交付客戶測試。
士蘭微成立於1997年，自成立之初公司就堅持發展MCU產品，到了2009年，在HVIC、IGBT晶片到位後，士蘭微開始了功率模塊的研發徵程。2011年到2013年，士蘭微承擔國家高速低功耗600V以上的多晶片高壓模塊項目，開發了多款高壓功率模塊以及多款HVIC和IGBT、FRD產品。到了2013年，士蘭微參與電子信息產業發展基金項目，與國內變頻空調廠家一起，開發了用於變頻空調驅動的國產智能功率模塊（IPM）。到了2017年，其全自主高性能變頻控制MCU—SC32F58128晶片成功量產，一舉追平了國內與國際競爭對手的差距，在晶片設計以及系統設計方案商取得了全新的研發成果，申請多項發明專利。
圖：士蘭微IPM系列產品。
在2019年6月舉辦的上海國際電力元件、可再生能源管理展覽會上，士蘭微攜IPM領域的明星產品SDM10C60FB2亮相，這是一款高度集成、高可靠性的三相無刷直流電機驅動電路，主要應用於洗衣機變頻驅動，內置了三相半橋高壓柵極驅動電路和6個低損耗IGBT功率器件，內部集成了欠壓、短路等各種保護功能以及溫度輸出，提供了優異的保護和寬泛的安全工作範圍，不管從功能還是性能方面考察，都是優勢明顯的變頻洗衣機驅動模塊。目前該產品已被多家洗衣機TOP客戶測試認可和量產。同系列的SDM06C60FB2也已經在變頻空調風機上大批量使用。
圖：SDM10C60FB2實物圖
據士蘭微內部人士透露，士蘭微電子智能功率模塊（IPM）已經有近10年持續創新及市場驗證積累，在國內白色家電（主要在空調、洗衣機、冰箱）和工業變頻器市場取得突破，累計出貨達到近千萬顆。
IGBT具有高頻率、高電壓、大電流、易於開關的優良性能，被業界譽為功率變流裝置的CPU，小到電磁爐，大到新能源汽車、軌道交通、智能電網等戰略產業，IGBT都扮演重要角色。在新能源汽車製造中，IGBT約佔整車成本的7%-10%，對整車的能源效率有重要影響。IGBT也是新能源汽車充電樁的核心部件之一，約佔到充電樁成本的20%，根據測算，2018年，中國新能源汽車及充電樁領域IGBT的市場規模越為60億元，其中新能源汽車市場約佔65%。
IDM模式是IGBT生產製造的主流趨勢，士蘭微電子有限公司董事長陳向東表示，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，已具備了持續的工藝技術和器件結構開發能力，已能做到特色工藝技術和產品技術的持續進步。他認為，從當前市場和晶片技術發展的態勢來看，中國大陸有機會成長出幾家規模較大的IDM模式的集成電路企業。
目前，政府對半導體產業的支持力度非常大，在未來的3-5年內，國內IGBT產品設計和工藝製造能力會得到大力提高。另外，隨著家電、工業控制、新能源汽車和軌道交通等應用行業對國產IGBT使用比例的不斷提高，將推進國內的IGBT封測廠家在生產規模上不斷壯大，封測技術水平不斷提升。
筆者獲悉，士蘭微電子面向新能源汽車應用開發了使用槽珊FS-IV工藝IGBT晶片的EV系列模塊SGM820PB8B3TFM，其可靠性完全複合最新的AQE-324標準，其中B1封裝主要針對物流車，B2封裝主要針對乘用車，B4封裝針對電動大巴。
圖：士蘭微SGM820PB8B3TFM（B3）實物圖。
圖：士蘭微SGM820PB8B3TFM（B3）主要特徵。
從研發到製造生產，士蘭微一直不斷構築自身的競爭優勢。士蘭微在專利500強的排序居前，與公司持續對研發的重視不無關係。WIND統計顯示，自2012年以來，士蘭微研發費用已連續6年增長，研發費用佔營收比重約9.8-14.9%。其中，公司2018年研發費用3.14億元，佔營業費用比例為10.37%。年報數據顯示，2018年，士蘭微新增專利申請數為89項，新增專利數為136項。截至2018年底，公司累計申請數為217項，累計專利數為957項。
在製造工藝的推進上，士蘭微已持續加大IGBT產品方面的投入，一方面在8英寸和12英寸晶片生產線上，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產品的模塊封測業務上保持投入和發展，力爭持續保持IGBT產品的業內領先優勢。
圖：士蘭微在新能源汽車中的產品布局
士蘭微半導體製造事業部IGBT高級研發經理顧悅吉表示，士蘭微電子充分利用設計與製造一體的IDM模式優勢，為新能源汽車廠商提供LED驅動、IPM、IGBT、HVIC、MCU、DCDC、MOS、傳感器、音視頻等多維度產品和服務。
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