只用了几千万的价格,我们就与国外缩短了15年的技术差距!

工业科技控 2022-01-03 17:18:32

就这么个小玩意,是现在目前功率电子器件里,技术最先进的产品,是我们国家公布的16个重大科技专项,第二项的重点扶持项目,我们坐的高铁之所以能平稳降速,甚至能准确停在你等待的位置,靠的就是这个IGBT,而我们的高铁IGBT之所以能这么快就国产化,不得不感谢金融危机,让我们用几千万的代价,就缩短了与国外15年的技术差距。

今天就来和大家细聊一下,国产IGBT现在的技术水平,到底发展得怎么样了,聊之前先简单说一下这玩意到底是什么东西,大家可以想象一下你大学宿舍的用电,IGBT就是管你宿舍用电的宿管大爷,什么时候给电,什么时候拉闸,具体给多少电,都是大爷说了算,IGBT和你宿舍那个按钮开关不同的地方是,IGBT不是按钮控制的,而是计算机控制它的开和关,每秒可以开关上万次,这是你宿舍按钮开关做不到的。

比如说电动汽车装上这个开关,在3秒内就可以加速到100公里每小时,如此强悍的起步能力,就是因为交流电机转速启动特别快,后面就是IGBT的功劳。可以说,IGBT的好坏,直接决定了电动汽车的加速快慢,最高时速是多少,能不能秒级起跑,能不能平滑变速,能不能稳定停车,全是IGBT的功劳,放到高铁、飞机、潜艇上也是一样的道理,甚至你家的变频空调、冰箱、洗衣机里,都有它的身影。

接着给大家说一下目前的市场格局,2019年全球IGBT模块和器件的市场排名,德国的英飞凌都占据了绝对的龙头位置,都在30%以上,紧随其后的还有瑞士ABB,美国仙童半导体、日本的三菱、富士电机等。在IGBT模块领域,排名全球第八的国产厂家是浙江嘉兴的斯达半导体,占比2.5%,我刚看到它的年报说,2020年已经排到全球第七了。在IGBT器件领域,排名全球第十的国产厂家是浙江杭州的士兰微,占比2.2%,其他主要国产厂商还有中车株洲、比亚迪、振华科技等。

先说说中车株洲,这家基本代表了国内IGBT的最高水平。在1700V 以上电压等级的工业IGBT领域,英飞凌、 三菱、ABB占据绝对优势;在 3300V 以上电压等级的高压领域,三家几乎处于垄断地位,而4500V以上高压领域,中车株洲排名世界第五。

而高铁用的超高压IGBT,之前这个领域基本被三菱垄断,现在中车打破了日本的垄断,是国内唯一自主掌握高铁动力I GBT芯片,以及模块技术的企业。至于说和国外的差距,目前使用的芯片处于英飞凌六代,略低于当前市场最先进的英飞凌七代,但已经是国内领先水平了,听说今年下半年,中车有望推出和英飞凌第7代,性能相同的产品,希望能赶在过年之前推出。

有些朋友这时候可能会说,中车是靠收购英国Dynex 丹尼克斯得到高压技术的,确实如此,这个英国公司有50年研制、开发大功率半导体器件的经验,但是我们消化了他们的技术之后,又自主研发出了运用于“复兴号”动车组的IGBT,实现最高可达6500伏的电压等级。我们平时坐的时速300公里以上的高铁,到站前之所以能平稳降速,甚至能准确停在你等待的位置,靠的就是这个IGBT。当咱们不能国产的时候,国外品牌张口就要几十万一个模块,等我们做出来了,国外品牌直接降价70%。所以说我们当时花几千万元的白菜价,收购英国公司,是非常英明正确的决策,这笔收购直接缩小了国内与国外15年的差距,在此我也要感谢金融危机的到来,没有金融危机对英国公司的冲击,我们的高铁是不可能这么快就用上国货的。

其他的国产厂商斯达半导体、士兰微、比亚迪,这三家专注于中低压领域,斯达主要是给工控企业和新能源汽车供货的,士兰微主要应用在变频家电领域,比亚迪主要是给自家新能源汽车使用。其中斯达半导体,是国内少有的实现IGBT芯片和快恢复二极管芯片,自主研发并且量产的企业,芯片达到了国际第六代的水平,多说一句,斯达半导创始人沈华,以前是英飞凌的高级研发工程师。

现在主要给大家说说国产的差距在哪,IGBT产业大致可分为电路设计、晶圆制造、模块封装、下游应用四个环节,其中设计环节技术突破难度较大,制造环节资本开支大,封装环节产品可靠性要求高,应用环节客户的验证周期长。

国内现在主要差的是电路设计和晶圆制造环节,先说说设计环节,刚才也说了英飞凌已经推出了第七代产品,但是目前第4代产品,仍然是目前市场应用最广泛、销量最高的产品,占比超过50%,2001年推出的第3代产品,目前仍然大量应用于高压领域。所以说根据IGBT 的这个特性,就算国内设计环节比英飞凌落后,国内厂商也有赶超的希望。

因为IGBT属于电力电子领域的核心元器件,客户在导入英飞凌的第七代产品时,同样需要经过很长时间的验证,并不是所有应用场景,都追求英飞凌的极致性能,我们国内厂商可以依靠每一代产品较长的生命周期,来为自己的赶超争取更多的发展时间。

接着说晶圆制造环节,目前英飞凌拥有制造12寸晶圆60μm 的工艺水平,大部分国产厂家可以达到175μm的水平,比亚迪可以达到120μm,上海华虹可以达到80μm,我们的最高水平差人家20μm,希望能尽快缩短差距。

综合来看,国产厂商在芯片设计、晶圆制造、模块封装等整个产业链,基本都已经具备了国产替代的基础,英飞凌的技术虽然早已经升级到第七代,但是对我们有利的一面是,目前第七代的性能已经趋于极致,感觉快到天花板了。再加上国外疫情的原因,英飞凌的交货期不仅延长了,而且价格也跟着水涨船高,而那些等不来英飞凌发货的国内车企,已经纷纷把橄榄枝抛向了国产厂商,希望国产厂商不仅仅是借此机会抢了一波客户,更希望能从掌握核心技术上,来提高自己的核心竞争力,毕竟靠运气赚来的钱,往往也会靠实力输回去。

15 阅读:7721
评论列表
  • 2022-01-04 02:56

    英飞凌应该是从西门子半导体事业部分离出来的,和恩智浦一样,是从荷兰皇家飞利浦半导体事业部分离出来的,都是功底深厚!起步较早,都是排列靠前的世界10大半导体技术公司!欧洲除了意法半导体,也还有一家著名的半导体公司,就连合肥长鑫的半导体技术都得到他的真传,在IGBT控制芯片这方面我们起步晚,直到2014年,中车湖南株洲公司才打破欧美日本垄断!实现国产化!斯达半导体公司也很厉害,在新能源电动汽车上,实现IGBT控制芯片的国产化,打破欧美日本的长期垄断!证明了不俗的实力。

  • 2022-01-05 15:20

    上大学时候,老师指着焊机说焊机小型化全靠IGBT,但里面的IGBT芯片都是国外产的,国内没有做的。短短六七年的时间,能做到这个水平实属不易,加油继续干吧。

  • 2022-01-04 00:59

    说一千,道一万就是比上不足,比下有余。可以做质量太差耐用性差。国内汽车生产商用你的

    用户17xxx01 回复:
    ???,老兄啊,我们在IGBT控制芯片事业上起步太晚,直到2014年才由中车湖南株洲公司打破欧美日本垄断!《大国重器》第一季就有,才短短6-7年时间都快追上德国英飞凌了,你要知道英飞凌是从德国西门子半导体事业部分离出来的!和恩智浦一样,从荷兰皇家飞利浦半导体事业部分离出来的,人家实力和功底在那里明摆着,你只有尊重对手才能超越他!
    用户11xxx18 回复:
    落后就等于质量差 啥逻辑
  • 2022-01-05 00:31

    中车时代电气

  • 2022-01-04 20:21

    股价上天了可惜

  • 2022-01-09 11:09

    小编,你是文科毕业的?

  • 2022-01-08 15:28

    聪明

  • 2022-01-05 13:28

    反正排名前几的里面没有我们的 仙童被收购是吧?

  • 2022-01-08 17:30

    这货主要是认证期太长了,很难有新企加入,,,

  • 2022-01-04 06:35

    实验室的产品水平,长物理寿明的合格率不超过20+%,意思不大,再加上实际生产的偷工减料,都是短命产品?!

    青色 回复:
    你这种low货,张嘴就编,你先认真工作让自己活的有点人样。
    东方之朱 回复: 青色
    抽的好!
  • 2022-02-03 00:12

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工业科技控

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