科普一下 lGBT

      IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor),绝缘栅双极型晶体管,是由 BJT(双极型三极管) 和 MOS(绝缘栅型场效应管) 组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件 , 兼有 MOSFET 的高输入阻抗和 GTR 的低导通压降两方面的优点。GTR 饱和压降低,载流密度大,但驱动电流较大;MOSFET 驱动功率很小,开关速度快,但导通压降大,载流密度小。IGBT 综合了以上两种器件的优点,驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为 600V 及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。


    IGBT 模块是由 IGBT (绝缘栅双极型晶体管芯片)与 FWD (续流二极管芯片)通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品;封装后的 IGBT 模块直接应用于变频器、UPS 不间断电源等设备上,IGBT 模块具有节能、安装维修方便、散热稳定等特点;当前市场上销售的多为此类模块化产品,一般所说的 IGBT 也指 IGBT 模块;随着节能环保等理念的推进,此类产品在市场上将越来越多见。IGBT 是能源变换与传输的核心器件,俗称电力电子装置的“CPU”,作为国家战略性新兴产业,在轨道交通、智能电网、航空航天、电动汽车与新能源装备等领域应用极广。

     简单来说,IGBT 就是一种开关器件,通过开关来控制电流的频率,进而实现逆变或者整流的效果,其作用类似于电脑的 CPU。

   《科创板日报》记者了解到,目前多个行业的快速增长正拉动着 IGBT 的需求,比如有机构预测,新能源汽车所带动的 IGBT 市场规模将达到 1034 亿元;另外,随着未来国内空调逐渐由定频转向变频技术,亦拉动着 IGBT 的市场规模。随着 IGBT 需求“水涨船高”致使“供需失衡”,国内市场甚至出现“一芯难求”情况。

            关于~士兰微(600460)

    士兰微(600460)作为国内最大的具有自主品牌的半导体 IDM 企业,近年来公司 MEMS 传感器产品、IPM 智能功率模块均保持了较快增长。2019 年上半年,公司 MEMS 传感器产品营收同比增长 120% 以上;IPM 模块在白色家电和工业变频器等市场继续发力,多家主流白电整机厂商在变频空调等白电整机上使用了超过 300 万颗士兰 IPM 模块。在白电领域,公司应该比国内其他企业都先进入这个市场,且在部分家电企业中,公司的份额已经超过了 50%”。

IGBT (绝缘栅双极型晶体管)是什么玩艺?

                     12 月 6 日收盘后日 K 线

IGBT (绝缘栅双极型晶体管)是什么玩艺?

               12 月 6 日收盘后周 K 线 ![IGBT (绝缘栅双极型晶体管)是什么玩艺?](https://img.chainnews.com/material/images/8fd80f4ff14a27703e057586df43998b.jpg)

                  12 月 6 日收盘后月 K 线


      公司是国内生产 IGBT 产品的龙头企业——士兰

微(600460.SH)的董秘陈越告诉《科创板日报》记者,(公司) IGBT 这块产品目前肯定是供不应求,公司也在加大产能和生产线的投入。另一方面,IGBT 市场长期被国际巨头垄断,国内企业与之实力差距明显,“市场空间非常大,但仍然有漫长的路需要走”。

市场空间广阔

     近期,有媒体报道称,比亚迪考虑让绝缘栅双极型晶体管(IGBT)业务进行 IPO 的消息引发外界关注。


   《科创板日报》记者了解到,对于新能源汽车而言,IGBT 主要运用于电机控制系统、车载空调系统和充电桩,有行业内人士向《科创板日报》记者表示,IGBT 产品大概占到整车半导体成本的一半以上。


   以特斯拉 Model S 车型为例,其使用的三相异步电机驱动,其中每一相的驱动控制都需要使用 28 颗 IGBT 芯片,三相共需要使用 84 颗 IGBT 芯片。随着国内新能源汽车产量的增长,有机构预测,2017-2020 年,新能源汽车所带动的国内 IGBT 市场规模将超 250 亿元;充电桩在十三五期间带动的国内 IGBT 市场规模将达到 200 亿元。

    这还只是新能源汽车产业链为 IGBT 带来的未来市场增量。


   《科创板日报》记者了解到,具有变频功能的白色家电最核心的部件之一是其内部的“变频器”,而 IGBT 模块因具有出色的 EMI 性能、强大的抗短路能力等“优势”,则是变频器的核心元器件。


    中国作为全球最大的家电市场和生产基地,亦孕育着大规模的 IGBT 市场,以空调行业为例,随着“空调能耗新标准”即将颁布,这也意味着定频空调将面临着被市场淘汰的命运,转而空调市场会转向更具环保,具有变频功能的产品。

    士兰微董秘陈越向《科创板日报》记者称,公司的 IGBT 产品瞄向的市场之一就是消费级的白电领域,“在白电领域,公司应该比国内其他企业都先进入这个市场,且在部分家电企业中,公司的份额已经超过了 50%”。龙头效应明显。

    此外,受益于轨道交通、光伏等行业的发展,有机构预测,至 2022 年,全球 IGBT 市场将超 50 亿美元,而中国则是全球最大的 IGBT 市场。


            市场进入门槛高


    市场需求旺盛也吸引着外来者的加入。近日据业内人士透露,华为开始研发 IGBT,目前正在从某国内领先的 IBGT 厂商中挖人。据了解,凭借强大的技术优势,华为早已成为 UPS 电源的领军企业,占据全球数据中心领域第一的市场份额,而 IGBT 作为能源变换与传输的核心器件,也是华为 UPS 电源的核心器件。不过有行业内人士向《科创板日报》记者分析,华为不太可能会去真正做这件事情。

其认为,首先生产 IGBT 产品需要建设生产线,而目前还没有听到华为这方面的动静。其次,IGBT 本身就是一个比较成熟的技术,国际上在上世纪 80 年代左右就有 IGBT 相关的产品,并且目前 IGBT 行业的国际巨头—英飞凌其产品已经做到第七代,所以从性价比上(华为进入该行业)并不是很高。

  《科创板日报》记者了解到,IGBT 行业在我国属于新兴高技术产业,但该行业具有较高的技术门槛、技术难度大、资金要求高,有业内人士表示,国内能真正做 IGBT 芯片的厂商总共也没有几家,真正做的比较好的,基本都是从封装做起的,靠封装在市场上站稳了脚跟,逐渐一款一款地研发芯片。


    上述提及的士兰微就是国内为数不多的从一家纯芯片设计公司发展成为以 IDM 模式(设计与制造一体化)为主要发展模式的综合型半导体产品公司。


   lGBT 产品是士兰微生产的芯片产品之一,但需要注意的是,IGBT 产品并非单指 IGBT 芯片,实际上 IGBT 的产品种类很多。


    陈越介绍到,比如 IGBT 作为单个器件,对其封装完,即可将封装产品拿出去卖,这些可以应用在电焊机工业领域;功率模块里面也会有 IGBT;另外集成了新功率半导体和控制芯片技术的智能功率模块(IPM),也是以 IGBT 为基础,前述产品主要应用在变频市场。


   陈越表示,公司的 IGBT 产品开发了很多年,经过多年的迭代,目前 IGBT 第四代产品已经开始量产,第五代产品也已经开发出来,准备运用在新能源、光伏等领域。


    除了士兰微外,台基股份(300046.SZ)也公告称已具备 IGBT 业务基础,5 年前完成了 IGBT 模块研发,具备量产能力,公司此前还公告称,通过定增拟募集 7 亿元,投向 IGBT 模块封测线(兼容 SiC 等第三代宽禁带半导体功率器件)等项目。


     对于前述情况,《科创板日报》记者按照公司要求发去了采访函,但截至发稿前未获得回复。


     此外,主营业务以 IGBT 为主的功率半导体芯片和模块的设计研发和生产,并以 IGBT 模块形式对外实现销售的斯达股份于近日成功过会,公司主要产品为功率半导体元器件,包括 IGBT、MOSFET、IPM、FRD、SiC 等等。


     今年上半年,在同行业可以上市公司中(士兰微、宏微科技、扬杰科技、华微电子),斯达股份的综合毛利率高于前述公司,达到 30.24%。


           行业总体成熟度较高





   《科创板日报》记者了解到,国内的 IGBT 产业起步晚,国际上掌握完整技术的只有英飞凌、三菱、ABB 等企业,而这些大型国外跨国企业又长期垄断 IGBT 市场,国内市场产品供应较不稳定,并且随着国内市场需求量逐步增大,供需矛盾愈发突显。

    陈越就向《科创板日报》记者透露,公司生产的 IGBT 产品处于供不应求状态,公司正在加大产能,加大生产线的投入。


    上述情况也进一步显现出,国内 IGBT 生产厂商与国际巨头之间较大的差距。


    以 IGBT 芯片生产线为例,陈越向《科创板日报》记者称,士兰微采取了 IDM 模式,公司的生产线是从 5 英寸、6 英寸慢慢起步,“公司的 6 英寸应该做到了国内领先水平,但从芯片的角度,(6 英寸)经济性不够”。

  简单的来说,6 英寸的面积比较小,所以能放入的芯片颗数也很少,并且芯片的周边会有一些较多的浪费,因此若用 8 英寸、甚至 16 英寸,会放入更多的颗数。

看点一:牵手厦门国资,所投资项目技术比肩国际夸国公司,业绩拐点将近,业绩释放也许就在明年。

     陈越向《科创板日报》记者表示,士兰微在 8 英寸生产线上生产的 IGBT 产品已经量产,并且会持续扩产,另外 12 英寸生产线也已经在厦门开启了投资。**其中,士兰微 12 英寸特色工艺芯片项目计划投资 70 亿元,目前厂房桩基施工已完成,主体施工已进场;先进化合物半导体项目计划投资 50 亿元。 据公司官网介绍,目前工艺设备正陆续安装调试。

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根据此前报道,士兰微拟加速推进在厦门化合物半导体芯片及 12 英寸特色工艺半导体芯片制造生产线建设,并分别计划在今年第四季度和明年试投产。(即 2019 年年底→2020 年试投产),所以做为投资人,投的是预期,即业绩正式释放前半年左右介入比较理想。

IGBT (绝缘栅双极型晶体管)是什么玩艺?

     据悉,2017 年 12 月,中国按 IDM 运营的芯片龙头企业——杭州士兰微电子股份有限公司与海沧区政府签订战略合作框架协议,项目总投资 220 亿,规划建设两条 12 吋 90~65nm 的特色工艺芯片生产线和一条 4/6 吋兼容先进化合物半导体器件生产线。

其中,两条 12 吋特色工艺芯片生产线,第一条总投资 70 亿元,规划产能 8 万片 / 月 , 分两期实施。第二条芯片制造生产线,预计总投资 100 亿元;4/6 吋兼容先进化合物半导体器件生产线,总投资 50 亿元,占地约 69 亩,年产 1392 万片(等效 2 吋)。

本次开工的,正是这两个项目。它们不仅填补了国内相关技术领域的空白,也奠定了海沧区、厦门市乃至福建省在中国集成电路产业中的地位,让海沧区在集成电路特色工艺方面实现弯道超车。

IGBT (绝缘栅双极型晶体管)是什么玩艺?

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   而士兰微第三股东正是厦门半导体投资资团,又是牵手厦门国资背景,不差钱。

IGBT (绝缘栅双极型晶体管)是什么玩艺?

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    除了士兰微在着手 12 英寸生产线的事宜外,芯片代加工厂商上海华虹在无锡也建立了一条 12 英寸的生产线。


     与之相比,目前全球市场占有率超过 20% 的英飞凌早已实现 12 英寸功率半导体的量产,并且近年在持续布局相关生产线的建设。此外有业内人士亦向记者补充道,类似英飞凌、日本三菱电机、富士电机、赛米控等国际巨头,在具有了技术水平和规模效应后,其制造效率会非常高,一旦做了相关产品后,他们的市场占有率就会相对集中。


    在产品的迭代上,士兰微已经开发出第五代 IGBT 产品,而英飞凌已经更新到第 7 代。


    陈越表示,IGBT 行业是靠头部企业才能生存的行业,因此国内企业要奋力追赶,进入第一梯队。


     好的情况已经在出现,比如中国中车通过收购英国丹尼克斯公司,全资收购人才和知识产权全部买断,并实现技术的消化吸收,从而掌握了世界一流的技术。


    现在国内一些企业增加了 IGBT 业务,这也说明了大家对技术、对产品是花力气去攻克了,另外受到政府的鼓励,行业总体上成熟度比较高,”陈越讲道,“当然真正的收获,还是需要漫长的路要走”。

看点二:牵手大基金(国家集成电路产业基金),后续发展给市场足够的想象空间,进口替代预期可期。

IGBT (绝缘栅双极型晶体管)是什么玩艺?

   个人认为, 相信有大基金参与或入股的企业一般都有 2 把刷子,否则也入不了大基金的法眼。纵观大基金一期所投资入股的半导体项目看,不是细分行业龙头,就是有技术壁垒的行业佼佼者。

MEMS 制造平台升级至 8 吋线

    微机电控制系统(Micro-Electro-Mechanical Systems)是集微型结构、

MEMS 指 微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、直至接口、通信和

电源等于一体的微型器件或系统

       11 月 8 日晚间,士兰微(600460)公告拟调整募集资金投入项目,其中“年产能 8.9 亿只 MEMS 传感器扩产项目”的募集资金投入金额从 7.05 亿元缩减至 3.06 亿元;同时将调减的资金分别用于新增的“年产 43.2 万片 8 英寸芯片技术改造项目”(简称“8 吋芯片生产线二期项目”)和“特色功率模块及功率器件封装测试生产线项目”两个募集资金投入项目,以升级 MEMS 制造平台和扩大功率模块的产出规模。

    公司本次调整 MEMS 项目投入,主要系将 MEMS 产品从原有成熟的 6 吋芯片生产线升级至 8 吋芯片生产线,以提升公司 MEMS 产品制造能力和竞争力。

     MEMS 传感器是人工智能和物联网时代信息获取与交互的基础性器件,公司 MEMS 产品目前主要应用于智能手机、平板电脑、可穿戴设备、智能家居、行车记录仪、无人机等消费电子产品领域,同时也逐步在汽车电子等工业领域扩大应用。物联网+5G 智能传感新时代将促进 MEMS 传感器市场下一轮快速增长,中国未来替代进口和满足新增需求的市场前景广阔。


     公告显示,目前,士兰集昕 8 吋芯片生产线经过两年运行,产线的生产基础条件、人员装备、工艺条件基本具备,MEMS 工艺导入时机成熟。相较于 6 吋芯片生产线,8 吋芯片生产线的装备水平得到了较大提升。针对 MEMS 产品,8 吋芯片生产线工艺制造能力、技术提升的弹性也优于 6 吋芯片生产线。


    为了提升 MEMS 产品竞争力,公司在保留 6 吋芯片生产线维持对 MEMS 项目现有产能必要投入的前提下,公司 8 吋芯片生产线二期项目补充承担的 8.9 亿只芯片剩余部分的产能,由此缩减 MEMS 芯片制造扩张项目原计划投资额度 2 亿元。由于 MEMS 项目建设已近 2 年,同时由于“8 吋芯片生产线二期项目”分两期共需 5 年,因此 MEMS 项目建设周期延长至 7 年。


    此外,由于原 MEMS 项目中的封装和测试子项目为后道工序,其建设周期因 MEMS 制造端建设期的延长而延长。为提高资金的配置,以及考虑到国内部分专业封测公司对标准类型 MEMS 传感器封测能力的提升,外部封装测试、资源已经能够成为公司标准型 MEMS 产品封装、测试能力的有效补充,因此公司拟缩减原用于封装、测试部分未使用的部分募集资金,合计 2 亿元,投入到新增的两个项目中。

    公告显示,公司本次新建的“特色功率模块及功率器件封装测试生产线项目”,由全资孙公司成都集佳实施。项目总投资 3.3 亿元,其中公司出资 1 亿元,建成特色功率模块、功率器件封装测试生产线,形成年产 4800 万块 IPM 特色功率模块,1.8 亿颗 TO 系列等功率器件的封装测试能力。按照市场价格计算,正常生产年新增年销售收入 2.92 亿元,净利润 4460 万元,税收 4959 万元。

     本项目中涉及多个产品的封装测试,其中最具有代表性的是 IPM 功率模块。IPM (Intelligent Power Module,即智能功率模块)不仅把功率开关器件(IGBT)和驱动电路集成在一起。而且还内部集成有过电压,过电流和过热等故障检测电路,并可将检测信号送到 CPU。IPM 以其高可靠性、使用方便,赢得越来越大的市场,尤其适合于驱动电机的变频器和各种逆变电源,是变频调速、冶金机械、电力牵引、伺服驱动、变频家电的一种非常理想的电力电子器件。


     目前,士兰微功率半导体产品呈现出较快的发展势头。2019 年上半年,公司 IPM 智能功率模块、IGBT 大功率模块(PIM)均快速增长,其中 IPM 智能功率模块产品在国内白色家电(主要是空、冰、洗)、工业变频器等市场开始发力,此番新增项目显示士兰微对该领域持续看好,继续加码。


    分析指出,随着功率半导体性能的提高以及各产品追求低功耗和高能效比,光伏、智能电网、汽车电子、5G 通讯等热点应用领域将在推动功率半导体行业稳定发展的同时,会进一步优化下游市场结构。目前,国内功率半导体需求占全球 40%,但国产化率低于 50%,自主品牌市场占有率不到 5%,国产替代需求的持续提升为自主品牌创造了最佳发展机遇。

看点三:公司获中央财政资金扶持补助,说明国家对公司在半导体产业中该细分领域的认可。

     士兰微与士兰集成将合计获得中央财政资金项目后补助款 3269 万元

IGBT (绝缘栅双极型晶体管)是什么玩艺?

IGBT (绝缘栅双极型晶体管)是什么玩艺?

近期刺激市场神经的二个国内万同行业巨头的动向

一是媒体报道比亚迪旗下的 lGBT 公司要分折上市

IGBT (绝缘栅双极型晶体管)是什么玩艺?

二是媒体报道华为也要涉足 IGBT 市场

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