2025年可突破百亿的车载功率半导体行业,未来价值量可期( 四 )
据悉目前华虹宏力是国内唯一拥有IGBT全套背面加工工艺的晶圆代工企业 , 同时正在加速研发6500V超高压IGBT技术 。
IGBT设计:
无锡新洁能
无锡新洁能股份有限公司成立于2013年 , 主营业务为MOSFET、IGBT等半导体功率器件的研发设计及销售 , 主要产品按照是否封装可分为芯片和封装成品 , 广泛应用于消费电子、汽车电子、工业电子以及新能源汽车/充电桩、智能装备制造、物联网、光伏新能源等领域 。
据无锡新洁能官方介绍 , 目前其主要产品包括12V~200V沟槽型功率MOSFET(N沟道和P沟道)、30V~300V屏蔽栅功率MOSFET(N沟道和P沟道)、500V~900V超结功率MOSFET、600V~1350V沟槽栅场截止型IGBT , 相关核心技术已获得多项专利授权 , 四大系列产品均获得江苏省高新技术产品认定 。
思瑞浦
作为中国模拟芯片设计领航者 , 思瑞浦有望充分受益于“国产化+下游需求扩张” 。
思瑞浦的产品以信号链模拟芯片为主 , 并逐渐向电源管理模拟芯片拓展 , 而其中在信号链模拟芯片领域 , 思瑞浦是少数实现通信系统模拟芯片技术突破的本土企业之一 , 许多核心产品的综合性能已经达到了国际标准 。
公司产品应用范围涵盖信息通讯、工业控制、监控安全、医疗健康、仪器仪表和家用电器等众多领域 。
汽车半导体是未来碳化硅功率器件的主要推动力,未来价值量可期
第三代半导体材料SiC中 。 到2024年 , SiC功率半导体市场将以29%的复合年增长率增长 , 达到20亿美元 。 未来价值量可期 。
碳化硅耐高温高压、器件小型化和轻量化、低损耗高频率
宽禁带功率器件指基材禁带宽度较高(大于2.3eV)的功率器件 , 一般仅指基于碳化硅、氮化镓这类第三代半导体材料制作的功率器件 。
宽禁带半导体由于基材与硅不同 , 所以在器件性能上与硅基器件有较大差异 , 例如第三代半导体材料的优点是禁带宽度大、击穿电场高、热导率高、抗辐射能力强、频率高 , 在高压、高温、高频应用领域相较于传统硅基器件有更强优势 , 同时使得系统结构简单化 , 降低损耗 , 更加节能 , 因此第三代半导体材料尤其适用于需要进行大功率电流转换的功率器件领域 。
另外 , 第三代半导体材料的另一个优点是安全、环保 , 不会像砷化镓(GaAs)、磷化铟中(InP)等对环境以及人体产生危害 。
而由于氮化镓在材料端制备环节仍存在较大技术难度 , 当前具备大规模量产条件的第三代半导体功率器件仅有碳化硅 。
总结来看 , 对比硅基器件 , 碳化硅功率器件主要有三大优势:
(1)耐高温、高压 。 碳化硅功率器件的工作温度理论上可达600℃以上 , 是同等硅基器件的4倍 , 耐压能力是同等硅基器件的10倍 , 可以承受更加极端的工作环境 。
(2)器件小型化和轻量化 。 碳化硅器件拥有更高的热导率和功率密度 , 能够简化散热系统 , 从而实现器件的小型化和轻量化 。
(3)低损耗、高频率 。 碳化硅器件的工作频率可达硅基器件的10倍 , 而且效率不随工作频率的升高而降低 , 可以降低近50%的能量损耗;同时因频率的提升减少了电感、变压器等外围组件体积 , 降低了组成系统后的体积及其他组件成本 。
碳化硅行业竞争格局 , 进口依赖强 , 国产替代需求强烈
从全球碳化硅参与者来看 , 目前以美国、欧洲、日本厂商为主 , 其中CREE(子公司Wolfspeed负责器件生产)、罗姆(子公司SiCrystal负责碳化硅晶圆生产)实现了从碳化硅衬底、外延、设计、器件及模块制造的全产业链布局 , 实力最强;
除此之外 , 大部分参与者均集中于衬底、外延、设计、制造中的一到两个环节;
国际主要的上游原材料企业均实现从衬底到外延的连续布局 , 如CREE、SiCrystal、DOW、II-VI;
国际主要的器件生产厂商以IDM形式为主 , 如英飞凌、意法半导体、富士电机、三菱电机、安森美、东芝 , 而其中的日系厂商还具备从模组到系统应用设备的整合能力 , 直面终端客户 。
从国内的碳化硅参与者来看 , 与CREE、ROHM类似的全流程布局的有三安光电、世纪金光;
主要有负责碳化硅衬底生产的企业有天科合达、山东天岳;负责碳化硅外延片生产的有东莞天域、厦门瀚天天成;
负责器件设计的有台湾瀚薪、深圳基本半导体;而以IDM形式生产器件和模块的企业有泰科天润、瑞能半导体 。
目前碳化硅器件领域海外公司实力领先 , 国内市场自给率较低 。 目前全球碳化硅市场基本被国外企业垄断 。
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