2021年03月04日 | IGBT的发展为什么这么难？

2021-03-04 来源：科创之道

IGBT，需要大量的经验积累和技术储备，不是短时间内靠砸团队、砸资金就能突破的。市场层面，认证周期较长，替换成本高，壁垒更是很高。不管是技术还是市场，IGBT行业对新进入者都极其不友好。毕竟我们起步晚了那么多年，要追赶，还是存在重重障碍。

IGBT是一个难啃的骨头，这是一个公认的事实。

市场需求大，中国企业落后，这又是一个不争的事实。

根据市场研究机构的数据，中国目前IGBT市场规模约为150亿人民币，但95%的市场被国外企业所垄断。唯一有突破希望的是之前文章里曾提到连续22个涨停下的中国IGBT过的，那个连续22个涨停的斯达半导。

至于其他功率半导体器件的上市公司，产品还是以传统的MOSFET和二极管为主，号称有IGBT产品，也大都处在一个炒概念的阶段，产品不成熟，营收占比基本可以忽略。

斯达半导是国内IGBT领域的领军企业，IGBT模块的市场份额占有率已经排到了全球第10位。

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即便斯达半导的IGBT模块已经进入了全球10强，其IGBT芯片也有将近一半依赖外购，采购总金额比例也有47.29%，采购方包括英飞凌(Infineon)、 Si-Chip（ABB经销商）、艾塞斯(IXYS)等。

不过可喜的是，这个数据在一直下降，由2016年的79.74%一直下降到目前的不足50%。

为什么IGBT这么难？这是一个触及灵魂深处的问题。

首先，从IGBT原理来看，这是一个简单的不能再简单的电路，具备初级的大学本科模电知识储备就能看懂，一个BJT+MOSFET，就构成了一个IGBT电路，实现“非通即断”的电路原理。

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只是几个pn结而已，相比较数字逻辑芯片上面，密密麻麻几亿个晶体管，看起来费眼睛多了……

但需要注意的是，IGBT芯片属于电力电子芯片，需要工作在大电流、高电压、高频率的环境下，对芯片的可靠性要求较高，同时芯片设计需保证开闭和损耗、抗短路能力和导通压降（控制热量）三者处于均衡状态，芯片设计与参数调整优化十分特殊和复杂。

所以，IGBT芯片设计上很多时候是knowhow的东西，需要积累丰富的经验和知识储备。老师傅不出手，累死一万个徒弟。

所以，IGBT原理简单，设计工艺上难，这是其一。

在芯片制造层面上，IGBT芯片一般分为IDM模式和Fabless模式。

IDM模式中，财大气粗的厂商自建产线进行芯片制造，主要目的除了产能可控之外，就是为了工艺可控，能够把高端核心工艺牢牢掌握在自己手中。

而没有财力自建产线的IGBT厂商，只有采用Fabless模式，需要寻找合作代工厂，并向代工厂商提

供IGBT芯片设计和生产工艺。

国内采用IDM模式的，主要有比亚迪半导体，收购LFoundry的中科君芯也有往IDM转型趋势。

而以斯达半导为代表的IGBT厂商，还是以代工为主。斯达半导合作的代工厂是上海华虹和上海先进。

特别对于Fabless模式，要完成和代工厂的技术磨合，在别人产线上规模化生产出符合各项参数指标的芯片，谈何容易！

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所以，IGBT制造工艺难，费人，自建产线难，费钱，这是其二。

要实现IGBT“非通即断”的功能，单靠一颗芯片是不够的，还需要像普通芯片一样，封装成模块。

IGBT模块需要快恢复二极管芯片（FRT）和IGBT芯片配合，对集成度要求很高，各个器件之间通常只间隔几毫米的距离，又需要能承受较大的电压和电流及可能存在的恶劣运行环境。芯片位置、材料的热膨胀系数、回流炉回流曲线及其他参数的设置，都会直接影响封装完成的IGBT模块性能。

所以，IGBT模块看似技术含量不高，但也有一堆不足为外人道也的knowhow，这是其三。

最后，涉及到市场方面的问题。

一款产品好不好，需要和下游应用完成匹配验证，并最终被下游厂商广泛接受，才算成功，否则一堆理论上的先进，都是空谈。

IGBT更是如此，而且IGBT往往应用于工业、电力等重要行业，属于工业产品的核心器件。

别的芯片行业，也许可以靠低价格取胜，但IGBT很难。

产品要进入下游客户采购目录，有很高的门槛，需要经过产品单体测试、整机测试、小批量试用等多个环节，采购决策周期较长。

当然，下游厂商一旦接受了某款产品，就产生了很强的用户忠诚度，不到万不得已，是不会贸然更换供应商和产品型号的，也对新进入者造成了不小的市场壁垒。

所以，对于IGBT新进入者，下游客户认证周期较长，替换成本高，这是其四。

综合来看，不管是技术还是市场，IGBT行业都不是一个那么容易突破的领域，对新进入者极其不友好。

毕竟我们起步晚了那么多年，要追赶，还是存在重重障碍。

不过好在斯达半导已经树立了突破的榜样，相信在不久的将来，在不同的应用领域，中国的IGBT产业必将多点开花。

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