如果將邏輯芯片比喻成人腦，解決計(jì)算、存儲(chǔ)、學(xué)習(xí)的功能，那么功率半導(dǎo)體芯片負(fù)責(zé)的就是肌肉力量的控制和執(zhí)行。

 

　　以IGBT為代表的功率半導(dǎo)體芯片是電能控制的核心，也是驅(qū)動(dòng)現(xiàn)代社會(huì)的電氣化裝備發(fā)展和應(yīng)用的關(guān)鍵器件。 小到白色家電，大到新能源汽車(chē)、新能源發(fā)電、智能電網(wǎng)，乃至智慧城市的運(yùn)行，都離不開(kāi)功率半導(dǎo)體芯片的支撐。 當(dāng)我們放眼一條完整的從電能產(chǎn)生到電能最終應(yīng)用的電力產(chǎn)業(yè)鏈時(shí)，功率半導(dǎo)體芯片在此過(guò)程中更類(lèi)似于一名“廚師”的角色。 它負(fù)責(zé)將發(fā)電設(shè)備產(chǎn)生的電壓和頻率雜亂不一的電流“加工”成電壓、頻率統(tǒng)一的工頻電，再將“加工好”的工頻電“烹飪”成擁有不同電壓、電流、頻率等電能參數(shù)的“工況電”來(lái)滿(mǎn)足各個(gè)用電終端的不同“口味”。 需要特別特別指出的是，這里提到的用電終端，并不是某一單一電器，而是電器中的各類(lèi)終端功能。

 

　　可以說(shuō)，當(dāng)今世界一切跟發(fā)電、輸電、用電有關(guān)的事情，都離不開(kāi)功率半導(dǎo)體芯片。

 

　　社會(huì)工業(yè)領(lǐng)域的需求

 

　　功率半導(dǎo)體的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣，作為典型的需求驅(qū)動(dòng)型產(chǎn)業(yè)，雖然仍受到全球貿(mào)易不穩(wěn)定等因素影響，但市場(chǎng)增幅仍將非?？捎^。 根據(jù)Yole數(shù)據(jù)顯示，2017年全球功率半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模為327億美元，預(yù)計(jì)到2022年這一數(shù)字將達(dá)到426億美元，復(fù)合增長(zhǎng)率為5.43%。 功率半導(dǎo)體每年的市場(chǎng)空間可以大致分為折舊帶來(lái)的替換市場(chǎng)和社會(huì)電氣化帶來(lái)的新增市場(chǎng)，后者體量遠(yuǎn)大于前者。 而新增市場(chǎng)中又主要集中在清潔能源行業(yè)、新能源汽車(chē)行業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)，其中又以清潔能源行業(yè)和新能源汽車(chē)行業(yè)的可預(yù)見(jiàn)性更強(qiáng)。

 

　　由于社會(huì)電氣化程度的加深合并及環(huán)境保護(hù)的需要，使得清潔能源發(fā)電對(duì)傳統(tǒng)生物燃料發(fā)電的替代成為不可逆轉(zhuǎn)和停滯的事實(shí)。 未來(lái)5-10年清潔能源領(lǐng)域占主導(dǎo)地位的仍將是光伏發(fā)電和風(fēng)能發(fā)電。 相較于傳統(tǒng)的煤炭發(fā)電，光伏和風(fēng)力發(fā)電都在多個(gè)環(huán)節(jié)增加了功率半導(dǎo)體芯片的應(yīng)用，并且是處于中高端產(chǎn)品線(xiàn)的IGBT。

 

　　

 

　　功率半導(dǎo)體芯片在發(fā)電領(lǐng)域的應(yīng)用示意圖

 

 

 

　　2015-2020年全球、中國(guó)大陸光伏、風(fēng)電市場(chǎng)分析（來(lái)源： 中國(guó)光伏行業(yè)協(xié)會(huì)、CWEA）自2017年后中國(guó)大陸風(fēng)電、光伏功率模塊市場(chǎng)規(guī)模增速低于全球水平，這與IGBT等主流器件進(jìn)口受限相關(guān)。

 

　　新能源汽車(chē)是最快體現(xiàn)出對(duì)功率半導(dǎo)體需求增長(zhǎng)的行業(yè)。 根據(jù)國(guó)際調(diào)研機(jī)構(gòu)Strategy Analytics測(cè)算，純電動(dòng)汽車(chē)的半導(dǎo)體成本達(dá)到704美元，相對(duì)于傳統(tǒng)汽車(chē)的350美元增加了1倍，其中功率器件成本為387美元，占比達(dá)到55%，占總增加成本的76%。 特斯拉(雙電機(jī)全驅(qū)動(dòng)版)共計(jì)使用了132個(gè)IGBT，總價(jià)值可達(dá)到650美元。

 

　　Strategy Analytics分析還表明，僅在新能源汽車(chē)領(lǐng)域微控制器和功率半導(dǎo)體將推動(dòng)超過(guò)40%的收益需求，而到2021年中國(guó)的輕型汽車(chē)產(chǎn)量將帶動(dòng)20%的地區(qū)需求。 中國(guó)作為一個(gè)發(fā)展中的大國(guó)，對(duì)功率半導(dǎo)體芯片的整體需求已經(jīng)占世界需求總量50%。 雖然近些年國(guó)內(nèi)已有數(shù)家致力于IGBT芯片生產(chǎn)的企業(yè)，卻均集中在中低端產(chǎn)品領(lǐng)域。 在中高端MOSFET及IGBT主流器件需求上，我國(guó)幾乎全部依賴(lài)進(jìn)口。

 

　　軍備領(lǐng)域需求

 

　　國(guó)慶70周年閱兵的盛況尚在眼前，大家在歡呼各種新式武器亮相的時(shí)候可能并不知道，它們也需要大量高性能的IGBT芯片，而這些芯片同樣是我國(guó)無(wú)法完全自主設(shè)計(jì)及規(guī)?；a(chǎn)的。 針對(duì)IGBT的軍備需求問(wèn)題，記者采訪(fǎng)了一位現(xiàn)役軍備領(lǐng)域?qū)＜視r(shí)對(duì)方表示： “當(dāng)年某型號(hào)大型軍艦下水的時(shí)候大家都?xì)g呼雀躍，民族自豪感爆棚，但作為我們行業(yè)內(nèi)部人開(kāi)看還是很心酸的。 新型軍艦上使用了數(shù)以十萬(wàn)計(jì)的高性能功率半導(dǎo)體芯片，基本上全部是進(jìn)口的，主要是德國(guó)、日本和美國(guó)生產(chǎn)的芯片，其中以德國(guó)居首。 軍艦只是個(gè)代表，我們航空航天、衛(wèi)星通信無(wú)一例外都是在這類(lèi)元器件上受制于人的。 尤其是航空航天領(lǐng)域，需要耐高溫抗輻射的高可靠性功率半導(dǎo)體芯片。 我國(guó)的軍工電子不算差，但在這個(gè)問(wèn)題上還是受制于人，這其實(shí)是個(gè)威脅國(guó)家戰(zhàn)略安全的問(wèn)題。 ”在中美經(jīng)貿(mào)摩擦的今天，美國(guó)的禁運(yùn)威脅愈發(fā)嚴(yán)重，中國(guó)如果沒(méi)有完全自主研發(fā)的高性能IGBT芯片，會(huì)產(chǎn)生‘牽一發(fā)而動(dòng)全身’的被動(dòng)后果，其經(jīng)濟(jì)和政治損失都不可估量。

 

　　作為一名擁有深厚的產(chǎn)業(yè)和技術(shù)背景的行業(yè)專(zhuān)家，張冬先生在2014年創(chuàng)辦了麗晶美能（北京）電子技術(shù)有限公司。 他在接受記者采訪(fǎng)時(shí)表示： “一只造價(jià)200元左右的IGBT芯片，在某些國(guó)家由于渠道封鎖的緣故，黑市上可以炒到上萬(wàn)元，這就是弱渠道者的無(wú)奈。 中國(guó)擁有千億級(jí)的市場(chǎng)，并且每年以8%-10%的速度增長(zhǎng)著。 無(wú)論是從產(chǎn)業(yè)盈利的角度還是供應(yīng)鏈安全的角度，都將吸引越來(lái)越多的企業(yè)和資本進(jìn)駐。 ”這恐怕也是華為近期宣布將獨(dú)立進(jìn)行IGBT芯片研發(fā)的原因。

 

　　張冬先生也進(jìn)一步坦言： “雖然國(guó)內(nèi)的IGBT芯片行業(yè)尚屬藍(lán)海，也不乏運(yùn)營(yíng)得成功的企業(yè)，但是必須看到這個(gè)行業(yè)的卡位者們還有很長(zhǎng)一段‘從高仿到原創(chuàng)’的路要走。 ”來(lái)源：內(nèi)容來(lái)自「 時(shí)代周報(bào) 」，謝謝。