ผลิตภัณฑ์เซมิคอนดักเตอร์สามารถแบ่งออกเป็นวงจรรวม อุปกรณ์แบบแยกส่วน และประเภทอื่นๆ ซึ่งอุปกรณ์ไฟฟ้าของเซมิคอนดักเตอร์เป็นส่วนสำคัญของอุปกรณ์แบบแยกส่วน อุปกรณ์ที่ไม่ต่อเนื่องหมายถึงองค์ประกอบวงจรพื้นฐานที่มีฟังก์ชันเดียว ซึ่งส่วนใหญ่ตระหนักถึงการประมวลผลและการแปลงพลังงานไฟฟ้า อุปกรณ์แยกส่วนส่วนใหญ่ประกอบด้วยไดโอดกำลัง ทรานซิสเตอร์กำลัง ไทริสเตอร์ MOSFET IGBT และผลิตภัณฑ์อื่นๆ ในหมู่พวกเขา ตลาดปัจจุบันมีความกังวลมากขึ้น และปริมาณค่อนข้างมากคือ IGBT
& quot;IGBT" ย่อมาจาก insulated gate bipolar transistor. โมดูล IGBT เป็นผลิตภัณฑ์เซมิคอนดักเตอร์แบบโมดูลาร์ที่บรรจุโดยชิป IGBT และ FWD (ชิปไดโอดอิสระ) ผ่านวงจรบริดจ์เฉพาะ โมดูล IGBT มีลักษณะของการประหยัดพลังงาน การติดตั้งและบำรุงรักษาที่สะดวก และการกระจายความร้อนที่เสถียร ปัจจุบัน ผลิตภัณฑ์โมดูลาร์ส่วนใหญ่ที่จำหน่ายในท้องตลาดเป็นผลิตภัณฑ์แบบแยกส่วนดังกล่าว โดยทั่วไปแล้ว IGBT ยังหมายถึงโมดูล IGBT
IGBT เป็นอุปกรณ์หลักสำหรับการแปลงและส่งพลังงาน หรือที่รู้จักกันทั่วไปว่า"CPU" ของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง การใช้ IGBT สำหรับการแปลงพลังงานสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพและคุณภาพของการใช้พลังงานได้ มีลักษณะเฉพาะของประสิทธิภาพสูงและประหยัดพลังงานและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม เป็นการแก้ปัญหาการขาดแคลนพลังงานและลดคาร์บอน เทคโนโลยีสนับสนุนที่สำคัญสำหรับการปล่อยมลพิษ
ทิศทางการพัฒนาในปัจจุบันส่วนใหญ่เป็นการเปลี่ยนแปลงโครงสร้าง เช่นเดียวกับการปรับปรุงเทคโนโลยีการแปรรูปแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอน เทคโนโลยีการบรรจุภัณฑ์ ฯลฯ แนวโน้มการพัฒนาคือการลดความสูญเสียและลดต้นทุนการผลิต ในปัจจุบัน วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่มีซิลิกอนใกล้ถึงขีดจำกัดทางกายภาพภายใต้คุณสมบัติของวัสดุ วัสดุเซมิคอนดักเตอร์แบบผสมรุ่นที่สามได้เข้าสู่กระบวนการทางอุตสาหกรรมอย่างรวดเร็ว การเตรียมการ กระบวนการผลิต และฟิสิกส์ของอุปกรณ์ของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์แบบ Wide-bandgap ที่แสดงโดย SiC และ GaN มีการพัฒนาอย่างรวดเร็ว
02 ตลาดอุปกรณ์ไฟฟ้า
ตลาดเซมิคอนดักเตอร์นั้นร้อนแรงมาก แต่อุปกรณ์ไฟฟ้าได้รับความนิยมมากกว่าเซมิคอนดักเตอร์ ผลิตในประเทศจีนปี 2025 แกนหลักคืออุปกรณ์ไฟฟ้า ในฐานะที่เป็นอุตสาหกรรมเกิดใหม่เชิงกลยุทธ์ระดับชาติ IGBT มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านการขนส่งทางรถไฟ สมาร์ทกริด การบินและอวกาศ ยานยนต์ไฟฟ้า และอุปกรณ์พลังงานใหม่
ในสาขายานยนต์พลังงานใหม่: โมดูล IGBT คิดเป็นเกือบ 10% ของต้นทุนรถยนต์ไฟฟ้า และประมาณ 20% ของต้นทุนการชาร์จกอง ในด้านของยานยนต์พลังงานใหม่ ส่วนใหญ่จะใช้ใน A) ระบบควบคุมไฟฟ้าอินเวอร์เตอร์ DC/AC (DC/AC) กำลังสูงกำลังขับมอเตอร์รถ B) ระบบควบคุมเครื่องปรับอากาศในรถยนต์อินเวอร์เตอร์ DC/AC (DC/AC) พลังงานต่ำ ใช้ IGBT และ FRD ที่มีกระแสไฟน้อยกว่า C) โมดูล IGBT ในกองชาร์จกองชาร์จอัจฉริยะใช้เป็นองค์ประกอบการสลับ
สมาร์ทกริดฟิลด์: นำไปใช้กับด้านการผลิตไฟฟ้า วงจรเรียงกระแสและอินเวอร์เตอร์ในการผลิตพลังงานลมและการผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ ทั้งหมดต้องใช้โมดูล IGBT ที่จุดสิ้นสุดของการส่ง เทคโนโลยีการส่งสัญญาณแบบยืดหยุ่นของ FACTS ในการส่งสัญญาณ UHV DC ต้องใช้อุปกรณ์ไฟฟ้าจำนวนมาก เช่น IGBT ที่จุดสิ้นสุดของหม้อแปลง IGBT เป็นส่วนประกอบสำคัญของหม้อแปลงไฟฟ้ากำลังไฟฟ้า (PET) ผู้บริโภค ไฟฟ้าสีขาวในครัวเรือน เตาอบไมโครเวฟ ไดรเวอร์ไฟ LED ฯลฯ ล้วนมีความต้องการ IGBT สูง
สนามขนส่งทางราง: อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังกระแสหลักสำหรับเครื่องแปลงฉุดยานพาหนะทางรางและตัวแปลงเสริมต่างๆ
ผู้เชี่ยวชาญคาดการณ์ว่าตลาด IGBT ทั้งหมดจะอยู่ที่ประมาณ 10 พันล้านดอลลาร์ในปี 2020 โดยมีอัตราการเติบโตต่อปีมากกว่า 15% บริษัทต่างชาติที่พัฒนาอุปกรณ์ IGBT ได้แก่ Infineon, ABB, Mitsubishi, Ximen Kang, Toshiba และ Fuji ตลาดเซมิคอนดักเตอร์กำลังของจีน' มีสัดส่วนมากกว่า 50% ของตลาดโลก แต่ในตลาดอุปกรณ์กระแสหลัก MOSFET และ IGBT ระดับกลางถึงระดับสูง 90% ส่วนใหญ่อาศัยการนำเข้า ซึ่งโดยทั่วไปแล้วถูกผูกขาด โดยบริษัทต่างประเทศ ยุโรป อเมริกา และญี่ปุ่น
IGBT มีแรงดันไฟฟ้าหลากหลายตั้งแต่ 400V ถึง 6500V ดังนั้นจึงเป็นเรื่องยากสำหรับผู้ผลิตที่จะผูกขาดตลาด ผู้ผลิตส่วนใหญ่เลือกสาขาที่เชี่ยวชาญของตนเอง
Infineon, Mitsubishi และ ABB มีข้อได้เปรียบอย่างแท้จริงในด้าน IGBT อุตสาหกรรมที่มีระดับแรงดันไฟฟ้าสูงกว่า 1700V; พวกเขาเกือบจะผูกขาดในด้านเทคโนโลยี IGBT แรงดันสูงที่มีระดับแรงดันไฟฟ้าสูงกว่า 3300V Ximenkang, Fairchild และอื่นๆ อยู่ในตำแหน่งที่ได้เปรียบในด้าน IGBT สำหรับผู้บริโภคที่มีระดับแรงดันไฟฟ้า 1700V หรือต่ำกว่า
03 การจัดจำหน่ายอุตสาหกรรมและองค์กรหลัก
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา อุตสาหกรรม IGBT ของจีน' ได้สร้างห่วงโซ่อุตสาหกรรม IGBT ที่สมบูรณ์ของโหมด IDM และโหมดโรงหล่อ และกระบวนการของการแปล IGBT ก็เร่งขึ้น วัสดุ bandgap แบบกว้างที่แสดงโดย SiC และ GaN มีข้อได้เปรียบในการทำลายขีดจำกัดด้านประสิทธิภาพของอุปกรณ์ซิลิกอนแบบดั้งเดิม , มันเป็นกลยุทธ์สูงและมองไปข้างหน้า. อุปสรรคทางเทคนิคอยู่ที่การเตรียมวัสดุ และช่องว่างทางเทคโนโลยีระหว่างเทคโนโลยีในประเทศและต่างประเทศก็แคบลงอย่างต่อเนื่อง
จากมุมมองของพื้นที่ภายในประเทศ Bohai Sea Rim คือปักกิ่งและเทียนจิน Beijing Yizhuang ได้ตระหนักถึงการรวมตัวของ SMIC, North China Innovation, Verizon, Infineon, Chipone North, Huazhuo Jingke และองค์กรอื่น ๆ เปิดต้นน้ำและปลายน้ำของห่วงโซ่อุตสาหกรรมและสร้างห่วงโซ่อุตสาหกรรมวงจรรวมที่สมบูรณ์ของส่วนประกอบและวัสดุ การออกแบบ ฯลฯ รวบรวมวิสาหกิจต้นน้ำและปลายน้ำเกือบร้อยแห่ง และยังมีโรงหล่อบางแห่งในเทียนจิน มีเพียง Xi'an ทางตะวันตก Xi'an มี Xinpai, Aipark, Yongdian และอื่นๆ
ที่แข็งแกร่งที่สุดคือในมณฑลเจียงซู กระจุกตัวอยู่ในอู๋ซีและซูโจว โดยเฉพาะอู๋ซี โรงเรียนทหาร Whampoa หรือที่รู้จักในชื่อวงจรรวมของจีน' ได้พัฒนาส่วนประกอบหลายอย่างแล้ว ไม่ว่าจะเป็นโรงหล่อหรือบริษัทออกแบบ หลายแห่งอยู่ในอู๋ซี เซินเจิ้นแข็งแกร่งกว่าในด้านแอพพลิเคชั่นอุปกรณ์ไฟฟ้า และโรงหล่อขนาดเล็กบางแห่งก็เริ่มผลิตอุปกรณ์ไฟฟ้าด้วย
Zhuzhou CRRC Times Electric: บริษัท ในประเทศเพียงแห่งเดียวที่เชี่ยวชาญด้านชิป IGBT และเทคโนโลยีโมดูลรางความเร็วสูงโดยอิสระ โดยมุ่งเน้นไปที่โมดูลแรงดันสูง 1200V-6500V สร้างหน่วยธุรกิจเซมิคอนดักเตอร์ของตัวเอง IGBT park พร้อมสายชิป IGBT และโมดูลสนับสนุน สายการบรรจุ
BYD: มุ่งเน้นไปที่โมดูล IGBT ระดับอุตสาหกรรมและโมดูล IGBT ระดับยานยนต์ โดยมีส่วนแบ่งตลาด 18% ในปี 2019 รองจาก Infineon เท่านั้น ในปี 2020 ธุรกิจเซมิคอนดักเตอร์จะถูกบูรณาการและ"BYD Semiconductor Co., Ltd." จะจัดตั้งขึ้น มีการวางแผนว่าสัดส่วนของอุปทานภายนอกของ IGBT จะเกิน 50% ในปี 2020 โครงการ IGBT ด้วยเงินลงทุนรวม 1 พันล้านหยวนจะเริ่มขึ้นในฉางซา และจะมีการออกแบบสายการผลิตที่มีกำลังการผลิตแผ่นเวเฟอร์ขนาด 8 นิ้วจำนวน 250,000 ชิ้นต่อปี
Silan Micro: ผู้ผลิตผลิตภัณฑ์ IGBT ชั้นนำในประเทศ โดยส่วนใหญ่เป็นกระบวนการ IGBT แบบเจาะทะลุ 300-600V, กระบวนการ IGBT แบบช่องเจาะแบบไม่เจาะ 1200V เป็นหนึ่งในบริษัทในประเทศไม่กี่แห่งที่พัฒนาจากบริษัทออกแบบชิปบริสุทธิ์สู่ โมเดล IDM (การออกแบบที่ผสานรวมกับการผลิต) เป็นบริษัทผลิตภัณฑ์เซมิคอนดักเตอร์ที่ครอบคลุมซึ่งมีรูปแบบการพัฒนาหลัก หนึ่งในตลาดที่กำหนดเป้าหมายโดยผลิตภัณฑ์ IGBT ของบริษัท's คือสนามพลังงานสีขาวระดับผู้บริโภค
Jilin China Micro: การบูรณาการการออกแบบ IGBT การประมวลผล บรรจุภัณฑ์และการทดสอบ มีอุปกรณ์แยกส่วนพลังงานแบบแยกส่วนและสายการผลิตชิป IC อุปกรณ์ไฟฟ้าเซมิคอนดักเตอร์ในประเทศ 5 อันดับแรก และบริษัทจดทะเบียนรายแรกในสาขานี้
จงฮวน: ธุรกิจหลักคือการผลิตและจำหน่ายอุปกรณ์แยกเซมิคอนดักเตอร์ ซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์ และเวเฟอร์ซิลิคอน ในปี 2015 IGBT สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคได้รับการผลิตเป็นจำนวนมาก ส่วน IGBT แรงดันสูงกำลังอยู่ระหว่างการพัฒนา และสามารถใช้อุปกรณ์ประหยัดพลังงานในการชาร์จกองได้
Xi' an Yongdian: 1200V-6500V/75A-2400A โมดูลไฟฟ้าแรงสูง ส่วนใหญ่สำหรับสนามไฟฟ้าแรงสูง เช่น การขนส่งทางรถไฟและสมาร์ทกริด
Zhongke Junxin: บริษัทร่วมทุนระหว่างจีนและต่างประเทศที่มุ่งเน้นการวิจัยและพัฒนาชิปอิเล็กทรอนิกส์ เช่น IGBT และ FRD เป็นองค์กรในประเทศเพียงแห่งเดียวที่เชี่ยวชาญเทคโนโลยีชิป IGBT แรงดันเต็ม 650V-6500V อย่างเต็มที่สำหรับการทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า เครื่องใช้ในครัวเรือนที่แปลงความถี่ เครื่องเชื่อมอินเวอร์เตอร์ อินเวอร์เตอร์อุตสาหกรรม พลังงานใหม่ และสาขาอื่นๆ เป็นองค์กรในประเทศแห่งแรกที่พัฒนาเทคโนโลยีการตัดช่องประตูร่องลึกและบรรลุการผลิตจำนวนมาก
Jiejie Microelectronics: ในด้านอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์กำลังในประเทศ อุปกรณ์ไทริสเตอร์และชิปชิป IDM (ผู้ผลิตส่วนประกอบแบบบูรณาการ ซึ่งครอบคลุมห่วงโซ่อุตสาหกรรมชิปทั้งหมด การรวมการออกแบบชิป การผลิต บรรจุภัณฑ์และการทดสอบ) ผู้ผลิตเซมิคอนดักเตอร์ อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์กำลังสำหรับธุรกิจหลักคิดเป็น 49.92% และชิปเซมิคอนดักเตอร์กำลังคิดเป็น 35.11%
Star Semiconductor: ซัพพลายเออร์โมดูล IGBT ที่ใหญ่เป็นอันดับแปดของโลก และเป็นบริษัทจีนเพียงแห่งเดียวที่เข้าสู่โลก's TOP10 อันดับ ธุรกิจหลักคือการออกแบบ พัฒนา และผลิตชิปและโมดูลเซมิคอนดักเตอร์กำลังไฟฟ้าที่ใช้ IGBT และการขายในรูปแบบของโมดูล IGBT ชิป IGBT และชิปไดโอดกู้คืนอย่างรวดเร็วซึ่งพัฒนาและออกแบบโดยบริษัทอย่างอิสระ เป็นหนึ่งในความสามารถในการแข่งขันหลักของบริษัท'
04 แนวโน้มการลงทุน
เนื่องจากตลาด IGBT ที่ร้อนแรง ทำให้เยอรมนี's Infineon Technology ซึ่งมีส่วนแบ่งทั่วโลกมากที่สุด ลงทุน 1.6 พันล้านยูโรเพื่อสร้างโรงงานแห่งใหม่ในออสเตรีย ซึ่งคาดว่าจะเริ่มดำเนินการได้ภายในสิ้นปี 2564 โรงงานในนิวยอร์กของ ON Semiconductor จะลงทุน 430 ล้านดอลลาร์สหรัฐภายในสิ้นปี 2565 โตชิบาจะลงทุนประมาณ 80 พันล้านเยนเพื่อเพิ่มกำลังการผลิตภายในปี 2566 และ Fuji Electric จะลงทุน 120 พันล้านเยนทั้งในและต่างประเทศภายในปี 2566
Silan Micro's โครงการสายการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ชิปสำหรับกระบวนการผลิตขนาด 12 นิ้วที่มีลักษณะเฉพาะเพิ่งถูกนำไปผลิต และเฟสที่สองของ 12 พันล้านกำลังมา Star Semiconductor วางแผนที่จะลงทุน 229 ล้านหยวนเพื่อสร้างโครงการอุตสาหกรรมโมดูลซิลิกอนคาร์ไบด์เต็มรูปแบบในเจียซิ่ง China Resources Micro ตั้งใจที่จะสร้างบรรจุภัณฑ์เซมิคอนดักเตอร์กำลังและโครงการฐานการทดสอบเพื่อวางสายการผลิตบรรจุภัณฑ์อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ขั้นสูง Yangjie Technology ระดมทุน 1.5 พันล้านหยวนเพื่อลงทุนในโครงการบรรจุภัณฑ์และทดสอบชิปเซมิคอนดักเตอร์ Wingtech' s รวม 10 พันล้าน Wuxi ODM ซูเปอร์โรงงานอัจฉริยะและศูนย์ R&D และศูนย์การผลิตเวเฟอร์อัตโนมัติเซมิคอนดักเตอร์พลังงานเกรดยานยนต์ Shanghai Lingang ขนาด 12 นิ้ว ด้วยการลงทุนรวม 12 พันล้าน นอกจากนี้ บริษัทต่างๆ เช่น Nitrogen Silicon Technology, Ugallium Technology, Zhizhan Technology, Chaoxinxing Semiconductor, Tongguang Crystal และ Zhanxin Electronics ต่างก็ได้รับเงินทุนในขนาดต่างๆ กัน
บริษัทจดทะเบียนในประเทศหลายแห่งยังได้ประกาศอย่างเป็นทางการว่าพวกเขาจะเข้าสู่ตลาด IGBT และเพิ่มธุรกิจ IGBT ตัวอย่างเช่น หุ้น Taiji ได้สร้างสายการผลิตบรรจุภัณฑ์และการทดสอบ ลงทุนใน Puluan Semiconductor และปรับใช้การออกแบบชิป IGBT และธุรกิจที่เกี่ยวข้องกับโรงหล่อ