厚积薄发,尚阳通亮剑IGBT赛场

来源:爱集微 #尚阳通#
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集微网消息,在“碳达峰、碳中和”的大趋势下,新能源市场、变频家电、工业控制等行业加速发展将推动被誉为电力电子行业“CPU”的IGBT市场持续高速增长。同时“十四五”规划明确将IGBT列为未来重点攻关技术之一,市场和政策双加持迅速推动着国内IGBT行业的国产化进程。

成立于2014年的功率半导体设计公司深圳尚阳通科技,在超级结MOSFET等功率半导体和电源管理市场上打下了坚实的客户基础,并以此为契机亮剑IGBT赛场,迅速推出覆盖650V-1200V应用的系列IGBT产品。

IGBT新兴应用层出不穷,器件优化目标迫在眉睫

IGBT是由BJT和MOSFET组成的复合功率半导体器件,既具备MOSFET的开关速度高、输入阻抗高、控制功率小、驱动电路简单、开关损耗小的优点,又有BJT导通电压低、通态电流大、损耗小的优点,在高压、大电流、高速等方面有突出的产品竞争力,已成为电力电子领域开关器件的主流发展方向,在轨道交通、消费电子、智能电网、航空航天等领域被广泛使用。

各国节能减排政策背景下,新能源汽车、新能源发电、工业控制、变频白色家电等节能产品市场规模不断扩大。中国也正大力推动以新能源为主体的新型电力系统,其中新能源发电、柔性输配电、储能、用电等各个环节构成未来的能源互联网,这些新兴应用的蓬勃发展推动IGBT市场的高速增长。

尚阳通指出,IGBT器件除了在新能源汽车中使用量不断增加,仍然不断有更多新的应用场景出现。例如今年来比较火爆的便携式储能,可以作为家庭及户外的应急电源或后备电源使用;由MOS或传统机械器件替换为IGBT的应用场景,例如高频电源中部分MOS可以替换为IGBT器件,IGBT器件替代传统机械器件等;SiC方案需要降本,也可以用IGBT器件来替换SiC器件。这些场景通过使用IGBT器件,使得客户原有方案在特定的应用需求下,得到额外的性价比方案。

应用市场的快速壮大也对IGBT器件提出更多新的需求。尚阳通指出,在降低通态损耗、降低开关损耗、提高稳健性,减少短路和雪崩击穿等方面均是业内致力于优化的目标。首先,IGBT仍然不断向高压产品扩展,从当前的1200V到1700V、3300V器件是业内努力的方向;其次,器件电流密度不断提高,需要在IGBT器件设计和制造工艺两方面继续改善,通过优化晶胞间距尺寸等在更小的单位面积上实现更大的电流;最后就是安全工作区和长期可靠性要求不断提高,以适应更恶劣的应用环境。

国产IGBT厂商奋起直追,尚阳通势如破竹

面对巨大的市场前景,国内IGBT市场长期以来却由英飞凌、三菱、富士电机、安森美、ABB等国际厂商所垄断,尤其中高端MOSFET及IGBT主流器件市场上,90%主要依赖进口。可喜的是近些年来,功率半导体产业在国家政策的扶持下慢慢地由低端产品开始向高端产品进行国产化替代演变,国内涌现出众多优秀的企业。

尚阳通从成立之初就定位于做差异化的产品,通过超一流的工艺开发和IC设计能力,尚阳通推出一系列能够对标一线国际厂商的产品,并积极布局5G、云计算等新兴市场,针对这些市场积极研发SJ MOSFET和SGT MOSFET,获得了众多客户一致认可。在持续优化MOSFET性能的同时,立足于MOSFET领域积累的成功经验和优质客户群,尚阳通积极挺进IGBT赛道,紧跟市场潮流研发贴合应用需求的IGBT产品。

通过不断的技术研发和迭代,目前尚阳通IGBT产品已经演进到第二代,电流密度得以大幅提升,研发中的第三代IGBT将继续提高电流密度、扩展电流和电压等级范围,同时提升IGBT产品化能力。随着技术的演进和优化,尚阳通IGBT产品已逐渐进入汽车电子(如充电桩、车载电源)、电机驱动(如变频器)、电池管理、光伏逆变等应用。

尚阳通在IGBT领域的优势显而易见。首先,相比国内同行,公司的产品布局更广泛,在大电流、大电压方向规划了系列型号,规格不断完善,封装形式也在不断补足,产品已经得到客户大批量的使用,反馈十分不错。第二,尚阳通从成立起就基于晶圆自主设计功率器件,因此具有IGBT管芯的所有知识产权。第三, IGBT器件代工基于国内先进的功率器件代工厂,工艺和技术代更接近于世界一流厂商的水平。最后,尚阳通定位于相对高端的市场客户,比如高频电源、光伏逆变器等市场,竞争相对较少,产品毛利也更高。

随着性能不断提升,IGBT器件应用领域扩展到更宽的范围,除了工业应用,在许多其他功率变换系统中,也开始取代大功率双极晶体管(GTR)、MOSFET,甚至出现替代门关断晶闸管(GTO)等产品的趋势。在这方面,尚阳通IGBT产品可以替代传统MOS,带来成本和性能的双赢。

广阔的市场空间,再加上国产替代趋势和汽车行业缺芯潮,更为国产IGBT厂商插上腾飞的翅膀。

功率器件承担着汽车电气化进程中控制动力系统的任务,其关键性能很大程度上决定着新能源汽车的发展。同时由于车载的特殊环境,对功率器件的要求也变得更加苛刻。过去汽车厂商对于车载半导体的验证流程和验证周期都十分严苛,在当前特殊时期,他们会在保证完整的验证流程的情况下适当缩短验证周期,加速了国产IGBT等器件的导入过程。

“更大的转变是,当前车厂有着万分的意愿采用国产半导体器件,甚至主导找上门沟通,这是以前从未有过的。这对我们供应商来说是千载难逢的导入机会。”尚阳通强调,“在车用IGBT器件方面,尚阳通对产品更高的工作结温、更高的功率密度、更高的产品一致性和可靠性等方面都有着严格的把控。同时基于客户和市场的真实需求,随时可以准备好车规认证和产品导入。”

未来,尚阳通将坚定地向更先进的工艺、更全面的产品规格、更广泛的应用和客户布局。借此在时代赋予的发展窗口期,依托市场需求不断优化技术,提供高可靠、高性价比的产品,满足客户快速发展的需求。

(校对/落日)

责编: 刘燚
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