王占奎：我國(guó)電力電子技術(shù)發(fā)展五十余年

4│硅基IGBT已經(jīng)量產(chǎn)并逐步占領(lǐng)市場(chǎng)
    絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）是目前世界用量最大，用途廣泛的電力電子器件，估計(jì)我國(guó)目前超過(guò)100億元人民幣，變頻器一項(xiàng)可超過(guò)60億元人民幣，變頻行業(yè)的市場(chǎng)估計(jì)有300億元人民幣，變頻器中20-30%的成本為IGBT器件（高壓變頻器少一點(diǎn)，因?yàn)槌杀局杏幸慌_(tái)特種變壓器）如果把各種AC-DC、DC-DC、DC-AC電源、風(fēng)電變流器、光伏發(fā)電的逆變器、高鐵、動(dòng)車、地鐵及SVC、SVG等用的IGBT統(tǒng)計(jì)起來(lái)，市場(chǎng)值將超過(guò)100億元人民幣。過(guò)去，這個(gè)市場(chǎng)全部由英飛凌、ABB、富士、三菱、東芝等外國(guó)公司控制。近幾年，由于嘉興斯達(dá)、江蘇宏微、威海新佳、南車時(shí)代等采用后道工藝封裝，占領(lǐng)了不到10億的市場(chǎng)，但芯片仍從國(guó)外進(jìn)口，因而中國(guó)芯問(wèn)題是IGBT量產(chǎn)的核心問(wèn)題。2014年6月報(bào)導(dǎo)南車8英寸IGBT下線，非常振奮人心。但愿IGBT中國(guó)芯從此得到解決或者逐步解決，這是國(guó)人的最大希望。

表2  西安派瑞功率半導(dǎo)體變流技術(shù)有限公司（西安電力電子技術(shù)研究所）高壓直流輸電用大功率晶閘管鑒定驗(yàn)收情況

表3  西安派瑞功率半導(dǎo)體變流技術(shù)有限公司（西安電力電子技術(shù)研究所）直流輸電項(xiàng)目業(yè)績(jī)表

    筆者近幾月到IGBT生產(chǎn)單位參觀學(xué)習(xí)，歸結(jié)我國(guó)現(xiàn)在IGBT的產(chǎn)業(yè)化有三種模式：

1．斯達(dá)模式——封裝
    嘉興斯達(dá)是目前我國(guó)IGBT封裝企業(yè)銷量最大的公司。2014年計(jì)劃銷售4億元人民幣。我和大連普傳張海杰董事長(zhǎng)一起考察了斯達(dá)，沈華總經(jīng)理接待了我們，沈總講6月份出貨5000萬(wàn)元。我和張總都看到：嘉興斯達(dá)發(fā)展得不錯(cuò)，有了自己的三棟廠房、進(jìn)口了滿足封裝要求的關(guān)鍵設(shè)備和檢測(cè)設(shè)備，有了超凈和純水及液氮等條件設(shè)施，已經(jīng)有了半導(dǎo)體工廠的樣子；固定資產(chǎn)已經(jīng)有2.8億元人民幣。沈華總經(jīng)理講設(shè)備進(jìn)晚了，否則第三棟廠房也用起來(lái)了。他滿懷信心地說(shuō)：“一定把好質(zhì)量關(guān)，把IGBT做好”。沈總介紹，他今年在歐洲成立一個(gè)合資公司，斯達(dá)占70%的股份，德國(guó)占30%，注冊(cè)在瑞士，辦公在德國(guó)紐倫堡，合伙人是西門康原總工帶領(lǐng)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)，寄希望將IGBT銷售歐洲。

    嘉興斯達(dá)封裝的IGBT質(zhì)量不錯(cuò)，得到了用戶的認(rèn)可。但芯片和DBC等輔料還要從國(guó)外進(jìn)口，這是封裝公司的缺憾，沒(méi)有解決中國(guó)芯問(wèn)題。封裝IGBT的公司還有宏微、新佳、北車等多家。

2．南車模式——從芯片到封裝
    南車時(shí)代是我國(guó)電力電子行業(yè)第一個(gè)8英寸產(chǎn)線下線的企業(yè)，也是我們電力電子行業(yè)第一家從芯片開始生產(chǎn)IGBT的企業(yè)。吳煜東總經(jīng)理陪同我看了產(chǎn)線并介紹了南車的發(fā)展。

    2008年，南車在歐洲金融危機(jī)時(shí)，用不到1億元收購(gòu)了丹尼克斯半導(dǎo)體公司75%的股權(quán)，掌握了IGBT基礎(chǔ)技術(shù)，隨后在英國(guó)成立功率半導(dǎo)體海外研發(fā)中心，培養(yǎng)出一支掌握IGBT核心技術(shù)的團(tuán)隊(duì)。從4英寸到8英寸，僅用了6年時(shí)間，建立了完整的溝槽線寬0.35μm的IGBT產(chǎn)線，在溝槽技術(shù)、高能離子注入，超薄片加工，激光退火等關(guān)鍵工藝有了突破?？催^(guò)南車，大有中國(guó)IGBT芯片有了產(chǎn)線、有了IGBT的中國(guó)芯之感。除祝福南車，更感受南車人的敬業(yè)精神和對(duì)IGBT的赤誠(chéng)，我遇到的南車人，都對(duì)南車的發(fā)展感到自豪。除南車8英寸生產(chǎn)線外，南車的資本經(jīng)營(yíng)非常驚人。他們已有南車時(shí)代電氣（香港上市）、南車株洲所（香港上市）、時(shí)代新材料（A股上市）、丹尼克斯（加拿大上市）。他們脫離了鐵道部對(duì)他們的哺育，做著創(chuàng)造性的事情。當(dāng)然，IGBT的硅單晶和DBC等輔料等還要從國(guó)外進(jìn)口。

3．中科君芯模式——代工、
    說(shuō)起敬業(yè)精神，我總忘不了中科君芯這個(gè)團(tuán)隊(duì)。江蘇中科君芯科技有限公司是以中國(guó)科學(xué)院微電子研究所硅器件與集成技術(shù)研究室、中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)研究發(fā)展中心電力電子器件研發(fā)實(shí)驗(yàn)室為核心的研發(fā)實(shí)體。擁有7名博士，19名碩士以及從IR歸來(lái)的張杰和原微電子所朱陽(yáng)軍等博士生導(dǎo)師，成立于2011年11月，秉承著“惟精惟一”的開拓創(chuàng)新精神，一直專注于IGBT芯片技術(shù)和產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)。并請(qǐng)華潤(rùn)上華、上海華虹等晶圓廠代工，研發(fā)芯片及代工封裝IGBT，據(jù)介紹，中科君芯是國(guó)內(nèi)率先也是目前唯一真正實(shí)現(xiàn)溝槽場(chǎng)截止技術(shù)芯片規(guī)?；慨a(chǎn)的企業(yè)。產(chǎn)品8A-150A、600-6500V系列芯片及15A～1200A系列模塊產(chǎn)品，在電磁感應(yīng)加熱，逆變焊機(jī)都有一定的應(yīng)用，產(chǎn)品與國(guó)際著名品牌性能相比無(wú)差異。在2500V壓接式，3300V焊接式/壓接式也取得重要突破。

    代工是國(guó)際上產(chǎn)品通用的模式，投資少，見效快，而且可以享受代工廠的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。