随着中国半导体产业黄金发展期的脚步加快,中国企业正在成为全球半导体产业扩张的主要力量,中国半导体产业的不断壮大将深刻影响全球半导体产业的格局。
我国是世界上最大的IGBT消费国,IGBT消费市场目前约有80亿元的规模。“中国制造2025”发展规划颁布之后,工业智能化和绿色化发展成为主题,对智能控制芯片和IGBT等功率半导体有了更多需求。
中国高铁“空心化”的历史正在终结。近日,中车株洲电力机车研究所研发的8英寸IGBT(绝缘栅双极型晶体管)高铁控制系统成功中标印度机车市场。这是我国高铁装备核心器件首次获得海外批量订单。
作为新一代功率半导体器件,IGBT是国际上公认的电力电子技术第三次革命最具代表性的产品。“通俗地讲,IGBT芯片就是高铁列车的核心动力心脏,类似于手机里的CPU芯片。”中车株洲所旗下子公司时代电气总工程师尚敬说。
“中车株洲所研发大功率半导体器件,从1964年就开始了。”尚敬说。随着交流传动技术在轨道交通广泛应用,IGBT成为主流大功率开关器件。然而,当时的IGBT技术与产品被国外少数几家公司所垄断,轨道交通应用领域所需高压IGBT全部依赖进口。2006年,中车株洲所开始谋划IGBT技术研究。
转折点发生在2008年。中车株洲所时代电气成功并购英国丹尼克斯公司,引进了丹尼克斯6英寸IGBT的生产技术。
“并购丹尼克斯,目标就是要实现IGBT完全国产化。”中车株洲所时代电气副总经理刘国友说。此时,出现了两种不同声音:一种坚持原封不动地将丹尼克斯6英寸IGBT生产线复制到国内,尽快实现产业化;一种则认为应该升级技术,建设一条更先进的8英寸IGBT生产线。
“大部分人主张原封不动地将6英寸线搬过来。”刘国友说,这一次,中车株洲所力排众议,提出新产业基地应基于丹尼克斯技术,但不限于此,要充分吸收IGBT技术创新发展成果。
2011年5月,中车株洲所投入约16亿元,建设国内第一条8英寸IGBT芯片生产基地;2014年6月,该生产线建成投产,这是世界上第二条8英寸IGBT专业芯片生产线,11月,装有首批自主8英寸IGBT芯片的模块在云南昆明地铁成功运行,中车株洲所自主研制生产的8英寸IGBT芯片打破了国外高端IGBT技术垄断,实现从研发、制造到应用的完全国产化。
中国中车永济电机公司研发的高压大功率6500V/200AIGBT模块,标志着中国拥有了完全自主知识产权的世界最高电压等级IGBT模块设计和制造技术。更多相关半导体器件芯片市场分析信息请咨询中国报告大厅发布的《2016-2021年中国半导体器件芯片行业发展分析及投资潜力研究报告》。
更重要的是,“IGBT芯片的研发成功意味着,按中国标准制造的高铁上,将安装具有我国完全自主知识产权的‘中国芯’。”尚敬介绍,中车株洲所也成为我国唯一全面掌握高铁动力系统的企业。
据了解,中车株洲所近3年科研投入总计超57亿元,创新投入对企业效益增长立竿见影,连续3年收入和利润增幅都超过20%。
据了解,作为新一代电力半导体器件,IGBT(绝缘栅双极型晶体管)广泛应用于新能源、轨道交通、电动汽车、智能电网等领域。作为高铁列车牵引传动系统的核心部件,IGBT模块直接影响着高铁列车能否瞬间起跑、舒适飞驰和稳定停车。
下一步中国中车将推动6500V/200AIGBT模块的商业化应用,进一步完善高压大功率IGBT芯片设计、制造、封装、测试、应用产业链,提升中国装备制造业“走出去的”竞争力。
IGBT国产化趋势明确,爆发时点已到。IGBT芯片进口比例超九成,市场替代空间大,国内已形成了IDM模式和代工模式的IGBT完整产业链。