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赛晶科技:在IGBT国产化的道路上一往无前

以下文章来源于《变频器世界》 ,编辑明菲


近年来,受益于社会经济、技术水平的进步以及应用领域的拓宽,功率半导体的市场空间稳步增长。新能源汽车及充电桩、智能装备制造、物联网、新能源发电、轨道交通等新兴领域逐渐成为功率半导体的重要应用市场,大大增加了对功率半导体器件的需求。

而随着IGBT需求持续增长,行业出现“供需失衡”的情况,国内市场甚至出现“一芯难求”的局面。芯片紧缺给各个行业带来重大影响的同时也加速了“国产替代”的步伐。一直以来,功率半导体行业集中度高,中高端市场长期被国外厂商垄断,但近年来国产功率半导体厂商取得较大进步,从低端市场开始逐步向车用等高端应用市场渗透。

6月23日下午,赛晶亚太半导体IGBT生产线竣工投产仪式在赛晶IGBT生产基地成功举办,这标志着其IGBT生产线的正式投产。IGBT生产线的投产不仅有助于提高赛晶的市场竞争力,对未来的经营业绩带来积极影响,还对赛晶布局功率半导体器件产业以及未来发展具有战略性意义。那么,IGBT产线投产后,是否能够缓解目前供需失衡的市场现状?未来赛晶IGBT市场及发展战略有着怎样的布局?带着这些疑问,《变频器世界》特别走进赛晶IGBT生产基地,与赛晶科技董事长项颉就这些方面进行了探讨。


 

赛晶科技董事长 项颉

 

三年内有望覆盖大部分IGBT模块市场


2000平方米的洁净车间内,首条封装测试生产线已投入运行。“生产线正式投产,是赛晶IGBT项目的重要里程碑,也是赛晶迈向国际领先功率半导体企业的一个良好开始。”项颉激动地表示,如果一切顺利,今年四季度该条生产线将会实现量产,届时企业产品批量供货,项目产能释放,就会迅速帮助市场与企业解决缺货问题,缓解供需失衡的现状。

开展IGBT技术自主研发,打造中国高端IGBT产品,赛晶一直在行动。2019年3月,赛晶正式启动了自主技术IGBT项目。随后,2019年7月赛晶IGBT项目正式签约落户嘉善,2020年6月赛晶IGBT生产基地动工建设,同年9月赛晶首款IGBT芯片和模块产品正式推出,首条生产线于2021年6月23日竣工投产。赛晶科技IGBT一期项目共计规划建设2条IGBT芯片背面工艺生产线、5条IGBT模块封装测试生产线,建成后年产能将达到200万件IGBT模块产品。

IGBT,即绝缘栅双极型晶体管,被视为电力领域的“CPU”,是具有驱动功率小与饱和压降低等优点的半导体功率器件,被比喻为功率半导体领域皇冠上的明珠。中国制造技术发展迅速,在众多领域取得了令世界瞩目的成绩,然而IGBT作为至关重要的基础器件,国内却主要依靠进口,特别是IGBT芯片技术,距离国外企业仍存在较大差距。

项颉表示,IGBT是目前技术最先进、应用最广泛的功率半导体器件,是众多国家重点发展的新兴技术领域的关键性基础元器件。赛晶作为国产技术研发和创新的先锋,目标是打造出具备国际一流水平的国产IGBT芯片。以赛晶推出的首款i20芯片为例,通过实测,英飞凌同样规格的芯片是200A,而赛晶可以到250A,性能要高20%以上。

从目前的研发与生产进度看来,三年内,赛晶研发的芯片和模块技术将可以覆盖大部分IGBT模块市场。


三大优势助力走向IGBT国产化道路


2002年,赛晶电力电子集团有限企业成立,并同时成为了ABB在中国市场的独家分销商。随后,赛晶借助科技攻关,依靠阳极饱和电抗器等拳头产品,迅速成为特高压与柔性直流输电设备的主要供应商。2010年10月13日,赛晶电力电子在香港联交所挂牌上市。目前,企业主营业务包括输配电业务、电气化交通业务、工业及其他,拥有“功率半导体及配套器件技术”和“新兴电力技术”两大业务集群,包含十余个系列、上百种产品。

众所周知,IGBT产品投资高,风险高,要做到一定规模才有明显的收益。作为分销商的赛晶为何要走国产IGBT自主研发之路?这就要从赛晶集团创始人项颉的经历说起。曾在瑞士兰兹伯格的ABB半导体企业担任工程师的项颉,工作期间近距离接触了世界顶级企业在IGBT领域的核心技术。在被国外技术的先进性所震撼的同时,也深深地认识到了中国在该领域的落后和差距。因此,“打造属于中国自己的IGBT技术和产品”就成为了项颉最大的心愿。

经过十多年的力量积蓄,2016年起,赛晶电力电子着手开始进行IGBT相关的研发性工作,并在2018年进入电动汽车用数字式IGBT驱动的领域。项颉深知做IGBT,人才的重要性,因此花了2年的时间集结了一批来自ABB或者其它国际顶尖企业的人才,他们对于功率半导体有着很深理解与丰富经验。

2019年,赛晶电力电子启动IGBT研发及生产项目,并成立瑞士SwissSEM Technologies AG企业及赛晶亚太半导体科技(浙江)有限企业,专注打造中国国产高端IGBT产品。SwissSEM企业负责IGBT芯片的研发设计工作,总部位于瑞士,赛晶半导体企业负责IGBT模块制造工作,生产基地落户于浙江嘉善经济技术开发区。SwissSEM企业CEO Rolan拥有超过25年的行业经验,曾在ABB担任副总裁(高级管理团队成员),CTO Arnost曾任瑞士ABB半导体企业研发团队Leader。同时,赛晶亚太半导体的总经理张强曾任中国北车IGBT应用测试部负责人以及技术总监梁杰曾在中国北车以及英飞凌担任高级工程师。

赛晶从代理销售业务起步到今天拥有国际一流自主研发实力,在项颉看来,离不开其三大优势。首先是拥有世界顶尖一流的研发团队。其次是行业用户集中且稳定,企业从2000年左右就进入电力行业,有着丰富的资源与渠道,客户多为行业中的领军企业。此外,企业还生产IGBT的配套产品,拥有配套产业链。也正是有这三大优势的助力,让赛晶在IGBT国产化的道路上一路披荆斩棘。
谈及将把研发设计工作放在瑞士做的原因,项颉认为,科研要有海纳百川的胸怀,实体经济采取闭门造车的方式会很危险,只有国内外协作才能推动行业的发展。赛晶做IGBT不仅要填补国内的空白,更要走向世界,打造中国制造的IGBT名片。

2020年11月,“赛晶电力电子集团有限企业”更名为“赛晶科技集团有限企业”。提及更名的原因,项颉表示,企业的核心竞争力是科技领先,更名可以更好的反映赛晶立足于科技创新的战略定位和发展方向。目前,企业将把发展方向重点放在IGBT等核心电力电子元器件和固态开关等前沿性的电力电子技术上,这两个方向都有着较为巨大的潜力市场。“我一直追求做电力电子的前沿技术,因为我觉得要做产品,就要和别人做不一样的。"项颉说。


保障产品质量才能通过市场检验


随着“十四五”规划的落地,“碳达峰、碳中和”已成为新时代的焦点。在环保、节能的趋势和政策推动下,IGBT等功率半导体器件所发挥的作用越来越巨大,其重要性将无可替代,尤其在绿色环保与节能领域,在未来将有着更大的突破空间。“十四五”规划纲要中,明确将IGBT列为未来重点攻关技术之一,这无疑为IGBT的发展又增添了一把火。

目前全球的功率半导体器件主要由欧洲、美国、日本三个国家和地区提供。英飞凌、三菱电机、富士电机、安森美和ABB等海外厂商,凭借先进的技术和生产制造工艺,以及领先的品质管理体系,大约占据了全球70%的市场份额。而在需求端,全球约有39%的功率半导体器件产能被中国大陆所消耗,是全球最大的需求大国,但其自给率却仅有10%,严重依赖进口。
随着IGBT需求持续增长,行业出现“供需失衡”的情况。2020年,受国际形势和疫情影响,芯片市场供应出现紧缺、涨价等问题。同时,国家大力发展半导体产业,无疑加快了国产代替的进程,为国产企业带来了机遇。

“贸易摩擦事件之前,客户关心的是价格和供货,贸易摩擦事件之后,客户关注的是科技领域的自主可控。另外,受疫情影响,国外大厂的交货时间纷纷延迟。这对国产IGBT的发展是一个很好的时机。”项颉认为,国内厂商发展具有自身优势,从需求端讲,中国功率半导体需求量世界第一;从供给端讲,自主可控是发展趋势。此外,国内厂商相较于国外厂商往往具备成本与定制化的相对优势,因此国产IGBT必定会崛起。

项颉坦言,疫情爆发后,对赛晶的影响还是比较大的。首发产品的封装测试因为疫情,比原定时间延期了6-8个月,否则今年年初产品就已经可以量产了,但IGBT产品总体的研发封装速度已经十分出众。

近两年在国产替代趋势推动下,众多企业纷纷加码布局功率半导体产业。对此,项颉认为市场的有序竞争是好事,有竞争才能保证前进。半导体可以说是目前人类工程最复杂的产品,要做好不是这么容易的,企业最终还是要经过市场的检验才能存活下来。“未来对于这个行业而言,关键是产品实力。IGBT产品本身价格不贵,但一旦出现故障维修,其维修成本可能极其昂贵。所以,只有保障了产品质量,才能再谈其他。”项颉表示。

项颉透露,企业将全力推进IGBT项目的实施,尽快完成打造自主技术高端IGBT产品的战略目标,并使之成为企业长期发展的新动能。全球半导体创业的热土在中国,中国对于半导体的估值是最高的,因此企业有计划拆分IGBT业务在国内上市。 

 

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