新洁能的IGBT的技术位次分析

强驴

2021-06-27 09:26·绿帮白菜

新洁能的IGBT的特点是营收小，增速快，2021年一季度同比增522%，技术强，英飞凌6代，这是国内IGBT最高技术迭代，我经常把新洁能的IGBT发展比作卓胜微早期的射频开关，二者有诸多相似。

下面介绍IGBT。

一．新洁能的产品如图（虚线框内）

由图能看出新洁能专做MOS和IGBT，走的是功率器件的高端路线。

新洁能还有第三代半导体技术

二．MOS和IGBT和第三代半导体的发展路线

1. MOS发展如图

在MOS上，新洁能有沟槽型，超结，屏蔽栅，没有低端的平面型，走的是产品高端路线。

2. IGBT发展如图

IGBT：绝缘栅双极型晶体管，是由双极型三极管（ BJT）和MOSFET组成的复合全控型电压驱动式半导体功率器件。

新洁能携高端MOS技术，顺势进入高端IGBT领域。

新洁能是沟槽型电场截止型，直接切入英飞凌6代，走的是国内最高端。（因为英飞凌已经推出第7代，所以新洁能达不到产品最高端）

3.第三代半导体

新洁能目前已选定境内外的代工合作伙伴，1200V新能源汽车用SiC MOSFET和650V PD电源用GaN HEMT正在积极研发中。

仅从高压和车用来看，新洁能走的也是高端路线。

三．IGBT的工艺流程如图

IGBT工艺流程验证长达2.5-3月，有一个参数出现偏差，流程就要全部返工。

四．IGBT的市场（国际和国内市场规模上篇有介绍）

IGBT可分为单管、模块和智能功率模块（IPM）三类产品，根据IHSMarkit数据，2018年IGBT模块、IGBT单管和IPM市场规模占比分别为52.08%、20.99%和26.92%。

IGBT单管适用电流较小，通常在100A以下，适用功率较低。但IGBT单管外部电路复杂，封装难度高，体现IGBT制造商技术、工艺水平。

IGBT模块是由IGBT芯片与FWD（快速回复二极管）桥接封装而成的模块化半导体，多芯片通过绝缘方式并联集成封装在模块中，其安全性、可靠性得到有效提升，更适合在高压大电流场景中工作。

IPM智能模块是将IGBT器件与驱动电路、保护电路集成在一个模块上，由于其具有自我电路诊断、保护的功能，相比普通IGBT模块更智能化，常用于变频家电中。

新洁能的IGBT业务2021年一季度营收同比增长522%，但营收少，达不到披露标准。

斯达半导体领先很多。

五．技术对比

1.新洁能：

（1）IGBT

通过构建IGBT工艺技术平台，衍生开发细分型号产品，并持续升级产品工艺平台，形成了“构建-衍生-升级”的良性发展模式，从而使得公司细分型号产品能够快速、“裂变式”产生。600V-1350V的沟槽型场截止IGBT（英飞凌6代）已实现量产。完成IGBT-C 650V系列产品开发。完成1200V 中低频和高频IGBT芯片开发，产品电流规格覆盖15A~100A，形成了完整的产品系列。

量产超薄晶圆IGBT数款产品，逆导IGBT产品具备量产条件。

2021年一季度IGBT产品相较去年同期增长了522.53%。

IGBT是8英寸生产工艺工艺平台

（2）MOSFET

500V-900V的第三代超结功率MOSFET、30V-300V的屏蔽栅功率MOSFET、12V-250V的沟槽型功率MOSFET均已实现量产及系列化。开发出四代沟槽栅产品：深沟槽SJ -MOS 。

主要是8英寸工艺平台。2020年12英寸工艺平台实现沟槽型MOSFET、屏蔽栅MOSFET量产。

2.英飞凌

从 1988 年到 2019 年间 30 余年间，英飞凌共发布了 7 代 IGBT 产品，第7代是12英寸工艺平台。国内最高是第6代。

3. 斯达半导

斯达半导自主研发的第二代 IGBT 芯片，对标英飞凌第六代 IGBT 芯片（FS-Trench），2016 年实现量产，2019 年共装配 16 万套车规级 IGBT 模块；

斯达半导体与华虹于2021年6月24日举办“华虹半导体车规级IGBT暨12英寸IGBT规模量产仪式”，并签订战略合作协议。双方共同宣布，携手打造的高功率车规级IGBT芯片，已通过终端车企产品验证，广泛进入了动力单元等汽车应用市场。

国内IGBT大哥大。

4. 比亚迪

比亚迪 IGBT4.0 产品相比市场上主流的英飞凌第四代 IGBT。车规级 IGBT产量最大，都用于比亚迪车。

迭代不如新洁能，强项是车用IGBT，自家验证和导入容易。

5. 宏微科技

宏微科技和新洁能/斯达半导采用以英飞凌为代表的国际先进的IGBT沟槽场阻断技术（6代），大功率，三者技术水平相近。

宏微科技2019年研发成功了自研第四代750V IGBT芯片对标英飞凌的EDT2产品，开发出逆导IGBT技术，微沟槽IGBT技术。650V到1700V，大功率。

6.士兰微、扬杰科技、华微电子、台基股份等IGBT功率半导体器件公司以单管为主，功率较小。士兰微、华微电子IGBT模块产品以小功率模块为主。

士兰微有超薄片槽栅IGBT，IGBT产品（包括器件和PIM模块）2020年营业收入突破2.6亿元，继续加快先进的功率半导体（IGBT、超结MOSFET、高密度低压沟槽栅MOSFET等）和功率模块技术的研发（士兰微年报只有156页，很奇怪，产品基本没介绍，包括IGBT等都是一笔带过，有熟悉的可以补充）。有研报说基于公司的五代IGBT 和FRD 芯片的电动汽车主电机驱动模块，已通过部分客户测试并开始小批量供货。

扬杰科技，基于8英寸工艺的沟槽场终止1200V IGBT芯片系列（英飞凌3代）及对应的模块产品开始风险量产，IGBT高频系列模块、IGBT变频器系列模块以及相应的半桥模块及PIM模块获得批量订单。

上述企业迭代落后于新洁能。

7.中车电气

IGBT 芯片技 术覆盖 750V-6500V 全电压等级。

深入开展 IGBT 芯片元胞技术、终端技术与背面技术研究，构建了以“U”型槽与软穿通为核心特征的高压平面栅 IGBT 芯片技术体系。第四代平面栅 DMOS+技术应用在 1700V-6500V 的高电压领域。其中高压 IGBT 模块采用第四代 DMOS 芯片，具有低导通压降、软关断特性、裕量大等特点；（英飞凌2代）

以“沟槽+软穿通”与“精细沟槽”两代技术为支撑的低压沟槽栅 IGBT 技术体系。第五代沟槽栅 TMOS 技术 覆盖 750V-6500V 全电压等级，完成全系列 IGBT&FRD 芯片系列化开发。中低压 IGBT 模块具有散热性能好、高电流密度、高可靠性等特点。（英飞凌3代）

英国 Dynex 为公司收购的子公司，主要生产销售大功率双极器件和IGBT芯片及模块等产品。

8 英寸专业 IGBT 芯片制造平台。

IGBT 销量逐渐提升，但尚未完全形成规模效应。

中车电气IGBT的迭代（英飞凌2代和3代）不如新洁能（6代），长项是高压。

8. 华润微

在 IGBT上公司已建立国内领先的 Trench-FS 工艺平台（英飞凌6代），并具备 600V-6500V IGBT 工艺能力。采用超薄圆片加工技术，IGBT技术从6英寸升级到8英寸（进行中），自主研发的8英寸1200V、650V IGBT工艺平台已建立完成。 2020年IGBT销售额超过1亿元，同比增长75%。

9. 华微电子

华微电子目前已建立从高端二极管、单双向 可控硅、MOS 系列产品到第六代 IGBT 功率器件产品体系。

总结：Fabless企业利用现成的生产线，技术高，如斯达/宏微/新洁能已经进入了英飞凌6代。IDM需要上生产线，技术进度不一，其中华微华润微是6代，扬杰中车电气士兰微台基股份比亚迪是2-5代。

中车电气在高压IGBT有优势，比亚迪车规验证快，斯达综合第一，新洁能小而强，营收小，技术强，迎来快速发展期。

专家点评

斯达在工控和车载上切入最早，比亚迪的IGBT技术还是以NPT（英飞凌4代）为主，性能不太好，然后因为自身电池的关系需要用1200V的IGBT，但是他有自己的车厂，应用认证更方便；士兰微以前重点在白电的IPM和工控，IPM技术全球领先，现在在往中高压工控和汽车去转，进展良好，IGBT收入估计要超10亿了（有些不对，2020年是2.6亿）。

华虹不能解决12寸IGBT减薄的工艺问题

全球只有英飞凌能够供货12寸IGBT，做的是IGBT7。12寸有两个技术，一个是从120微米转到80微米，第二个就是背面高能离子注入（氢离子注入），12寸的翘曲很严重，离子注入的话裂片会很严重。国内可以勉强解决翘曲，但是离子注入就很难了。

第七代的成本优势很大，最先立项的IGBT 7的就是斯达和士兰微。他们两家推进都走在前面吧，斯达在和华虹无锡合作；士兰微已经购入了离子注入机，有产品在他们的12寸晶圆厂开始试流片。

英飞凌还专门做了，开关频率很高的，50-100kHz 的IGBT 6。斯达在这一块是没有技术积累的，能做的光伏产品就是比较大的模块，效率比较低的光伏逆变器，用的半管。全球光伏IGBT做的最好的也不是英飞凌，是vincotech。

华为2019年成立了功率部门，开发IGBT、sic器件等，目前在小批量试产，今年光伏逆变器可能会小批量量产。华为是针对英飞凌的IGBT 6去开发的。