从“三部曲”看大功率半导体国产化趋势

  • 凤舞九天
  • LV5工程师
  • |      2014-06-12 15:07:45
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  • 五月初,我国首条8英寸IGBT芯片生产线在株洲正式投产。

    IGBT,学名绝缘栅双极晶体管,是全球最为先进的第三代主流功率半导体器件之一。在电能系统,其地位相当于计算机世界中的“CPU”。

    当前我国IGBT产品整体发展处于起步阶段,株洲所是我国唯一全面掌握IGBT从芯片设计—模块封装—组件—应用全套技术的企业,也是唯一建立了1200伏及以上高等级功率IGBT技术及模块技术完善的产品体系的企业。

    这,不仅得益于企业50年大功率半导体器件研制的历史积淀,更归功于它跨越大功率半导体国产化“三部曲”时的巧劲与智慧。

    “并购曲”:资(隔断)本运作与技术创新完美之作

    2008年10月31日,中国功率半导体产业具重大意义的历史性日子,株洲所下属子公司南车时代电气成功收购加拿大丹尼克斯半导体公司75%的股权。

    丹尼克斯公司是世界上少数的集设计、研发和制造能力于一体的独立的电力电子器件制造商之一,其拥有的一条4英寸IGBT芯片设计、制造、模块封装的完整全套技术,是中国南车所看中的,尽管这条技术线并不能完全满足中国市场的需求。而丹尼克斯公司缺乏的应用技术市场与资金,恰恰是株洲所的优势所在。

    这样“双赢”的并购,可称“天作之合”。此为株洲所执行董事、总经理丁荣军感慨之言,这起并购案,可使公司具备大功率高压晶闸管、IGCT和大功率IGBT等完整的产品结构,并为国内外电力电子装置制造企业提供大功率半导体器件全套解决方案。

    “通过资(隔断)本运作与技术创新,成功实现了IGBT模块的国产化,改变了我国IGBT技术及变流器产品长期受制于人的被动局面。”行业专家对并购案如此高度评价。此后,为使得丹尼克斯公司4英寸IGBT全生产线生产出的产品能在中国“服水土”,满足我国轨道交通的应用,株洲所付出了很大的努力,就在这条旧生产线的基础上,公司自主研发并组建了新的6英寸IGBT全生产线。

    “蓄力曲”:海外研发助推技术更上层楼

    并购丹尼克斯半导体公司,为中国南车实现IGBT技术的突破打开了一扇窗。

    为了更好的吸纳全球,特别是欧洲顶尖技术和人才资源,加速中国南车IGBT技术及产业化进程,2010年,公司在英国组建起功率半导体器件海外研发中心。

    中心成立仅短短两年内,实现了技术和工艺的全面升级;优化改进了1700V、3300V和6500V系列产品;新开发出1600A/1700V、600A/6500V、1200A/3300V等模块以及4500V全压接式IGBT模块,初步支撑起了一个完整的IGBT芯片、模块技术创新体系。2013年底,全面推出了世界先进水平的1500A/3300V,1200A/4500V和750A/6500V全系列高功率密度IGBT芯片与模块,满足了轨道交通、智能电网等高端应用领域的需要,并且实现IGBT制造技术从6英寸到8英寸的跨越。

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所有回答 数量:10
一地鸡毛 2014-11-20
谢谢分享!顶了!
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Alax 2014-06-17
帮顶一个!!
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easy 2014-06-16
谢谢分享,顶!!
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yiyi 2014-06-13
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冰山一角 2014-06-12
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原来你也在这里 2014-06-12
冰哥没看出点什么?
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Cigoy 2014-06-12
一声叹息......
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冰山一角 2014-06-12
顶起。。。。
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凤舞九天 2014-06-12
  • 与以往Intel、三星等企业集设计、制造、封装等上下游于一身的发展模式不同,如今集成电路产业专业化分工越来越细,也出现了许多分别专门从事集成电路设计、封装、测试的企业。

    其次,资金密集、投资经费高成为代工制造环节的重要条件。受摩尔定律支配,芯片复杂程度和工艺水平不断提高。当前全球芯片制造量产工艺技术已达到20纳米,随着技术水平和加工工艺复杂程度的提高,芯片加工企业的投资成本迅速增加。

    中国半导体行业协会副理事长魏少军说,如今投资建设一座能为维持盈亏平衡的先进芯片制造厂,至少需要120亿美元。在这种情况下,以往由一家企业从设计到制造的集成模式,渐渐转为剥离芯片加工制造资产,转型为设计企业,将集成电路生产制造的工作委托给专门的集成电路代工企业。

    这也对全球集成电路代工产能的需求急剧提升,给台积电、G lobalfoundries、中芯国际(SM IC )等专门从事集成电路代工业务的企业提供了发展机遇,而三星公司、英特尔等拥有自己的芯片设计能力和芯片制造能力的企业也计划承接代工任务。

    第三,由于研发费用高企,一些西方国家的研究机构之间组成了小型联盟。中科院半导体研究所研究员吴南健指出,国际上最先进的技术肯定不会让给我国,比如国际上形成了比利时研究机构IME C和IB M为阵营代表的研发团体,为开发新设备抱团取暖,并对我国形成狙击。

    国际巨头垄断进一步集中

    半导体芯片产业是现代高科技重要的基础性产业,全球几大主导国家和地区近年来不断在这一领域斥巨资、花血本,国际巨头对行业的垄断有加剧之势。记者调研了解到,我国作为“追赶者”,目前在这一产业领域面临的挑战日趋严峻。

    行业统计数据显示,1995年,全球25家较大的半导体芯片企业当年投资额占全球半导体芯片生产总投资的64%;到2011年,已提升至89%。韩国三星、美国英特尔和台湾台积电等前7家最大的半导体芯片企业投资额在每年全球总投资的占比,从1995年的24%快速上升到2012年的84%。

    一些领域的集中度还进一步向前三强甚至前二强“固化”。比如,经过30多年竞争,半导体芯片设备公司已从原先的30多家集中到目前的三家:美国应用材料、美国泛林和日本东京电子,三家企业年销售额均在50亿美元以上。

    Isuppli半导体首席分析师顾文军还指出,比垄断趋势更值得警惕的是结盟,比如设备企业和制造企业相互投资,实现专利共享、技术共性,例如台积电、三星都投资了荷兰的设备企业A SM L,设计企业高通也投资一家芯片代工厂,这种“寡头结盟”一旦形成,联盟外的后来者进入就会更难。

    中微半导体设备有限公司C EO尹志尧等业内人士分析,少数企业对半导体设备领域的“垄断固化”趋势,极大地提高了行业的进入门槛。比如,目前其他公司的设备产品要有30%以上的低价,才能被客户接受;设备涉及成千上万的专利,垄断公司善用知识产权作武器,阻止新公司进入市场等。(本文综合科技日报、经济参考报报道)

    来源于电子工程网

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凤舞九天 2014-06-12
  • 目前,研发中心正致力于研究新一代的IGBT芯片技术、高功率密度IGBT模块封装技术和碳化硅功率器件。丁荣军表示,中国南车欲将其打造为世界级的功率半导体技术创新中心。

    “跨越曲”:构建全球第二条8英寸IGBT芯片生产线

    从最初引进技术,到现在完全自主开发,中国南车大功率半导体器件的国产化之路,仅仅用了五年。五年,株洲所在IGBT芯片设计、封装测试、可靠性试验、系统应用上,攻克了30多项难题,产品在国内轨道交通、柔性直流输电以及矿冶领域得到批量应用。

    与6英寸IGBT生产线相较,8英寸生产线改变了原有的芯片批量化生产模式,实现了单片生产模式,确保生产出的芯片在质量与性能上更为优越的同时,将单位时间的芯片产能足足提高一倍,材料成本则至少可降低20%。

    南车时代电气IGBT事业部总经理刘国友介绍,株洲所8英寸IGBT生产线技术,已全面跨越于丹尼克斯公司的原有技术。与目前全球的翘楚企业相较,株洲所在此项技术上拥有着更高的技术起点,与后发优势,完全可集成全球最先进的技术成就于公司现有的生产线。

    创新,还在纵深发展。如今,株洲所又与中国科学院微电子研究所联合组建了新型电力电子器件研发中心,开展了以SiC为基础材料的新型电力电子器件技术与产业化的全面研究。目前,中心已成功研制出SiC肖特基二极管样品,并组合封装成混合型IGBT模块。并还将与国内其他单位及相关科研院所一道,展开“SiC电力电子器件集成制造技术研发与产业化”、“6英寸SiC单晶材料研发与产业化及其在大功率IGBT等器件中的应用”两大课题的新研究。

    记者日前调研了解到,近年来全球半导体芯片产业格局正经历深刻变化,呈现出分工合作、资金密集、结盟研发等新的趋势,且国际巨头垄断格局明显加剧并有“固化”态势。

    半导体芯片产业呈现三大趋势

    记者调研了解到,从全球来看,半导体芯片及相关领域持续的技术进步推动了现代信息通信产业的持续高速发展,其本身也发展成为一个包含了设计、加工制造、封装检测等各主要环节、年销售额3000亿美元的庞大产业群,当前呈现出分工合作、资金密集、结盟研发等三大发展趋势。

    首先,集成电路产业专业化分工趋势十分明显。专家指出,目前集成电路产业最重要的模式变化,就是从一体化发展的主导模式演变为目前的专业化分工协作的模式。推动此模式形成的,是技术进步与竞争格局的变化。

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