“做強另一顆芯”系列報道

編者按：如果說中央處理器（CPU）是一臺計算機的心臟，功率半導體就是一部電機的心臟，是整個系統實現對電能高效產生、傳輸、轉換、存儲和控制的關鍵。在“十三五”期間，隨著我國產業轉型升級戰略的推進，加快功率半導體產業發展與技術水平提高已經是當務之急。為此，本報推出“做強另一顆芯”——中國功率半導體產業發展系列報道。

賽迪顧問發布的數據顯示，受電子信息制造業生產增速總體加快的影響，2016年我國功率器件市場規模持續擴大，達到1496.1億元，同比增長7.2%，增速較2015年有所回升。然而，觀察下游應用市場的拉動效力，2017年以手機和移動通信基站為代表的通信類整機產品產量將有所回調，相關功率器件產品市場規模增速將有所放緩，而工業控制類產品仍將保持穩定、消費電子穿戴設備等產品尚未形成爆發式增長，計算機產品快速下滑……在此情況下，汽車電子市場對于功率半導體拉力的重要性就不斷凸顯出來，成為2017年中國功率器件市場增長的關鍵因素。

中國功率半導體行業2017年初即取得良好開局：在收購恩智浦公司RF Power部門后，建廣資產又以27.5億美元收購了恩智浦公司標準產品部門，該部門主要產品之一是功率半導體MOSFET產品線。未來，中國功率半導體企業應當抓住國家大力推進新能源汽車的良好契機，加快推動行業的進一步發展。

新能源車驅動功率半導體成長

功率半導體的應用領域已逐漸從傳統的工業控制和4C領域，向新能源、軌道交通、智能電網、變頻家電等諸多市場邁進。

作為僅次于大規模集成電路的另一大分支，功率半導體運行于弱電控制與強電之間，在降低電路損耗、提高電源使用效率中發揮著重要作用。隨著世界各國對節能減排的需求越來越迫切，功率半導體的應用領域已逐漸從傳統的工業控制和4C領域，向新能源、軌道交通、智能電網、變頻家電等諸多市場邁進。市場分析機構IMSResearch的報告指出，未來功率半導體的增長點將來自新興領域，包括電動汽車及新一代通信、云計算等。

對于中國市場來說，雖然新能源車市場此前受到補貼下降、推薦目錄重審等影響，增速有所放緩，但是業界普遍認為，隨著第二批推薦目錄的出臺，將逐步改善市場局面。3月1日，工信部正式發布《新能源汽車推廣應用推薦車型目錄（2017年第2批）》，共有40家企業201款新能源車型上榜。其中，純電動車型有157款、插電式混合動力車型有44款。新能源汽車投資合作熱潮再度涌動。

根據賽迪顧問的報告，功率半導體占到新能源汽車新增半導體用量的76%、新能源整車半導體用量的50%。IGBT模塊是新能源汽車電控系統和直流充電樁的核心器件，成本占到新能源整車成本的10%，占到充電樁成本的20%。由于未來幾年新能源汽車及充電樁市場將進入爆發期，IGBT等功率半導體作為其核心器件也將迎來黃金發展期。預計未來5年國內新能源汽車和充電樁市場將帶動200億元IGBT模塊的需求。

國際半導體廠提前布局

由于消費類電子市場增長趨于平緩，汽車電子成為IC行業企業關注的下一個熱點，各大國際半導體廠商都在積極布局。

由于智能手機等消費類電子市場增長趨于平緩，汽車電子開始成為IC行業企業關注的下一個熱點，目前各大國際半導體廠商都在積極布局。比如，高通公司通過并購恩智浦半導體的方式進軍汽車電子市場；安森美并購了Fairchild，以補足其在中、高壓功率器件上的不足；瑞薩則通過收購Intersil鞏固其在汽車電子市場的地位。

無論汽車電子是否會真正“接棒”消費類電子市場，在智能化、電子化的大趨勢下，這將會給整個半導體市場帶來新的活力和增長點。英飛凌科技（中國）有限公司大中華區總裁蘇華指出：“要達成二氧化碳減排目標，汽車行業必須專注于更高效率的內燃機，動力總成電氣化。”功率器件的智能化，可以讓電子控制系統達到更高安全等級。例如在IGBT內部增加電流和溫度傳感器，當系統可能出故障時，能做初步的判斷，可以首先嘗試降低車輛輸出扭矩和速度，而不是直接關閉。在電池電壓偏高時，降低功率器件開關速度，保護開關電路安全；在電池電壓正常時，做最高效開關動作。

東芝電子（中國）有限公司技術部副高級經理劉文鑫認為，汽車用功率半導體將有四個主要的發展趨勢，那就是高可靠性、高集成度、大功率化和可生產性。

應以新能源車市場作為突破口

隨著我國大力發展新能源汽車行業，下一步我國功率半導體企業應當重點在新能源汽車用功率半導體領域取得突破。

繼2015年收購恩智普公司RF Power部門后，2017年初建廣資產又以27.5億美元收購了恩智普公司標準產品部門，該部門主要產品之一是功率器件MOSFET產品線。與此同時，以中車株洲電力機車研究所有限公司IGBT為代表的自主高端功率器件產品已成功進入電力傳輸、工業自動化和鐵路運輸特別是高速鐵路等重點應用領域。中國在功率半導體領域也開始取得逐步進展。

根據《電力電子器件產業發展藍皮書》，在中大功率（電壓1200V～6500V）和中小功率（900V以下）領域，我國高頻場控電力電子器件技術和產業取得了長足的進步，建立了從電子材料、芯片設計、研制、封裝、測試和應用的全產業鏈。中小功率的MOSFET芯片已產業化，批量生產的單管已在消費類電子領域得到廣泛應用；IGBT模塊的封裝技術也上了一個大臺階，采用國產芯片的4500V、6500V/600A～1200A的IGBT模塊進入小批量的量產階段。

隨著我國將大力發展新能源汽車行業，下一步我國功率半導體企業應當重點在新能源汽車用功率半導體領域取得突破。上海華虹宏力半導體制造有限公司科長黃景豐表示：“希望IGBT也能乘上新能源汽車發展的東風，與廣大同行共同努力發展。”IGBT未來主要的成長驅動力來自于HEV/EV。我國的新能源汽車發展也經歷了幾個階段，從燃油車發展到油電混合車，氣電混合車，再到純電動車。不同能源的驅動方式也催生了功率半導體的廣泛應用，作為電動車動力的核心，馬達逆變器將驅動IGBT模塊飛速發展。根據我國新能源汽車2020年規劃，到2020年各型新能源汽車年產出要達到200萬輛。

根據我國功率半導體的技術發展路線圖的規劃，未來我國應提升軌道交通、電力系統和新能源汽車用的高壓大容量IGBT模塊的產業化水平，開發超大容量平板全壓接IGBT模塊產品、進一步提升快恢復二極管FRD芯片和高壓功率MOSFET芯片的技術水平。