隨著中國半導體產業黃金髮展期的腳步加快,中國企業正在成為全球半導體產業擴張的主要力量,中國半導體產業的不斷壯大將深刻影響全球半導體產業的格局。
我國是世界上最大的IGBT消費國,IGBT消費市場目前約有80億元的規模。「中國製造2025」發展規劃頒布之後,工業智能化和綠色化發展成為主題,對智能控制晶片和IGBT等功率半導體有了更多需求。
中國高鐵「空心化」的歷史正在終結。近日,中車株洲電力機車研究所研發的8英寸IGBT(絕緣柵雙極型電晶體)高鐵控制系統成功中標印度機車市場。這是我國高鐵裝備核心器件首次獲得海外批量訂單。
作為新一代功率半導體器件,IGBT是國際上公認的電力電子技術第三次革命最具代表性的產品。「通俗地講,IGBT晶片就是高鐵列車的核心動力心臟,類似於手機里的CPU晶片。」中車株洲所旗下子公司時代電氣總工程師尚敬說。
「中車株洲所研發大功率半導體器件,從1964年就開始了。」尚敬說。隨著交流傳動技術在軌道交通廣泛應用,IGBT成為主流大功率開關器件。然而,當時的IGBT技術與產品被國外少數幾家公司所壟斷,軌道交通應用領域所需高壓IGBT全部依賴進口。2006年,中車株洲所開始謀劃IGBT技術研究。
轉折點發生在2008年。中車株洲所時代電氣成功併購英國丹尼克斯公司,引進了丹尼克斯6英寸IGBT的生產技術。
「併購丹尼克斯,目標就是要實現IGBT完全國產化。」中車株洲所時代電氣副總經理劉國友說。此時,出現了兩種不同聲音:一種堅持原封不動地將丹尼克斯6英寸IGBT生產線複製到國內,儘快實現產業化;一種則認為應該升級技術,建設一條更先進的8英寸IGBT生產線。
「大部分人主張原封不動地將6英寸線搬過來。」劉國友說,這一次,中車株洲所力排眾議,提出新產業基地應基于丹尼克斯技術,但不限於此,要充分吸收IGBT技術創新發展成果。
2011年5月,中車株洲所投入約16億元,建設國內第一條8英寸IGBT晶片生產基地;2014年6月,該生產線建成投產,這是世界上第二條8英寸IGBT專業晶片生產線,11月,裝有首批自主8英寸IGBT晶片的模塊在雲南昆明地鐵成功運行,中車株洲所自主研製生產的8英寸IGBT晶片打破了國外高端IGBT技術壟斷,實現從研發、製造到應用的完全國產化。
中國中車永濟電機公司研發的高壓大功率6500V/200AIGBT模塊,標誌著中國擁有了完全自主智慧財產權的世界最高電壓等級IGBT模塊設計和製造技術。更多相關半導體器件晶片市場分析信息請諮詢中國報告大廳發布的《2016-2021年中國半導體器件晶片行業發展分析及投資潛力研究報告》。
更重要的是,「IGBT晶片的研發成功意味著,按中國標準製造的高鐵上,將安裝具有我國完全自主智慧財產權的『中國芯』。」尚敬介紹,中車株洲所也成為我國唯一全面掌握高鐵動力系統的企業。
據了解,中車株洲所近3年科研投入總計超57億元,創新投入對企業效益增長立竿見影,連續3年收入和利潤增幅都超過20%。
據了解,作為新一代電力半導體器件,IGBT(絕緣柵雙極型電晶體)廣泛應用於新能源、軌道交通、電動汽車、智能電網等領域。作為高鐵列車牽引傳動系統的核心部件,IGBT模塊直接影響著高鐵列車能否瞬間起跑、舒適飛馳和穩定停車。
下一步中國中車將推動6500V/200AIGBT模塊的商業化應用,進一步完善高壓大功率IGBT晶片設計、製造、封裝、測試、應用產業鏈,提升中國裝備製造業「走出去的」競爭力。
IGBT國產化趨勢明確,爆發時點已到。IGBT晶片進口比例超九成,市場替代空間大,國內已形成了IDM模式和代工模式的IGBT完整產業鏈。