特斯拉电动汽车引爆IGBT市场商机

近日，特斯拉CEO埃隆·马斯克（Elon Musk）在某社交平台发布一张特斯拉“小行星撞地球”的图片，似乎表达了自己的心境。尽管最近特斯拉股价经历大起大落，但截至2月18日收盘，每股报收858.40美元，市值达到1579.38亿，成为仅次于丰田的全球市值第二高的汽车公司，将大众、通用、福特甩在身后。

成功将特斯拉带上股价高位有两大利好：第一、2019年，特斯拉全年交付量创新高至36.7万辆，同比增长50%，2020年将持续扩张；第二、尽管受到新型冠状病毒疫情的影响，2月10日，特斯拉中国工厂已经实现了全面复工，为了产能爬升招聘的600员工全部到位。

作为全球新能源车的风向标企业，特斯拉在中国生产的Model3标准版售价跌破30万元引发新能源车抢购潮。据笔者了解，特斯拉Model3是在电动车逆变器首次采用SiC MOSFET第一款车，2019年Models3全球出货量超过30万辆。此外，Model S的功率模块IGBT的供应商是英飞凌，Model S使用了84个IGBT为三相感应电机供电，每个开关并联14个IGBT。这些趋势将带动国内功率器件（生产MOSFET和IGBT）厂商的跟进。

IGBT市场空间大，国产替代潜力大

根据调研机构IHS的最新报告，2018年全球IGBT市场规模是62.4亿美金，同比增长18.7%（2017年全球市场规模为52.55亿美金），其中模块、智能模块、分立器件分别为32.5亿美金（占比52%）、16.8亿美金（占比27%）、13.1亿美金（占比21%）。

图表中显示，分立IGBT器件的前五强占据全球约70%的市场份额，分别是英飞凌（Infineon，德国）、安森美（On Semiconductor，美国）、富士（Mitsubishi，日本）、力特(Littelfuse，美国)和意法半导体（STMicroelectronics，意法）。

图片来自IHS

在这个外资公司占据绝对话语权的领域，2018年的IGBT前十强里面有两家中国公司入围全球前十，分别是在智能模块市场排名第十的吉林华微(Jinlin Sino-Micro)和在模块市场排名第八的嘉兴斯达（StarPower）。据证券日报的消息，2020年2月4日，嘉兴斯达（斯达半导体）在上海证券交易所主板成功上市，这是国内IGBT领域继士兰微、吉林华微之后的第三家上市公司，斯达半导体主营业务是以IGBT为主的功率半导体芯片和模块的设计研发和生产，并以IGBT模块形式对外实现销售。2018年在全球IGBT模块市场排名第八位，在全球占据2.2%的市场份额。

IGBT领域三大旗舰产品

IGBT是工业控制及自动化领域的核心元器件，具有高频率、高压电、大电流、易于开关等特性，随着新能源电力和新能源汽车市场的快速发展，IGBT目前在国际和国内市场保持高速增长态势。IGBT是新能源汽车、直流充电桩和高铁的核心器件，IGBT成本占据新能源整车成本的10%，占到充电桩的20%。

受益于全球电动汽车市场、充电桩对IGBT的巨大需求，IGBT的相关企业也迎来了发展的利好。我们整理最新三家发布的IGBT产品资料和大家分享。

英飞凌IGBT 7具备三大亮点

英飞凌公司发布了基于IGBT 7的1200V/900A EconoDUAL™3模块，将IGBT 7芯片产品应用拓展至中等功率工业领域，此外也能为新能源商用车主驱提高功率密度提供新思路。该模块长152mm，宽62mm，采用PressFit封装方式，内置温度传感器。与上一代产品相比，在相同尺寸下电流提升30%，主要针对CAV（商业、建筑和农业机械）、伺服电机、太阳能和UPS等应用。

图：IGBT 7的1200V/900A半桥模块

亮点1：精细沟槽IGBT7，导通压降降低30%

与EconoDUAL™ 3模块采用的上一代芯片IGBT4相比，IGBT7芯片采用精细沟槽技术（micro-pattern trench technology）,相同面积下，导通压降降低30%，这将使得模块在实际应用中损耗显著下降，模块最高工作结温度达到175℃，特别适合应用于中等频率工况下的工业电传动（在中等频率下，导通损耗占据模块损耗的主要部分，通过降低导通压降大幅降低导通损耗，从而降低模块损耗）。

亮点2：EC7 FRD，导通压降显著降低

采用第七代发射极控制二级管EC7（emitter-controlled7th generation diode）,与上一代EC4相比，导通压降降低100mV，降低关断时振荡发生的概率。

亮点3：采用PressFit封装方式，集成温度传感器

采用PressFit的封装方式，最大程度提高模块的寿命，同时集成温度传感器，实时监测模块工作时芯片表面的温度状况，为模块“健康”保驾护航。

打入汽车专用市场，士兰微SGM820PB8B3TFM有看点

在中国本土功率器件市场，士兰微是国内当之无愧的龙头之一。最近几年，中国本土企业士兰微在IPM和IGBT领域有所突破。

士兰微电子面向新能源汽车应用开发了使用槽珊FS-IV工艺IGBT芯片的EV系列模块SGM820PB8B3TFM，其可靠性完全复合最新的AQE-324标准，其中B1封装主要针对物流车，B2封装主要针对乘用车，B4封装针对电动大巴。

图：士兰微SGM820PB8B3TFM（B3）实物图。

图：士兰微SGM820PB8B3TFM（B3）主要特征。

士兰微半导体制造事业部IGBT高级研发经理顾悦吉表示，士兰微电子充分利用设计与制造一体的IDM模式优势，为新能源汽车厂商提供LED驱动、IPM、IGBT、HVIC、MCU、DCDC、MOS、传感器、音视频等多维度产品和服务。

比亚迪自主开发IGBT4.0技术，成功推出车用IGBT

比亚迪进入IGBT产业是在2005年，并于2009年打破国际厂商垄断，取得了IGBT的核心技术突破。2018年年底，比亚迪发布了在车规级领域具有标杆性意义的IGBT4.0技术，再一次展示出其在电动车领域的领先地位，进一步打破了国际大厂形成的技术壁垒。比亚迪现已拥有国内首个汽车IGBT全产业链，包括IGBT芯片设计、晶圆制造、模块封装，仿真测试以及整车测试。

比亚迪自主研发的IGBT

在电气性能上，比亚迪的IGBT4.0产品模块的温度循环寿命可以做到当前市场主流产品的10倍以上。同时搭载IGBT4.0的V-315系列模块在同等工况下较当前市场主流产品的电流输出能力提升15%，也就是说搭载IGBT 4.0的电动汽车具有更强的加速能力。