文 | 步日欣
内容精要:IGBT,需要大量的经验积累和技术储备,不是短时间内靠砸团队、砸资金就能突破的。市场层面,认证周期较长,替换成本高,壁垒更是很高。不管是技术还是市场,IGBT行业对新进入者都极其不友好。毕竟我们起步晚了那么多年,要追赶,还是存在重重障碍。
IGBT是一个难啃的骨头,这是一个公认的事实。
市场需求大,中国企业落后,这又是一个不争的事实。
根据市场研究机构的数据,中国目前IGBT市场规模约为150亿人民币,但95%的市场被国外企业所垄断。唯一有突破希望的是之前文章里曾提到连续22个涨停下的中国IGBT过的,那个连续22个涨停的斯达半导(股票代码:603290)。
至于其他功率半导体器件的上市公司,产品还是以传统的MOSFET和二极管为主,号称有IGBT产品,也大都处在一个炒概念的阶段,产品不成熟,营收占比基本可以忽略。
《连续22个涨停板下的中国IGBT》(具体报告请站内回复“IGBT”)
斯达半导是国内IGBT领域的领军企业,IGBT模块的市场份额占有率已经排到了全球第10位。
即便斯达半导的IGBT模块已经进入了全球10强,其IGBT芯片也有将近一半依赖外购,采购总金额比例也有47.29%,采购方包括英飞凌(Infineon)、 Si-Chip(ABB经销商)、艾塞斯(IXYS)等。
不过可喜的是,这个数据在一直下降,由2016年的79.74%一直下降到目前的不足50%。
为什么IGBT这么难?这是一个触及灵魂深处的问题。
首先,从IGBT原理来看,这是一个简单的不能再简单的电路,具备初级的大学本科模电知识储备就能看懂,一个BJT+MOSFET,就构成了一个IGBT电路,实现“非通即断”的电路原理。
只是几个pn结而已,相比较数字逻辑芯片上面,密密麻麻几亿个晶体管,看起来费眼睛多了……
但需要注意的是,IGBT芯片属于电力电子芯片,需要工作在大电流、高电压、高频率的环境下,对芯片的可靠性要求较高,同时芯片设计需保证开闭和损耗、抗短路能力和导通压降(控制热量)三者处于均衡状态,芯片设计与参数调整优化十分特殊和复杂。
所以,IGBT芯片设计上很多时候是knowhow的东西,需要积累丰富的经验和知识储备。老师傅不出手,累死一万个徒弟。
所以,IGBT原理简单,设计工艺上难,这是其一。
在芯片制造层面上,IGBT芯片一般分为IDM模式和Fabless模式。
IDM模式中,财大气粗的厂商自建产线进行芯片制造,主要目的除了产能可控之外,就是为了工艺可控,能够把高端核心工艺牢牢掌握在自己手中。
而没有财力自建产线的IGBT厂商,只有采用Fabless模式,需要寻找合作代工厂,并向代工厂商提
供IGBT芯片设计和生产工艺。
国内采用IDM模式的,主要有比亚迪半导体,收购LFoundry的中科君芯也有往IDM转型趋势。
而以斯达半导为代表的IGBT厂商,还是以代工为主。斯达半导合作的代工厂是上海华虹和上海先进。
特别对于Fabless模式,要完成和代工厂的技术磨合,在别人产线上规模化生产出符合各项参数指标的芯片,谈何容易!
所以,IGBT制造工艺难,费人,自建产线难,费钱,这是其二。
要实现IGBT“非通即断”的功能,单靠一颗芯片是不够的,还需要像普通芯片一样,封装成模块。
IGBT模块需要快恢复二极管芯片(FRT)和IGBT芯片配合,对集成度要求很高,各个器件之间通常只间隔几毫米的距离,又需要能承受较大的电压和电流及可能存在的恶劣运行环境。芯片位置、材料的热膨胀系数、回流炉回流曲线及其他参数的设置,都会直接影响封装完成的IGBT模块性能。
所以,IGBT模块看似技术含量不高,但也有一堆不足为外人道也的knowhow,这是其三。
最后,涉及到市场方面的问题。
一款产品好不好,需要和下游应用完成匹配验证,并最终被下游厂商广泛接受,才算成功,否则一堆理论上的先进,都是空谈。
IGBT更是如此,而且IGBT往往应用于工业、电力等重要行业,属于工业产品的核心器件。
别的芯片行业,也许可以靠低价格取胜,但IGBT很难。
产品要进入下游客户采购目录,有很高的门槛,需要经过产品单体测试、整机测试、小批量试用等多个环节,采购决策周期较长。
当然,下游厂商一旦接受了某款产品,就产生了很强的用户忠诚度,不到万不得已,是不会贸然更换供应商和产品型号的,也对新进入者造成了不小的市场壁垒。
所以,对于IGBT新进入者,下游客户认证周期较长,替换成本高,这是其四。
综合来看,不管是技术还是市场,IGBT行业都不是一个那么容易突破的领域,对新进入者极其不友好。
毕竟我们起步晚了那么多年,要追赶,还是存在重重障碍。
不过好在斯达半导已经树立了突破的榜样,相信在不久的将来,在不同的应用领域,中国的IGBT产业必将多点开花。
《IGBT还有哪些投资机会?》
作者简介:步日欣
创道投资咨询创始人,北京邮电大学创业导师、经管学院特聘导师、天津市集成电路产业协会顾问、北京芯合汇集成电路产业平台顾问、威海双创街创业导师。电子工程本科、计算机硕士学位,具有证券从业资格、基金从业资格、通过CFA LII考试,先后就职于亚信咨询、中科院赛新资本、东旭集团金控集团等,拥有IT研发、咨询、投融资十五年以上经验,关注投资领域为人工智能、物联网、集成电路、智能制造、云计算、大数据等。
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