يمكن تقسيم منتجات أشباه الموصلات إلى دوائر متكاملة وأجهزة منفصلة وفئات أخرى ، من بينها تعد أجهزة الطاقة شبه الموصلة جزءًا مهمًا من الأجهزة المنفصلة. تشير الأجهزة المنفصلة إلى عناصر الدائرة الأساسية بوظيفة واحدة ، والتي تدرك بشكل أساسي معالجة وتحويل الطاقة الكهربائية. تشمل الأجهزة المنفصلة بشكل أساسي ثنائيات الطاقة وترانزستورات الطاقة والثايرستور و MOSFETs و IGBT وغيرها من المنتجات. من بينها ، السوق الحالية أكثر قلقًا والحجم كبير نسبيًا هو IGBT.
& مثل ؛ IGBT&مثل ؛ لتقف على بوابة معزولة الترانزستور ثنائي القطب. وحدة IGBT عبارة عن منتج معياري لأشباه الموصلات يتم تعبئته بواسطة شريحة IGBT و FWD (شريحة الصمام الثنائي الحر) من خلال جسر دائرة معين. تتميز وحدة IGBT بخصائص توفير الطاقة والتركيب والصيانة المريحة وتبديد الحرارة المستقر. في الوقت الحاضر ، معظم المنتجات المعيارية المباعة في السوق هي منتجات معيارية. بشكل عام ، يشير IGBT أيضًا إلى وحدة IGBT.
IGBT هو الجهاز الأساسي لتحويل الطاقة ونقلها ، والمعروف باسم"؛ CPU"؛ من الأجهزة الإلكترونية السلطة. يمكن أن يؤدي استخدام IGBT لتحويل الطاقة إلى تحسين كفاءة وجودة استهلاك الطاقة. تتميز بخصائص الكفاءة العالية وتوفير الطاقة وحماية البيئة الخضراء. هو حل مشكلة نقص الطاقة وتقليل الكربون. التكنولوجيا الرئيسية الداعمة للانبعاثات.
يتمثل اتجاه التطوير الحالي بشكل أساسي في التغييرات الهيكلية ، فضلاً عن تحسين تكنولوجيا معالجة رقاقة السيليكون ، وتكنولوجيا التعبئة والتغليف ، وما إلى ذلك. يتمثل اتجاه التطوير في تقليل الخسائر وتقليل تكاليف الإنتاج. في الوقت الحاضر ، تقترب مواد أشباه الموصلات القائمة على السيليكون من حدودها الفيزيائية تحت خصائصها المادية. دخلت مواد أشباه الموصلات المركبة من الجيل الثالث بسرعة في عملية التصنيع. تتطور بسرعة فيزياء التحضير وعملية التصنيع والأجهزة الخاصة بمواد أشباه الموصلات ذات فجوة الحزمة العريضة التي يمثلها SiC و GaN.
02 سوق أجهزة الطاقة
سوق أشباه الموصلات نفسه حار جدًا ، لكن أجهزة الطاقة أكثر شيوعًا من أشباه الموصلات. صنع في الصين 2025 ، جوهر أجهزة الطاقة. باعتبارها صناعة ناشئة استراتيجية وطنية ، تُستخدم IGBTs على نطاق واسع في مجالات النقل بالسكك الحديدية والشبكة الذكية والفضاء والمركبات الكهربائية ومعدات الطاقة الجديدة.
في مجال مركبات الطاقة الجديدة: تمثل وحدات IGBT ما يقرب من 10٪ من تكلفة السيارات الكهربائية وحوالي 20٪ من تكلفة شحن الأكوام. في مجال سيارات الطاقة الجديدة ، يتم استخدامه بشكل أساسي في نظام التحكم الكهربائي عالي الطاقة DC / AC (DC / AC) لقيادة محرك السيارة ؛ ب) نظام التحكم في تكييف الهواء للسيارة منخفض الطاقة DC / AC (DC / AC) العاكس ، استخدم IGBT و FRD مع تيار أصغر ؛ ج) يتم استخدام وحدة IGBT في كومة الشحن الذكية كعنصر تبديل.
مجال الشبكة الذكية: المطبق على جانب توليد الطاقة ، فإن المقومات والمحولات في توليد طاقة الرياح وتوليد الطاقة الكهروضوئية تتطلب جميعها استخدام وحدات IGBT. في نهاية الإرسال ، تتطلب تقنية النقل المرنة FACTS في نقل UHV DC كمية كبيرة من أجهزة الطاقة مثل IGBTs. في نهاية المحول ، يعد IGBT مكونًا رئيسيًا لمحول الطاقة الإلكتروني (PET). المستهلكون والكهرباء المنزلية البيضاء وأفران الميكروويف وبرامج تشغيل الإضاءة LED وما إلى ذلك جميعها لديها طلب كبير على IGBTs.
مجال النقل بالسكك الحديدية: الأجهزة الإلكترونية ذات الطاقة السائدة لمحولات الجر لمركبات النقل بالسكك الحديدية ومختلف المحولات المساعدة.
يقدر الخبراء أن سوق IGBT بأكمله سيبلغ حوالي 10 مليار دولار أمريكي في عام 2020 ، بمعدل نمو سنوي مركب يزيد عن 15٪. تشمل الشركات الأجنبية التي تطور أجهزة IGBT بشكل أساسي Infineon و ABB و Mitsubishi و Ximen Kang و Toshiba و Fuji. تمثل سوق أشباه موصلات الطاقة في الصين&أكثر من 50 ٪ من السوق العالمية ، ولكن في سوق الأجهزة الرئيسية المتوسطة إلى العالية MOSFET و IGBT ، يعتمد 90 ٪ بشكل أساسي على الواردات ، والتي يتم احتكارها بشكل أساسي من قبل الشركات الأجنبية والأوروبية والأمريكية واليابانية.
يحتوي IGBT على نطاق واسع جدًا من الفولتية ، من 400 فولت إلى 6500 فولت. لذلك ، يصعب على الشركات المصنعة احتكار السوق. تختار معظم الشركات المصنعة مجالات خبرتها الخاصة.
تتمتع Infineon و Mitsubishi و ABB بميزة مطلقة في مجال IGBTs الصناعية بمستويات جهد أعلى من 1700 فولت ؛ يتم احتكارهم تقريبًا في مجال تقنية IGBT ذات الجهد العالي بمستويات جهد أعلى من 3300 فولت. Ximenkang و Fairchild وما إلى ذلك في موقع متميز في مجال IGBT للمستهلكين بمستويات جهد تبلغ 1700 فولت وأقل.
03 التوزيع الصناعي والمؤسسات الرئيسية
في السنوات الأخيرة ، شكلت صناعة IGBT الصينية&سلسلة صناعية IGBT كاملة من وضع IDM ووضع المسبك ، وتسارعت عملية توطين IGBT. تتمتع المواد ذات فجوة الحزمة العريضة التي يمثلها SiC و GaN بميزة اختراق حدود الأداء لأجهزة السيليكون التقليدية. ، إنها استراتيجية للغاية وتطلعية. يكمن الحاجز التقني في تحضير المواد ، وتضيق الفجوة التكنولوجية بين التقنيات المحلية والأجنبية باستمرار.
من منظور المنطقة المحلية ، فإن حافة بحر بوهاي هي بكين وتيانجين. لقد أدركت Beijing Yizhuang تجميع SMIC ، وابتكار شمال الصين ، و Verizon ، و Infineon ، و Chipone North ، و Huazhuo Jingke وغيرها من المؤسسات ، وفتح المنبع والمصب للسلسلة الصناعية ، وتشكيل سلسلة صناعة الدوائر المتكاملة الكاملة للمكونات والمواد ، يجمع التصميم ، وما إلى ذلك ، ما يقرب من مائة شركة في المنبع والمصب ، وهناك أيضًا بعض المسابك في تيانجين. لا يوجد سوى Xi&# 39 ؛ و Xi&# 39 ؛ وله Xinpai و Aipark و Yongdian وما إلى ذلك.
الأقوى في مقاطعة Jiangsu ، ويتركز في Wuxi و Suzhou ، وخاصة Wuxi. لقد طورت أكاديمية وامبوا العسكرية ، المعروفة باسم الدائرة المتكاملة الصينية&، بالفعل العديد من المكونات ، سواء كانت مسبكًا أو شركة تصميم ، والعديد منها في ووشي. تعتبر Shenzhen أقوى من ناحية تطبيقات أجهزة الطاقة ، وقد بدأت بعض المسابك الصغيرة أيضًا في صنع أجهزة الطاقة.
Zhuzhou CRRC Times Electric: الشركة المحلية الوحيدة التي أتقنت بشكل مستقل شريحة IGBT ذات الطاقة العالية للسكك الحديدية وتقنية الوحدة النمطية ، مع التركيز على وحدات الجهد العالي 1200V-6500V ، وبناء وحدة أعمال أشباه الموصلات الخاصة بها IGBT ، مع خطوط شرائح IGBT ووحدة دعم خطوط التعبئة والتغليف.
BYD: التركيز على وحدات IGBT ذات المستوى الصناعي ووحدات IGBT من فئة السيارات ، مع حصة سوقية تبلغ 18٪ في عام 2019 ، وهي الثانية بعد Infineon. في عام 2020 ، سيتم دمج أعمال أشباه الموصلات و"؛ BYD Semiconductor Co.، Ltd."؛ سوف تنشأ. من المخطط أن تتجاوز نسبة العرض الخارجي لـ IGBTs 50 ٪. في عام 2020 ، سيبدأ مشروع IGBT باستثمارات إجمالية قدرها 1 مليار يوان في تشانغشا ، وسيتم تصميم خط إنتاج يبلغ إنتاجه السنوي 250 ألف رقاقة بحجم 8 بوصات.
Silan Micro: شركة محلية رائدة لمنتجات IGBT ، بشكل رئيسي 300-600 فولت من خلال عملية IGBT ، و 1200 فولت بدون ثقب من خلال عملية IGBT ، هي واحدة من الشركات المحلية القليلة التي تطورت من شركة تصميم شرائح نقية إلى نموذج IDM (تصميم متكامل مع التصنيع) هو شركة شاملة لمنتجات أشباه الموصلات بنموذج تطويرها الرئيسي. أحد الأسواق التي تستهدفها منتجات شركة&IGBT هو مجال الطاقة البيضاء للمستهلكين.
Jilin China Micro: دمج تصميم IGBT ومعالجته وتعبئته واختباره ، وهناك العديد من الأجهزة المنفصلة لأشباه موصلات الطاقة وخطوط إنتاج شرائح IC ، وأفضل خمسة أجهزة طاقة محلية لأشباه الموصلات ، وأول شركة مدرجة في هذا المجال.
Zhonghuan: العمل الرئيسي هو إنتاج وبيع الأجهزة المنفصلة لأشباه الموصلات والسيليكون أحادي البلورية ورقائق السيليكون. في عام 2015 ، تم إنتاج IGBTs للإلكترونيات الاستهلاكية بكميات كبيرة ، ولا تزال IGBT عالية الجهد قيد التطوير ، ويمكن استخدام أجهزة الطاقة الموفرة للطاقة في شحن أكوام.
Xi&# 39 ؛ وحدة Yongdian: 1200V-6500V / 75A-2400A عالية الجهد ، بشكل أساسي لمجالات الجهد العالي مثل النقل بالسكك الحديدية والشبكة الذكية
Zhongke Junxin: شركة مشتركة صينية أجنبية تركز على البحث والتطوير في الرقائق الإلكترونية مثل IGBT و FRD. إنها المؤسسة المحلية الوحيدة التي تتقن بشكل كامل تقنية شرائح IGBT ذات الجهد الكامل 650V-6500V للتدفئة بالحث الكهرومغناطيسي ، والأجهزة المنزلية لتحويل التردد ، وآلات اللحام العاكس ، والعاكسات الصناعية ، والطاقة الجديدة وغيرها من المجالات. إنها أول مؤسسة محلية تقوم بتطوير تقنية قطع حقل بوابة الخندق وتحقيق الإنتاج الضخم.
Jiejie Microelectronics: في مجال أجهزة أشباه موصلات الطاقة المحلية وأجهزة الثايرستور ورقاقة الرقائق IDM (الشركات المصنعة للمكونات المتكاملة ، أي التي تغطي سلسلة صناعة الرقائق بأكملها ، ودمج تصميم الرقائق والتصنيع والتعبئة والاختبار) مصنعي أشباه الموصلات. شكلت أجهزة أشباه الموصلات للطاقة التجارية الرئيسية 49.92 ٪ ، وشكلت رقائق أشباه موصلات الطاقة 35.11 ٪.
Star Semiconductor: ثامن أكبر مورد لوحدة IGBT في العالم ، والشركة الصينية الوحيدة التي دخلت العالم&# 39 ؛ تصنيف TOP10. يتمثل العمل الرئيسي في تصميم وتطوير وإنتاج شرائح ووحدات أشباه موصلات الطاقة المستندة إلى IGBT ، والمبيعات في شكل وحدات IGBT. تعد شريحة IGBT وشريحة الصمام الثنائي للاسترداد السريع التي تم تطويرها وتصميمها بشكل مستقل من قبل الشركة واحدة من القدرة التنافسية الأساسية للشركة &.
04 اتجاهات الاستثمار
نظرًا لسوق IGBT الساخن ، استثمرت شركة Infineon Technology الألمانية&، التي تمتلك أكبر حصة عالمية ، 1.6 مليار يورو لبناء مصنع جديد في النمسا ، والذي من المتوقع أن يتم تشغيله بحلول نهاية عام 2021 سوف يستثمر مصنع ON Semiconductor في نيويورك 430 مليون دولار أمريكي بحلول نهاية عام 2022. وسوف تستثمر توشيبا حوالي 80 مليار ين لزيادة الطاقة الإنتاجية بحلول عام 2023 ، كما ستستثمر Fuji Electric أيضًا 120 مليار ين في الداخل والخارج بحلول عام 2023.
Silan Micro&مشروع خط إنتاج تصنيع رقاقات أشباه الموصلات المميزة بقياس 12 بوصة قد بدأ للتو في الإنتاج ، والمرحلة الثانية من 12 مليار في الطريق. تخطط Star Semiconductor لاستثمار 229 مليون يوان لبناء مشروع تصنيع كامل لوحدة كربيد السيليكون في جياشينغ. تعتزم شركة China Resources Micro بناء مشروع أساسي لتعبئة واختبار أشباه موصلات الطاقة لوضع خطوط إنتاج متقدمة لتعبئة أجهزة الطاقة شبه الموصلة. جمعت Yangjie Technology 1.5 مليار يوان للاستثمار في مشاريع تغليف واختبار رقائق أشباه الموصلات. يبلغ إجمالي استثمارات Wingtech&10 مليار مصنع Wuxi ODM الذكي الفائق ومركز R&أمبير ؛ ومركز Shanghai Lingang لتصنيع الرقائق الأوتوماتيكية لأشباه الموصلات 12 بوصة باستثمارات إجمالية قدرها 12 مليار. بالإضافة إلى ذلك ، تلقت جميع الشركات مثل Nitrogen Silicon Technology و Ugallium Technology و Zhizhan Technology و Chaoxinxing Semiconductor و Tongguang Crystal و Zhanxin Electronics تمويلاً بأحجام مختلفة.
أعلنت العديد من الشركات المحلية المدرجة رسميًا أنها ستدخل سوق IGBT وتزيد من أعمال IGBT. على سبيل المثال ، قامت أسهم Taiji ببناء خط تعبئة واختبار ، واستثمرت في Puluan Semiconductor ، ونشرت تصميم شرائح IGBT والأعمال المتعلقة بالمسبك.