Les produits semi-conducteurs peuvent être divisés en circuits intégrés, dispositifs discrets et autres catégories, parmi lesquelles les dispositifs de puissance à semi-conducteurs constituent une partie importante des dispositifs discrets. Les dispositifs discrets font référence aux éléments de circuit de base à fonction unique, qui réalisent principalement le traitement et la transformation de l'énergie électrique. Les dispositifs discrets comprennent principalement les diodes de puissance, les transistors de puissance, les thyristors, les MOSFET, les IGBT et d'autres produits. Parmi eux, le marché actuel est plus concerné et le volume est relativement important c'est l'IGBT.
& quot;IGBT" signifie transistor bipolaire à grille isolée. Le module IGBT est un produit semi-conducteur modulaire qui est conditionné par une puce IGBT et FWD (puce à diode de roue libre) via un pont de circuit spécifique. Le module IGBT présente les caractéristiques d'économie d'énergie, d'installation et d'entretien pratiques et de dissipation thermique stable. Actuellement, la plupart des produits modulaires vendus sur le marché sont de tels produits modulaires. D'une manière générale, l'IGBT fait également référence au module IGBT.
L'IGBT est le dispositif central pour la conversion et la transmission d'énergie, communément appelé"CPU" des appareils électroniques de puissance. L'utilisation d'IGBT pour la conversion d'énergie peut améliorer l'efficacité et la qualité de la consommation d'énergie. Il a les caractéristiques de haute efficacité et d'économie d'énergie et de protection de l'environnement verte. Il s'agit de résoudre le problème de pénurie d'énergie et de réduire les émissions de carbone. La technologie de soutien clé pour les émissions.
L'orientation actuelle du développement est principalement des changements structurels, ainsi que l'amélioration de la technologie de traitement des plaquettes de silicium, de la technologie d'emballage, etc. La tendance du développement est de réduire les pertes et de réduire les coûts de production. À l'heure actuelle, les matériaux semi-conducteurs à base de silicium sont proches de leurs limites physiques en raison de leurs propriétés matérielles. Les matériaux semi-conducteurs composés de troisième génération sont rapidement entrés dans le processus d'industrialisation. La préparation, le processus de fabrication et la physique des dispositifs des matériaux semi-conducteurs à large bande interdite représentés par le SiC et le GaN se développent rapidement.
02 Marché des appareils électriques
Le marché des semi-conducteurs lui-même est très dynamique, mais les appareils électriques sont plus populaires que les semi-conducteurs. Fabriqué en Chine 2025, le noyau est constitué de dispositifs d'alimentation. En tant qu'industrie émergente stratégique nationale, les IGBT sont largement utilisés dans les domaines du transport ferroviaire, des réseaux intelligents, de l'aérospatiale, des véhicules électriques et des nouveaux équipements énergétiques.
Dans le domaine des véhicules à énergies nouvelles : les modules IGBT représentent près de 10 % du coût des véhicules électriques et environ 20 % du coût de recharge des piles. Dans le domaine des véhicules à énergie nouvelle, il est principalement utilisé dans A) l'onduleur DC/AC (DC/AC) haute puissance du système de contrôle électrique pour entraîner le moteur de la voiture; B) onduleur DC/AC (DC/AC) de faible puissance pour système de contrôle de climatisation de voiture, utilisez IGBT et FRD avec un courant plus faible; C) Le module IGBT dans la pile de charge intelligente de la pile de charge est utilisé comme élément de commutation.
Domaine du réseau intelligent : appliqués au côté de la production d'électricité, les redresseurs et les onduleurs dans la production d'énergie éolienne et la production d'énergie photovoltaïque nécessitent tous l'utilisation de modules IGBT. Du côté de la transmission, la technologie de transmission flexible FACTS dans la transmission UHV DC nécessite une grande quantité de dispositifs d'alimentation tels que les IGBT. Du côté du transformateur, l'IGBT est un composant clé du transformateur électronique de puissance (PET). Les consommateurs, l'électricité blanche domestique, les fours à micro-ondes, les pilotes d'éclairage LED, etc. ont tous une forte demande pour les IGBT.
Domaine du transport ferroviaire : dispositifs électroniques de puissance grand public pour les convertisseurs de traction des véhicules de transport ferroviaire et divers convertisseurs auxiliaires.
Les experts estiment que l'ensemble du marché des IGBT atteindra environ 10 milliards de dollars américains en 2020, avec un taux de croissance annuel composé de plus de 15 %. Les entreprises étrangères qui développent des dispositifs IGBT comprennent principalement Infineon, ABB, Mitsubishi, Ximen Kang, Toshiba et Fuji. Le marché des semi-conducteurs de puissance de la Chine' représente plus de 50% du marché mondial, mais sur le marché des dispositifs grand public MOSFET et IGBT de milieu à haut de gamme, 90% repose principalement sur les importations, qui sont essentiellement monopolisées par des sociétés étrangères, européennes, américaines et japonaises.
L'IGBT dispose d'une très large gamme de tensions, de 400V à 6500V. Par conséquent, il est difficile pour les fabricants de monopoliser un marché. La plupart des fabricants choisissent leurs propres domaines d'expertise.
Infineon, Mitsubishi et ABB ont un avantage absolu dans le domaine des IGBT industriels avec des niveaux de tension supérieurs à 1700 V ; ils sont quasiment monopolisés dans le domaine de la technologie IGBT haute tension avec des niveaux de tension supérieurs à 3300V. Ximenkang, Fairchild, etc. sont dans une position avantageuse dans le domaine des IGBT grand public avec des niveaux de tension de 1700V et moins.
03 Distribution industrielle et entreprises clés
Ces dernières années, l'industrie IGBT de la Chine&a formé une chaîne industrielle IGBT complète en mode IDM et en mode fonderie, et le processus de localisation de l'IGBT s'est accéléré. Les matériaux à large bande interdite représentés par le SiC et le GaN ont l'avantage de dépasser les limites de performances des dispositifs traditionnels en silicium. , Il est hautement stratégique et tourné vers l'avenir. La barrière technique réside dans la préparation des matériaux et l'écart technologique entre les technologies nationales et étrangères se réduit constamment.
Du point de vue de la zone intérieure, le bord de mer de Bohai est Pékin et Tianjin. Beijing Yizhuang a réalisé le rassemblement de SMIC, North China Innovation, Verizon, Infineon, Chipone North, Huazhuo Jingke et d'autres entreprises, ouvrant l'amont et l'aval de la chaîne industrielle et formant la chaîne complète de l'industrie des circuits intégrés de composants et de matériaux, design, etc. regroupe près d'une centaine d'entreprises en amont et en aval, et il y a aussi quelques fonderies à Tianjin. Il n'y a que Xi'an à l'ouest, Xi'an a Xinpai, Aipark, Yongdian et ainsi de suite.
Le plus fort se trouve dans la province du Jiangsu, concentré à Wuxi et Suzhou, en particulier Wuxi. L'Académie militaire de Whampoa, connue sous le nom de circuit intégré de Chine's, a déjà développé de nombreux composants, qu'il s'agisse d'une fonderie ou d'une entreprise de conception, dont beaucoup sont à Wuxi. Shenzhen est plus forte du côté des applications de dispositifs d'alimentation, et certaines petites fonderies ont également commencé à fabriquer des dispositifs d'alimentation.
Zhuzhou CRRC Times Electric : la seule entreprise nationale qui maîtrisait de manière indépendante la technologie des puces et des modules IGBT d'alimentation ferroviaire à grande vitesse, en se concentrant sur les modules haute tension 1200V-6500V, construisant son propre parc IGBT d'unité commerciale de semi-conducteurs, avec des lignes de puces IGBT et un module de support lignes de conditionnement.
BYD : Focus sur les modules IGBT de qualité industrielle et les modules IGBT de qualité automobile, avec une part de marché de 18% en 2019, juste derrière Infineon. En 2020, l'activité semi-conducteurs sera intégrée et"BYD Semiconductor Co., Ltd." sera établi. Il est prévu que la part de l'offre extérieure d'IGBT dépasse 50 %. En 2020, le projet IGBT avec un investissement total de 1 milliard de yuans sera lancé à Changsha, et une ligne de production avec une production annuelle de 250 000 plaquettes de 8 pouces sera conçue.
Silan Micro : l'un des principaux fabricants nationaux de produits IGBT, principalement un processus IGBT perforé 300-600 V, un processus IGBT à grille à fente non perforé 1200 V, est l'une des rares entreprises nationales à être passée d'une société de conception de puces pure à un Le modèle IDM (conception intégrée à la fabrication) est une société complète de produits semi-conducteurs avec son modèle de développement principal. L'un des marchés ciblés par les produits IGBT de la société's est le champ d'alimentation blanc grand public.
Jilin China Micro : intégrant la conception, le traitement, le conditionnement et les tests des IGBT, il existe plusieurs dispositifs discrets à semi-conducteurs de puissance et lignes de production de puces IC, les cinq principaux dispositifs de puissance à semi-conducteurs nationaux et la première société cotée dans ce domaine.
Zhonghuan : L'activité principale est la production et la vente de dispositifs discrets à semi-conducteurs, de silicium monocristallin et de plaquettes de silicium. En 2015, les IGBT pour l'électronique grand public ont été produits en série, les IGBT haute tension sont toujours en cours de développement et des dispositifs d'alimentation économes en énergie peuvent être utilisés pour charger les piles.
Xi'an Yongdian : module haute tension 1200V-6500V/75A-2400A, principalement pour les domaines haute tension tels que le transport ferroviaire et le réseau intelligent
Zhongke Junxin : Une coentreprise sino-étrangère se concentrant sur la recherche et le développement de puces électroniques telles que IGBT et FRD. C'est la seule entreprise nationale qui maîtrise pleinement la technologie des puces IGBT pleine tension 650V-6500V pour le chauffage par induction électromagnétique, les appareils électroménagers à conversion de fréquence, les machines à souder à onduleur, les onduleurs industriels, les nouvelles énergies et d'autres domaines. C'est la première entreprise nationale à développer la technologie de coupure de champ de grille de tranchée et à réaliser une production de masse.
Jiejie Microelectronics : dans le domaine des dispositifs à semi-conducteurs de puissance domestiques, des dispositifs à thyristors et des puces IDM (fabricants de composants intégrés, c'est-à-dire couvrant l'ensemble de la chaîne de l'industrie des puces, intégrant la conception, la fabrication, l'emballage et les tests de puces) fabricants de semi-conducteurs. Les principaux dispositifs commerciaux à semi-conducteurs de puissance représentaient 49,92 % et les puces à semi-conducteurs de puissance 35,11 %.
Star Semiconductor : Le huitième plus grand fournisseur de modules IGBT au monde et la seule entreprise chinoise à être entrée dans le TOP10 mondial'. L'activité principale est la conception, le développement et la production de puces et de modules semi-conducteurs de puissance à base d'IGBT, et la vente sous forme de modules IGBT. La puce IGBT et la puce de diode à récupération rapide développées et conçues indépendamment par la société sont l'une des principales compétitivités de la société &.
04 Tendances d'investissement
En raison de l'essor du marché des IGBT, l'Allemagne's Infineon Technology, qui détient la plus grande part mondiale, a investi 1,6 milliard d'euros pour construire une nouvelle usine en Autriche, qui devrait être mise en service d'ici la fin de 2021. L'usine d'ON Semiconductor à New York investira 430 millions de dollars d'ici la fin de 2022. Toshiba investira environ 80 milliards de yens pour augmenter sa capacité de production d'ici 2023, et Fuji Electric investira également 120 milliards de yens au pays et à l'étranger d'ici 2023.
Le projet de ligne de production de fabrication de puces semi-conductrices à procédé caractéristique de 12 pouces de Silan Micro's vient d'être mis en production, et la deuxième phase de 12 milliards est en cours. Star Semiconductor prévoit d'investir 229 millions de yuans pour construire un projet d'industrialisation complet de modules en carbure de silicium à Jiaxing. China Resources Micro a l'intention de construire un projet de base de test et d'emballage de semi-conducteurs de puissance pour mettre en place des lignes de production de conditionnement de dispositifs de puissance à semi-conducteurs avancés. Yangjie Technology a levé 1,5 milliard de yuans pour investir dans des projets d'emballage et de test de puces semi-conductrices. Wingtech's investissement total de 10 milliards de super usine intelligente Wuxi ODM et R& D center et Shanghai Lingang 12 pouces centre automatisé de fabrication de plaquettes de semi-conducteurs de puissance de qualité automobile avec un investissement total de 12 milliards. En outre, des entreprises telles que Nitrogen Silicon Technology, Ugallium Technology, Zhizhan Technology, Chaoxinxing Semiconductor, Tongguang Crystal et Zhanxin Electronics ont toutes reçu des financements de différentes tailles.
De nombreuses sociétés nationales cotées en bourse ont également annoncé officiellement qu'elles entreraient sur le marché des IGBT et augmenteraient l'activité des IGBT. Par exemple, les actions de Taiji ont construit une ligne d'emballage et de test, investi dans Puluan Semiconductor et déployé des activités de conception de puces IGBT et de fonderie.