打破國際大廠的壟斷，士蘭微如何在IPM和IGBT領(lǐng)域找準賽道？

本站原創(chuàng)，作者：章鷹，電子發(fā)燒友執(zhí)行副主編。

近年來，無論國內(nèi)市場還是國際市場，功率器件的廠商競爭激烈，全球市場對綠色能源需求，特別是他們對智能家電、汽車（尤其是新能汽車）的市場看好有直接的關(guān)系。功率半導體是電子裝置電能轉(zhuǎn)換與電路控制的核心，未來在新能源（電動汽車、風電、光伏）、工業(yè)、電源、變頻及IOT設備的需求帶動下，呈現(xiàn)穩(wěn)健增長態(tài)勢，Yole預測，2017-2021年功率器件市場規(guī)模CAGR為5.39%，其中MOSFET（5.23%），IGBT（9.02%），功率模塊（6.20%）。

過去，這一市場主要是被英飛凌、NXP和羅姆等為代表的歐美廠商和日本廠商占領(lǐng)。以IGBT為例，全球前五大廠商占據(jù)了70%的市場份額，中國廠商由于進場晚，產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)較為薄弱，面領(lǐng)的競爭壓力大。同時，中國又是全球最大的IGBT市場，隨著新能源汽車產(chǎn)量的不斷提升，市場增長和國產(chǎn)替代的空間比較大。

圖：士蘭微芯片展示。

行業(yè)資深從業(yè)者表示，在中國本土功率器件市場，士蘭微是國內(nèi)當之無愧的龍頭之一。最近幾年，中國本土企業(yè)士蘭微在IPM和IGBT領(lǐng)域有所突破。士蘭微日前發(fā)布了2019年上半年業(yè)績報告，小編籍此為大家解讀該公司在功率半導體的IPM和IGBT領(lǐng)域最新產(chǎn)品和市場進展。

IPM功率模塊產(chǎn)品年出貨量超300萬顆

8月28日，士蘭微發(fā)布2019年上半年公司業(yè)績報告顯示，公司營業(yè)總收入為14.40億元，其中集成電路產(chǎn)品的營業(yè)收入為4.91億元，較去年同期增長1.7%；公司分立器件產(chǎn)品的營業(yè)收入為6.79億元，較去年同期增長3.36%。

圖：士蘭微2019年上半年各業(yè)務收入占比，圖片來自新浪財經(jīng)。

財報中顯示兩大亮點：一、公司IPM功率模塊產(chǎn)品在國內(nèi)白色家電和工業(yè)變頻器市場發(fā)力，其中在國內(nèi)多家主流的白電整機廠商在變頻空調(diào)等白電整機上使用了超過300萬顆士蘭IPM模塊，預期未來三年將會繼續(xù)快速成長。二、全部芯片自主研發(fā)的電動汽車主電機驅(qū)動模塊完成研發(fā)，參數(shù)性能指標先進，已交付客戶測試。

士蘭微成立于1997年，自成立之初公司就堅持發(fā)展MCU產(chǎn)品，到了2009年，在HVIC、IGBT芯片到位后，士蘭微開始了功率模塊的研發(fā)征程。2011年到2013年，士蘭微承擔國家高速低功耗600V以上的多芯片高壓模塊項目，開發(fā)了多款高壓功率模塊以及多款HVIC和IGBT、FRD產(chǎn)品。到了2013年，士蘭微參與電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展基金項目，與國內(nèi)變頻空調(diào)廠家一起，開發(fā)了用于變頻空調(diào)驅(qū)動的國產(chǎn)智能功率模塊（IPM）。到了2017年，其全自主高性能變頻控制MCU—SC32F58128芯片成功量產(chǎn)，一舉追平了國內(nèi)與國際競爭對手的差距，在芯片設計以及系統(tǒng)設計方案商取得了全新的研發(fā)成果，申請多項發(fā)明專利。

圖：士蘭微IPM系列產(chǎn)品。

在2019年6月舉辦的上海國際電力元件、可再生能源管理展覽會上，士蘭微攜IPM領(lǐng)域的明星產(chǎn)品SDM10C60FB2亮相，這是一款高度集成、高可靠性的三相無刷直流電機驅(qū)動電路，主要應用于洗衣機變頻驅(qū)動，內(nèi)置了三相半橋高壓柵極驅(qū)動電路和6個低損耗IGBT功率器件，內(nèi)部集成了欠壓、短路等各種保護功能以及溫度輸出，提供了優(yōu)異的保護和寬泛的安全工作范圍，不管從功能還是性能方面考察，都是優(yōu)勢明顯的變頻洗衣機驅(qū)動模塊。目前該產(chǎn)品已被多家洗衣機TOP客戶測試認可和量產(chǎn)。同系列的SDM06C60FB2也已經(jīng)在變頻空調(diào)風機上大批量使用。

圖：SDM10C60FB2實物圖

據(jù)士蘭微內(nèi)部人士透露，士蘭微電子智能功率模塊（IPM）已經(jīng)有近10年持續(xù)創(chuàng)新及市場驗證積累，在國內(nèi)白色家電（主要在空調(diào)、洗衣機、冰箱）和工業(yè)變頻器市場取得突破，累計出貨達到近千萬顆。

IGBT模塊從民用市場向汽車專用市場滲透

IGBT具有高頻率、高電壓、大電流、易于開關(guān)的優(yōu)良性能，被業(yè)界譽為功率變流裝置的CPU，小到電磁爐，大到新能源汽車、軌道交通、智能電網(wǎng)等戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，IGBT都扮演重要角色。在新能源汽車制造中，IGBT約占整車成本的7%-10%，對整車的能源效率有重要影響。IGBT也是新能源汽車充電樁的核心部件之一，約占到充電樁成本的20%，根據(jù)<電子發(fā)燒友>測算，2018年，中國新能源汽車及充電樁領(lǐng)域IGBT的市場規(guī)模越為60億元，其中新能源汽車市場約占65%。

IDM模式是IGBT生產(chǎn)制造的主流趨勢，士蘭微電子有限公司董事長陳向東表示，近十年來，士蘭微電子在高壓電源電路、MEMS傳感器、電力電子器件在內(nèi)的產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)域走特色工藝和產(chǎn)品技術(shù)緊密互動的模式，已具備了持續(xù)的工藝技術(shù)和器件結(jié)構(gòu)開發(fā)能力，已能做到特色工藝技術(shù)和產(chǎn)品技術(shù)的持續(xù)進步。他認為，從當前市場和芯片技術(shù)發(fā)展的態(tài)勢來看，中國大陸有機會成長出幾家規(guī)模較大的IDM模式的集成電路企業(yè)。

目前，政府對半導體產(chǎn)業(yè)的支持力度非常大，在未來的3-5年內(nèi)，國內(nèi)IGBT產(chǎn)品設計和工藝制造能力會得到大力提高。另外，隨著家電、工業(yè)控制、新能源汽車和軌道交通等應用行業(yè)對國產(chǎn)IGBT使用比例的不斷提高，將推進國內(nèi)的IGBT封測廠家在生產(chǎn)規(guī)模上不斷壯大，封測技術(shù)水平不斷提升。

筆者獲悉，士蘭微電子面向新能源汽車應用開發(fā)了使用槽珊FS-IV工藝IGBT芯片的EV系列模塊SGM820PB8B3TFM，其可靠性完全復合最新的AQE-324標準，其中B1封裝主要針對物流車，B2封裝主要針對乘用車，B4封裝針對電動大巴。

圖：士蘭微SGM820PB8B3TFM（B3）實物圖。

圖：士蘭微SGM820PB8B3TFM（B3）主要特征。

從研發(fā)到制造生產(chǎn)，士蘭微一直不斷構(gòu)筑自身的競爭優(yōu)勢。士蘭微在專利500強的排序居前，與公司持續(xù)對研發(fā)的重視不無關(guān)系。WIND統(tǒng)計顯示，自2012年以來，士蘭微研發(fā)費用已連續(xù)6年增長，研發(fā)費用占營收比重約9.8-14.9%。其中，公司2018年研發(fā)費用3.14億元，占營業(yè)費用比例為10.37%。年報數(shù)據(jù)顯示，2018年，士蘭微新增專利申請數(shù)為89項，新增專利數(shù)為136項。截至2018年底，公司累計申請數(shù)為217項，累計專利數(shù)為957項。

在制造工藝的推進上，士蘭微已持續(xù)加大IGBT產(chǎn)品方面的投入，一方面在8英寸和12英寸芯片生產(chǎn)線上，不斷提升IGBT產(chǎn)品的工藝和設計水平，提升產(chǎn)品的品質(zhì)和性能，同時也會在IGBT產(chǎn)品的模塊封測業(yè)務上保持投入和發(fā)展，力爭持續(xù)保持IGBT產(chǎn)品的業(yè)內(nèi)領(lǐng)先優(yōu)勢。

圖：士蘭微在新能源汽車中的產(chǎn)品布局

士蘭微半導體制造事業(yè)部IGBT高級研發(fā)經(jīng)理顧悅吉表示，士蘭微電子充分利用設計與制造一體的IDM模式優(yōu)勢，為新能源汽車廠商提供LED驅(qū)動、IPM、IGBT、HVIC、MCU、DCDC、MOS、傳感器、音視頻等多維度產(chǎn)品和服務。