最近，芯八哥“走進產業(yè)鏈”欄目記者采訪了國內新興的功率半導體廠商廈門芯達茂微電子有限公司（簡稱“芯達茂”）的CTO蔡銘進，探討在新能源時代功率半導體快速發(fā)展的背景下，當前國內新銳廠商如何快速脫穎而出的成長之道。

以工業(yè)場景作為切入點，IGBT年出貨量已超千萬顆

據了解，芯達茂成立于2018年，是一家專注于功率半導體的研發(fā)、設計和應用的新一代功率半導體企業(yè)。經過五年的產業(yè)化研發(fā)、量產改進及市場驗證，公司已經向市場推出隔離式柵極驅動IC、IGBT單管/模塊、SiC SBD/MOSFET等產品，廣泛應用于電機控制、逆變器、UPS、新能源汽車、光伏逆變、工業(yè)電源、家電等領域。

芯達茂產品主要應用場景及客戶

資料來源：芯達茂

作為電力電子技術最具代表性的產品，IGBT是工業(yè)控制及自動化領域的核心元器件，能夠根據工業(yè)裝置中的信號指令來調節(jié)電路中的電壓、電流、頻率、相位等，以實現(xiàn)精準調控的目的，應用場景包括變頻器、UPS電源、工業(yè)電源、逆變焊機、電磁感應加熱等。從市場規(guī)模來看，根據集邦咨詢數(shù)據，2021年全球工業(yè)控制IGBT市場規(guī)模約為150億元，預計未來4年將保持在3%-5%的穩(wěn)定增長，到2025年市場規(guī)模將達到170億元。

作為當前芯達茂的主打產品，在IGBT領域公司已于2020年順利完成IGBT單管和模塊的量產。具體來看， 在IGBT單管品線上，芯達茂的IGBT產品電壓以650V/1200V為主,電流覆蓋5-100A；而在IGBT模塊品線上，芯達茂的產品以1200V、15-600A為主，并且能夠根據不同場景不同客戶的需求，提供不同的封裝形式。

芯達茂IGBT模塊系列產品

資料來源:芯達茂

蔡銘進表示：公司自主研發(fā)設計的IGBT系列產品，兼具高性能、高可靠度等優(yōu)勢，其中650V IGBT系列單管產品采用先進的微溝槽結構+場截止技術(Trench+FS),在提升芯片功率密度的同時,也能在開關頻率和開關損耗上獲得最佳平衡。而1200V IGBT系列單管產品采用晶圓元胞區(qū)和終端場板的特殊設計,具有高可靠性和電參數(shù)一致性優(yōu)的特點，適用于工業(yè)變頻器、伺服電機和UPS等領域。目前，在出貨量上，IGBT單管系列產品可達300K/月，而IGBT模塊出貨量已達600K/月，主要客戶包含廈門鎢業(yè)、施耐德、科華技術、華聯(lián)電子、愛維達、中航太克、普羅太克等。

業(yè)內周知，IPM模塊將IGBT芯片、FRD芯片、驅動電路、保護電路、檢測電路等集成在同一個模塊內，通過調節(jié)輸出交流電的幅值和頻率控制電機的轉速來實現(xiàn)變頻，具有封裝體積小、抗干擾能力強、應用便捷等優(yōu)點，是當下非常具有發(fā)展前景的一個賽道。

尤其在變頻家電領域，空調、冰箱、洗衣機等耗電較多的產品普遍具有節(jié)能、高效、降噪、智能控制的需求，因此對大功率IPM模塊的需求量也在日益增長。根據產業(yè)在線的統(tǒng)計，2021年我國家用空調變頻比例同比增加14%，對應增加4500萬顆IPM模塊，總量達2.5億顆；冰箱變頻增加2000萬顆IGBT芯片需求，總量達1.2億顆；而洗衣機的變頻比例提升至45%，增加700萬顆IPM需求，總量達3300萬顆。

基于在IGBT領域深厚的技術積累，芯達茂研發(fā)出的IPM/PIM模塊也已經在變頻器、風機、水泵等家電領域批量應用。

蔡銘進指出：傳統(tǒng)家電逐漸向變頻化發(fā)展，不僅能夠促進IPM市場的持續(xù)擴張，更能夠給IGBT提供穩(wěn)定的市場需求。芯達茂的IPM模塊內置三相全橋高壓柵極驅動和6個低損耗溝道柵-場截止IGBT。通過內部集成增強型濾波器，能夠改善HVIC內部模塊的輸入/輸出脈沖的一致性，有助于濾除尖峰干擾信號和窄脈沖；而公司的PIM模塊采用溝槽結構的場截止技術(Trench+FS)，內部集成整流、制動斬波器和溫度傳感器(NTC)，即使在嚴酷的環(huán)境下，產品也具有穩(wěn)定的一致性和高可靠性等特點。目前該系列產品已經在創(chuàng)維、長虹等知名客戶中批量出貨。隨著市場推廣力度的不斷加大，預計這塊銷量未來將不斷得到增長。

芯達茂功率器件模塊

資料來源:芯達茂

在IGBT領域取得一定的成功后，隨著第三代半導體材料的興起，芯達茂隨即將目光轉向到了具有禁帶寬度更大（是硅的3倍）、熱導率更高（是硅的4-5倍）、擊穿電壓更高（是硅的8-10倍）的碳化硅領域。

截止目前，芯達茂在碳化硅功率器件上已經研發(fā)出了一系列SiC SBD和SiC MOSFET產品。以SiC MOSFET為例，公司研發(fā)的650V RDS(ON)/Typ 30mΩ—60mΩ、1200V RDS(ON)/Typ 16mΩ—160mΩ、1700V RDS(ON)/Typ 650mΩ—1000mΩ等系列產品，具有柵極氧化層可靠性高、開關和導通損耗低、短路抗雪崩能力強等特點，已在DC-DC轉換器、馬達驅動、充電模塊等領域實現(xiàn)小批量出貨。

芯達茂SiC MOSFET系列產品

資料來源:芯達茂

蔡銘進說。

功率半導體景氣度高企，芯達茂與時俱進將品線由工業(yè)向新能源汽車積極拓展

功率半導體是電力電子應用裝備的基礎和核心器件，幾乎用于所有需要電能處理和轉換的場景，下游應用領域廣泛。近年來，隨著新能源汽車、工業(yè)自動化、新能源發(fā)電、變頻家電、軌道交通等新興應用領域的興起和快速發(fā)展，共同推動功率半導體市場空間持續(xù)增長。

根據Omdia的數(shù)據，2020年全球功率半導體市場規(guī)模達452億美元，隨著“雙碳”政策的逐步推進，預計到2024年市場規(guī)模將達到522億美元。中國市場方面，作為全球最大的功率半導體消費國，2020年中國功率半導體市場規(guī)模為172 億美元，占全球市場的比例高達38%。Omdia預計，未來中國功率半導體將繼續(xù)保持平穩(wěn)增長，到2024年市場規(guī)模有望達到206億美元。

資料來源：Omdia

從競爭格局來看，2021年前十大功率半導體廠商為英飛凌、安森美、意法半導體、三菱電機、富士電機、東芝、威世、安世半導體、瑞薩、羅姆。其中，英飛凌以約20%左右的市占率排名第一，安森美緊隨其后以9%的市占率排名第二，第3-10名市占率合計約30%，排名每年發(fā)生變化。

值得注意的是，功率器件前十企業(yè)中，有一半為日本企業(yè)，分別是三菱電機(第4)、富士電機(第5)、東芝(第6)、瑞薩(第9)、羅姆(第10)，五家企業(yè)的營收在過去三年內大體保持在榜單總營收的32%~33%左右。而中國僅有安世半導體（聞泰科技）躋身前十之列，但整體市占率較小。

對于當前功率半導體的行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，蔡銘進表示：目前英飛凌、三菱電機、富士電機等國際大廠在功率半導體領域擁有技術及產能優(yōu)勢，占據了全球主要的高端市場。而我國雖然已在二極管、三極管、晶閘管等中低端功率器件上實現(xiàn)國產化，但是在IGBT、SiC MOSFET等對技術及工藝的復雜度要求較高的器件上，還較大程度依賴進口。芯達茂自成立以來，不斷加大對IGBT等高端功率器件的研發(fā)投入，通過‘細分產品+性價比’的自主創(chuàng)新方式逐步形成了自身的競爭力，目前已在部分領域實現(xiàn)對國外大廠的進口替代，并獲得了快速發(fā)展。

自2022年Q3以來，全球半導體市場由于經濟下行、通脹上升、需求疲軟等影響，正進入一輪庫存調整的下行周期。不過，縱觀功率半導體細分市場，由于下游光伏、儲能、新能源汽車、工業(yè)等領域對IGBT、碳化硅、氮化鎵等功率器件的需求仍然比較旺盛，所以整體來言行業(yè)面臨的下行沖擊非常有限。

具體來看，根據最新數(shù)據，2023年Q2英飛凌、安森美、意法半導體等功率器件大廠的IGBT交期保持在39-52周左右，并且貨期和價格在2022年的基礎上依然保持著相對穩(wěn)定的趨勢；而寬帶隙Mosfet交期維持在42-52周左右，目前依然處于供不應求的局面。

資料來源：富昌電子

在行業(yè)景氣度持續(xù)高企的背景下，芯達茂將業(yè)務品線逐漸由工業(yè)市場向新能源汽車市場拓展，以加速公司的發(fā)展。