車規(guī)級(jí)功率器件具有很大潛力，燒結(jié)銀市場(chǎng)爆發(fā)在即
一 在車規(guī)功率半導(dǎo)體中，MOSFET 和 IGBT 較具代表性。
車規(guī) MOSFET：車規(guī) MOSFET 不論在燃油車上還是電動(dòng)車上，應(yīng)用非常廣泛， 且 MOSFET 產(chǎn)品主要被海外企業(yè)壟斷。 自 2020 年以來(lái)，海外頭部供應(yīng)商都相繼面臨產(chǎn)能緊張、漲價(jià)和斷供等問(wèn)題。此 時(shí)，對(duì)于一直在等候卻缺乏合適契機(jī)進(jìn)入車載領(lǐng)域的本土廠商來(lái)說(shuō)，正是切入汽 車供應(yīng)鏈的絕佳時(shí)機(jī)。經(jīng)過(guò)兩年的蓄勢(shì)，國(guó)內(nèi)部分相關(guān)企業(yè)在上車批量供貨的同 時(shí)，同步在加快新的車規(guī) MOSFET 的研發(fā)和驗(yàn)證。 低壓 MOS——主要以 40V，60V，100V Planar 平面型、Trench 溝槽型和 SGT 屏蔽柵 MOSFET 為主。因?yàn)閱诬囉昧看蟆?yīng)用場(chǎng)景多且復(fù)雜，自 2021 年以來(lái)， 市場(chǎng)缺貨嚴(yán)重。
中壓 SGT MOSFET：車規(guī)級(jí) SGT MOSFET 工作電壓范圍通常在 30V-250V 之 間的 MOSFET 產(chǎn)品，其中中壓（100V-250V）一般并聯(lián)多個(gè) MOSFET 單管用 于 A00 級(jí)小型電動(dòng)汽車或中混車輛（動(dòng)力電池電壓在 200V 上下）的主驅(qū)逆變 器、OBC、DC/DC、空調(diào)壓縮機(jī)等零部件當(dāng)中起到逆變、整流等作用。 高壓 SJ MOSFET，車規(guī)級(jí) SJ MOSFET 工作電壓通常在 650V-900V，主要用 于當(dāng)前廣泛搭載的 400V 動(dòng)力電池平臺(tái)汽車的主驅(qū)逆變器、OBC、DCDC 和 PTC 等產(chǎn)品上。
車規(guī) IGBT：IGBT 通常分為單管、模塊和 IPM 模塊。全球車載 IGBT 和 MOSFET 一樣，主要被美歐日等國(guó)家的廠家壟斷。如英飛凌、安森美、富士電機(jī)、三菱電 機(jī)和賽米控等。其中，英飛凌占據(jù)車規(guī) IGBT 主要市場(chǎng)份額，英飛凌較早在 2007 年推出車規(guī)級(jí) IGBT 模塊——HybridPACK 系列。在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，比亞迪、斯達(dá)半導(dǎo)和時(shí)代電氣穩(wěn)居前十。
IGBT 已發(fā)展至第七代，英飛凌作為 IGBT 龍頭，其技術(shù)早在 2018 年已經(jīng)迭代 至第七代。第五、六、七代均是在第四代技術(shù)基礎(chǔ)上針對(duì)大功率、高開(kāi)關(guān)頻率等 需求進(jìn)行的設(shè)計(jì)優(yōu)化。不同代差對(duì)應(yīng)不同的器件設(shè)計(jì)，也對(duì)應(yīng)著不同的器件性能 和應(yīng)用場(chǎng)景。目前國(guó)內(nèi)多數(shù)廠家已經(jīng)發(fā)展到了等同英飛凌的第四代和第五代技術(shù)， 而第四、五代 IGBT 也正好是目前車規(guī) IGBT 應(yīng)用的主流技術(shù)。功率半導(dǎo)體器件或模塊是電機(jī)控制器的心臟。電機(jī)控制器、電機(jī)和減速器一起組 成電動(dòng)汽車的電力驅(qū)動(dòng)總成。其中，電機(jī)控制器是功率半導(dǎo)體器件和模塊的重要應(yīng)用 領(lǐng)域，其主要用途是將動(dòng)力電池輸出的直流電轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)電機(jī)所需要的三相交流電。 電機(jī)控制器由功率半導(dǎo)體器件或模塊、電容、驅(qū)動(dòng)電路板和控制電路板等零部件 組成。其中功率半導(dǎo)體器件或模塊占總成本的 37%左右，是電機(jī)控制器較為核心的 零部件之一。
由于電機(jī)控制器是功能安全件，通常消費(fèi)級(jí)或工規(guī)級(jí)的功率半導(dǎo)體器件和模塊不 滿足上車條件。因此長(zhǎng)期以來(lái)，電機(jī)控制器中的功率半導(dǎo)體器件和模塊一直依賴進(jìn)口。 近年來(lái)，電機(jī)控制器格局發(fā)生變化，本土電機(jī)控制器廠家市場(chǎng)份額快速增長(zhǎng)，這 讓國(guó)產(chǎn)功率半導(dǎo)體擁有更多驗(yàn)證和上車機(jī)會(huì)，國(guó)產(chǎn)功率半導(dǎo)體市場(chǎng)份額將有望進(jìn)一步 擴(kuò)大。
中國(guó)燒結(jié)銀企業(yè)SHAREX強(qiáng)勢(shì)出擊
在過(guò)去相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間里，功率半導(dǎo)體市場(chǎng)一直由歐、美、日等外資巨頭牢牢占據(jù)著主導(dǎo)地位，隨著近年來(lái)新能源汽車的發(fā)展，許多本土企業(yè)也紛紛入局。放眼市場(chǎng)，不論是傳統(tǒng)Si功率器件IGBT、MOSFET，還是以SiC、GaN等為代表的第三代半導(dǎo)體，國(guó)內(nèi)都有企業(yè)布局。
2021年底，時(shí)代電氣、士蘭微和華虹半導(dǎo)體等廠商的IGBT產(chǎn)能相繼投產(chǎn)，相關(guān)企業(yè)利潤(rùn)也迅速增厚。比如：斯達(dá)半導(dǎo)、士蘭微、比亞迪半導(dǎo)體、時(shí)代電氣、宏微科技、華潤(rùn)微、新潔能等半導(dǎo)體企業(yè)IGBT業(yè)務(wù)均實(shí)現(xiàn)了極大提升，車規(guī)級(jí)IGBT產(chǎn)品在市場(chǎng)上也實(shí)現(xiàn)了極大突破。
根據(jù)SHAREX善仁新材研究院統(tǒng)計(jì)與分析，2022年IGBT因電動(dòng)車與光伏發(fā)電市場(chǎng)的強(qiáng)勁需求，在供應(yīng)端產(chǎn)能有限的情況下，整體供需缺口達(dá)13.6%。對(duì)于中國(guó)市場(chǎng)來(lái)說(shuō)，IGBT是近年來(lái)半導(dǎo)體和電動(dòng)汽車的布局熱點(diǎn)，不過(guò)至今車規(guī)級(jí)IGBT產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)化率仍然較低。
近日，士蘭微發(fā)布了向特定對(duì)象融資65億元，以發(fā)展包括SiC和IGBT等功率器件在內(nèi)的多項(xiàng)產(chǎn)品的報(bào)告。在報(bào)道中，士蘭微分享了他們對(duì)功率半導(dǎo)體，特別是中國(guó)功率半導(dǎo)體行業(yè)的看法。
士蘭微在報(bào)告中指出：
近年來(lái)，功率半導(dǎo)體行業(yè)呈現(xiàn)穩(wěn)健增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，根據(jù) SHATREX善仁新材統(tǒng)計(jì)，2021 年全球功率半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模約為 462 億美元。隨著下游應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展延伸 以及物聯(lián)網(wǎng)、通信和新能源汽車等新興應(yīng)用領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展，未來(lái)功率半導(dǎo)體市場(chǎng)仍將保持增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。根據(jù)SHAREX善仁新材預(yù)測(cè)，到 2024 年全球功率半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 522 億美元。
中國(guó)作為全球較大的新能源汽車市場(chǎng)，在車規(guī)級(jí)功率半導(dǎo)體市場(chǎng)領(lǐng)域一直被國(guó)際巨頭占據(jù)，國(guó)內(nèi)自給率不足 10%，存在巨大的供需缺口。但功率半導(dǎo)體器件技術(shù)迭代速度較慢，使用周期較長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)廠商擁有充足的發(fā)展和追趕時(shí)間。
正如士蘭微所言，功率半導(dǎo)體采用非尺寸依賴的特色工藝，不追求7nm、5nm等先進(jìn)制程，因此功率半導(dǎo)體相對(duì)邏輯IC工藝技術(shù)難度低，同時(shí)不需要?jiǎng)虞m百億美金的產(chǎn)線投入，國(guó)產(chǎn)廠商更容易實(shí)現(xiàn)技術(shù)追趕。

根據(jù)中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)，2021年中國(guó)功率半導(dǎo)體前十大企業(yè)為安世半導(dǎo)體、華潤(rùn)微、揚(yáng)杰科技、士蘭微、華微電子、捷捷微電、斯達(dá)半導(dǎo)、新潔能、比亞迪半導(dǎo)體、時(shí)代電氣。前十大企業(yè)中，安世半導(dǎo)體產(chǎn)品覆蓋較為全面，基本上涵蓋了二極管、MOS、IGBT、SiC等主要產(chǎn)品線；此外，士蘭微、華潤(rùn)微、揚(yáng)杰科技等老牌功率器件廠商產(chǎn)品也基本上覆蓋了市場(chǎng)主流的MOS和IGBT產(chǎn)品；而比亞迪半導(dǎo)體和時(shí)代電氣，背靠母公司擁有強(qiáng)大的終端市場(chǎng)，相關(guān)功率器件產(chǎn)品除了自用外，也走向市場(chǎng)開(kāi)始向其他大客戶實(shí)現(xiàn)了批量出貨。

二 燒結(jié)銀產(chǎn)品

所謂的燒結(jié)銀，又叫燒結(jié)銀膏，銀焊膏等，就是將納米級(jí)銀顆粒燒結(jié)成銀塊的一種新的高導(dǎo)通銀材料，燒結(jié)銀燒結(jié)技術(shù)也被稱為低溫連接技術(shù)，產(chǎn)品具有低溫?zé)Y(jié)，高溫服役，高導(dǎo)熱低阻值，無(wú)污染等特點(diǎn)。是寬禁帶半導(dǎo)體模塊中的關(guān)鍵導(dǎo)熱散熱封裝技術(shù)。

燒結(jié)銀技術(shù)和市面上所說(shuō)的高溫?zé)Y(jié)銀漿是兩個(gè)概念，這里所說(shuō)的“燒結(jié)銀"，指的是在低溫環(huán)境下燒結(jié)的納米銀膏。燒結(jié)溫度一般會(huì)在280度以下，善仁新材開(kāi)發(fā)出了可以在150度的溫度下的燒結(jié)銀AS9376，為世界首創(chuàng)。

善仁新材燒結(jié)銀材料包括以下型號(hào)：

一 AS9300系列燒結(jié)銀膏：包括9330半燒結(jié)銀，9375無(wú)壓燒結(jié)銀，9385有壓燒結(jié)銀，9395有壓燒結(jié)銀膜。

二 AS9200系列燒結(jié)銀膠：包括9220燒結(jié)銀膠，9221燒結(jié)銀膠。

三 AS9100系列納米燒結(jié)銀漿：包括9101燒結(jié)銀漿，9120燒結(jié)銀漿，9150燒結(jié)銀漿。

四 AS9000系列納米銀墨水：包括9001納米銀墨水，9002納米銀墨水。

五 預(yù)成型銀片GVF9000系列：可以根據(jù)客戶需求做成各種尺寸的納米銀膜片。

六 預(yù)燒結(jié)焊片和焊盤(pán)GVF9000系列：可以根據(jù)客戶需求做成各種尺寸的預(yù)燒結(jié)焊盤(pán)和焊盤(pán)。

 燒結(jié)銀適用行業(yè)：高功率射頻器件、寬禁帶半導(dǎo)體封裝、LED、IGBT、汽車電子、配電、逆變器、有軌電車、UPS等等；本系列燒結(jié)銀產(chǎn)品，由于納米金屬的小尺寸效應(yīng)，納米銀的熔點(diǎn)要比塊狀銀低很多，所以能在相對(duì)較低的溫度下實(shí)現(xiàn)燒結(jié)。納米銀燒結(jié)時(shí)，表面熔化，相鄰的顆粒相互接觸形成燒結(jié)頸。然后隨著原子擴(kuò)散，燒結(jié)頸不斷長(zhǎng)大，較終得到的燒結(jié)體熔點(diǎn)接近塊體銀。納米銀的這些特點(diǎn)使其能夠?qū)崿F(xiàn)低溫?zé)Y(jié)、高溫服役的嚴(yán)苛要求。