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IGBT:这一广泛使用的器件中国技术不差,差距在于产业化
2018-5-30 0:23:00           作者: 综合

  (文/ 铁流)

  特朗普政府发起的贸易战虽然收场,但这几个月,人们开始寻找中国可能被卡脖子的短板,中国大量进口的IGBT也被挖了出来。有媒体就认为,由于中国IGBT需要大量进口,而这个产业又被西方国家把持,对于中国正在大力发展的高铁和新能源汽车来说是一个潜在的威胁。不过,在IGBT技术上,中国其实并不差,大量依赖进口,并非技术水平不行。

  造成大量进口国外产品的局面,只是因为商业上和其他一些原因。

  IGBT市场基本被外商垄断

  IGBT英文全称是Insulated Gate Bipolar Transistor,也就是绝缘栅双极型晶体管。最初是为了解决MOSFET的高导通压降而难于制成兼有高压和大电流特性的功率器件,以及GTR的工作频率低、驱动电路功率大等不足而研制的双机理复合器件。

  由于IGBT集MOSFET和GTR的优点于一体,具有开关速度快、热稳定性好、驱动电路简单、驱动电流小、通态压降小、耐压高及承受电流大等优点,因此在电机控制和开关电源,以及要求快速、低损耗的应用领域广泛使用。无论是民用领域的轨道交通、新能源汽车、白色家电,还是工业控制、智能电网、国防军工,都离不开IGBT。

  然而,就是这样一种比较重要的功率器件,却基本被英飞凌、三菱、富士电机、仙童等国外企业垄断了全球市场。国内市场需求80%以上需要进口,中国市场已然成为英飞凌等国外巨头的现金奶牛——近年来,英飞凌的IGBT模块在中国工业应用领域的市场份额长期处于第一位。其中,通用变频器超过55%;中高压变频器超过80%;逆变电焊机超过50%;感应加热超过80%;运输领域超过70%。

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  中国国内企业在市场竞争中不敌国外厂商,一方面的原因是国内厂商起步发展晚,失去了先机,且西方国家的工业基础比中国更强。另一方面,也因为IGBT这个行业的特殊性导致政府和企业不太愿意去投入大量资金发展IGBT。

  中国IGBT的技术水平并不差

  虽然中国IGBT企业在商业上完全不敌英飞凌、富士通、三菱等国外大厂,但不能说中国在相关技术上差很多。诚然,国内大部分企业在IGBT技术上和国外大厂差距明显,但有一家企业的IGBT水平很强,相对于国内其他IGBT厂商可以说是鹤立鸡群的存在,那就是中国中车。

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  通过收购英国丹尼克斯公司,中国企业掌握了世界一流的技术。这里介绍一下丹尼克斯,是英国一家在IGBT方面有较深厚技术积累的企业,曾经研发出全世界第一条8英寸IGBT线。

  虽然丹尼克斯在技术上很不错,但由于“我大英自有国情在此”,英国的不少高科技企业先后被出售,丹尼克斯也位列其中。虽然技术是买来的,但收购下来并实现消化吸收的技术,就是我们自己的技术。

  目前,株洲那条生产线一年的产能大约为20万片,主要供应国家战略领域和军工领域需求。由于产能非常有限,而且针对特殊领域也只是勉强满足,自然就没有余力开拓商业市场了。


  政府和企业缺乏投资IGBT的动力

  既然国内IGBT技术水平并不差,那为何不去搞军民融合,扩大产能,开拓民用市场呢?主要还是IGBT行业自身的特点,使政府和企业缺乏投资IGBT产业的动力。

  首先,IGBT的市场规模偏小。目前,全球IGBT市场规模总共也就100亿美元左右。作为对比,存储芯片NAND FLASH和DRAM的市场规模则超过800亿美元。由于投资人都是趋利的,肯定会优先投资市场规模更大的芯片。这也是近年来,以紫光为代表的一批中国企业纷纷投资存储芯片的原因之一。

  其次,IGBT是一个红海市场。目前,全球IGBT行业共有几百家企业参与市场竞争,市场竞争异常激烈,而且IGBT市场规模的增长率和未来的增长潜力相对于手机主芯片、存储芯片来说逊色不少。这又促使企业避开这个领域。

  再次,国产化省钱作用不明显。在很多领域,由于国内企业做不出来,外商往往把产品卖出天价,然后国内企业把产品做出来以后把价格白菜化。但IGBT行业则不然。之前说了,由于市场竞争非常激烈,行业的集中度远远不像CPU、GPU、FPGA、NAND FLASH和DRAM等芯片这么高,这就使中国企业能够买到比较便宜的产品。而且由于价格便宜,利润不高,国内企业即便做出可以和英飞凌匹敌的产品,也会因为利润稀薄无法收回研发成本而陷入资金链断裂的困局。

  最后,就是IGBT的优先级不够高。IGBT是功率器件,和CPU这类逻辑器件存在一个很大的差别,那就是一般不会像CPU那样可以植入逻辑后门。也就是说购买国外IGBT,不会像购买CPU那样存在安全风险。另外,虽然近年来中国在各个领域不断取得突破,但现在中国受制于人的领域还有不少,比如CPU、GPU、FPGA、DSP、NAND FLASH和DRAM等等,就优先度来说,CPU要比IGBT高不少。在这种情况下,国家也只能抓大放小,先把优先度高的芯片做起来,在逐步解决优先度更高的芯片之后,才有余力去解决IGBT。

  结语

  由于IGBT已经是红海市场,且市场规模相对偏小,以及国产化省钱不明显等因素,阿里、腾讯等不差钱的企业也不会像投资打车软件、共享单车、订餐软件那样去烧钱。毕竟企业是以利润为导向的,即便一些企业家在媒体上如何表达自己忧国忧民的情怀,展现自己胸怀天下,但实际上,这些企业家只对股东和投资人负责,未必会对国计民生负责。

  国家决策的起点是保证关键领域不被卡脖子,也就是说,现阶段的任务只是关键领域能够满足基本需求——株洲和中国电科某所的一次会议上就直截了当的说“确保关键领域不被卡脖子”。就目前来说,国家还不会像扶持存储芯片那样,去扶持IGBT。

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  像中车之所以会去搞IGBT,其中一个重要原因也是因为在高铁领域,其他需要攻克的难关基本都攻克了,出于完全国产化的需要,就顺带把IGBT也搞出来了。

  至于在商业市场上把英飞凌、三菱的IGBT赶出中国市场,恐怕还需要等待时机。

责任编辑: 蔚 蓝 文章来源:
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