IGBT為什么這么難？

內(nèi)容精要：IGBT，需要大量的經(jīng)驗積累和技術儲備，不是短時間內(nèi)靠砸團隊、砸資金就能突破的。市場層面，認證周期較長，替換成本高，壁壘更是很高。不管是技術還是市場，IGBT 行業(yè)對新進入者都極其不友好。畢竟我們起步晚了那么多年，要追趕，還是存在重重障礙。

IGBT 是一個難啃的骨頭，這是一個公認的事實。

市場需求大，中國企業(yè)落后，這又是一個不爭的事實。

根據(jù)市場研究機構的數(shù)據(jù)，中國目前 IGBT 市場規(guī)模約為 150 億人民幣，但 95%的市場被國外企業(yè)所壟斷。唯一有突破希望的是之前文章里曾提到連續(xù) 22 個漲停下的中國 IGBT 過的，那個連續(xù) 22 個漲停的斯達半導（股票代碼：603290）。

至于其他功率半導體器件的上市公司，產(chǎn)品還是以傳統(tǒng)的 MOSFET 和二極管為主，號稱有 IGBT 產(chǎn)品，也大都處在一個炒概念的階段，產(chǎn)品不成熟，營收占比基本可以忽略。

斯達半導是國內(nèi) IGBT 領域的領軍企業(yè)，IGBT 模塊的市場份額占有率已經(jīng)排到了全球第 10 位。

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即便斯達半導的 IGBT 模塊已經(jīng)進入了全球 10 強，其 IGBT 芯片也有將近一半依賴外購，采購總金額比例也有 47.29%，采購方包括英飛凌(Infineon)、 Si-Chip（ABB 經(jīng)銷商）、艾塞斯(IXYS)等。

不過可喜的是，這個數(shù)據(jù)在一直下降，由 2016 年的 79.74%一直下降到目前的不足 50%。

為什么 IGBT 這么難？這是一個觸及靈魂深處的問題。

首先，從 IGBT 原理來看，這是一個簡單的不能再簡單的電路，具備初級的大學本科模電知識儲備就能看懂，一個 BJT+MOSFET，就構成了一個 IGBT 電路，實現(xiàn)“非通即斷”的電路原理。

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只是幾個 pn 結(jié)而已，相比較數(shù)字邏輯芯片上面，密密麻麻幾億個晶體管，看起來費眼睛多了……

但需要注意的是，IGBT 芯片屬于電力電子芯片，需要工作在大電流、高電壓、高頻率的環(huán)境下，對芯片的可靠性要求較高，同時芯片設計需保證開閉和損耗、抗短路能力和導通壓降（控制熱量）三者處于均衡狀態(tài)，芯片設計與參數(shù)調(diào)整優(yōu)化十分特殊和復雜。

所以，IGBT 芯片設計上很多時候是 knowhow 的東西，需要積累豐富的經(jīng)驗和知識儲備。老師傅不出手，累死一萬個徒弟。

所以，IGBT 原理簡單，設計工藝上難，這是其一。

在芯片制造層面上，IGBT 芯片一般分為 IDM 模式和 Fabless 模式。

IDM 模式中，財大氣粗的廠商自建產(chǎn)線進行芯片制造，主要目的除了產(chǎn)能可控之外，就是為了工藝可控，能夠把高端核心工藝牢牢掌握在自己手中。

而沒有財力自建產(chǎn)線的 IGBT 廠商，只有采用 Fabless 模式，需要尋找合作代工廠，并向代工廠商提供 IGBT 芯片設計和生產(chǎn)工藝。

國內(nèi)采用 IDM 模式的，主要有比亞迪半導體，收購 LFoundry 的中科君芯也有往 IDM 轉(zhuǎn)型趨勢。

而以斯達半導為代表的 IGBT 廠商，還是以代工為主。斯達半導合作的代工廠是上海華虹和上海先進。

特別對于 Fabless 模式，要完成和代工廠的技術磨合，在別人產(chǎn)線上規(guī)?；a(chǎn)出符合各項參數(shù)指標的芯片，談何容易！

所以，IGBT 制造工藝難，費人，自建產(chǎn)線難，費錢，這是其二。

要實現(xiàn) IGBT“非通即斷”的功能，單靠一顆芯片是不夠的，還需要像普通芯片一樣，封裝成模塊。

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IGBT 模塊需要快恢復二極管芯片（FRT）和 IGBT 芯片配合，對集成度要求很高，各個器件之間通常只間隔幾毫米的距離，又需要能承受較大的電壓和電流及可能存在的惡劣運行環(huán)境。芯片位置、材料的熱膨脹系數(shù)、回流爐回流曲線及其他參數(shù)的設置，都會直接影響封裝完成的 IGBT 模塊性能。

所以，IGBT 模塊看似技術含量不高，但也有一堆不足為外人道也的 knowhow，這是其三。

最后，涉及到市場方面的問題。

一款產(chǎn)品好不好，需要和下游應用完成匹配驗證，并最終被下游廠商廣泛接受，才算成功，否則一堆理論上的先進，都是空談。

IGBT 更是如此，而且 IGBT 往往應用于工業(yè)、電力等重要行業(yè)，屬于工業(yè)產(chǎn)品的核心器件。

別的芯片行業(yè)，也許可以靠低價格取勝，但 IGBT 很難。

產(chǎn)品要進入下游客戶采購目錄，有很高的門檻，需要經(jīng)過產(chǎn)品單體測試、整機測試、小批量試用等多個環(huán)節(jié)，采購決策周期較長。

當然，下游廠商一旦接受了某款產(chǎn)品，就產(chǎn)生了很強的用戶忠誠度，不到萬不得已，是不會貿(mào)然更換供應商和產(chǎn)品型號的，也對新進入者造成了不小的市場壁壘。

所以，對于 IGBT 新進入者，下游客戶認證周期較長，替換成本高，這是其四。

綜合來看，不管是技術還是市場，IGBT 行業(yè)都不是一個那么容易突破的領域，對新進入者極其不友好。

畢竟我們起步晚了那么多年，要追趕，還是存在重重障礙。

不過好在斯達半導已經(jīng)樹立了突破的榜樣，相信在不久的將來，在不同的應用領域，中國的 IGBT 產(chǎn)業(yè)必將多點開花。