“做强另一颗芯”系列报道
编者按：如果说中央处理器（CPU）是一台计算机的心脏，功率半导体就是一部电机的心脏，是整个系统实现对电能高效产生、传输、转换、存储和控制的关键。在“十三五”期间，随着我国产业转型升级战略的推进，加快功率半导体产业发展与技术水平提高已经是当务之急。为此，本报推出“做强另一颗芯”——中国功率半导体产业发展系列报道。
赛迪顾问发布的数据显示，受电子信息制造业生产增速总体加快的影响，2016年我国功率器件市场规模持续扩大，达到1496.1亿元，同比增长7.2%，增速较2015年有所回升。然而，观察下游应用市场的拉动效力，2017年以手机和移动通信基站为代表的通信类整机产品产量将有所回调，相关功率器件产品市场规模增速将有所放缓，而工业控制类产品仍将保持稳定、消费电子穿戴设备等产品尚未形成爆发式增长，计算机产品快速下滑……在此情况下，汽车电子市场对于功率半导体拉力的重要性就不断凸显出来，成为2017年中国功率器件市场增长的关键因素。
中国功率半导体行业2017年初即取得良好开局：在收购恩智浦公司RF Power部门后，建广资产又以27.5亿美元收购了恩智浦公司标准产品部门，该部门主要产品之一是功率半导体MOSFET产品线。未来，中国功率半导体企业应当抓住国家大力推进新能源汽车的良好契机，加快推动行业的进一步发展。
新能源车驱动功率半导体成长
功率半导体的应用领域已逐渐从传统的工业控制和4C领域，向新能源、轨道交通、智能电网、变频家电等诸多市场迈进。
作为仅次于大规模集成电路的另一大分支，功率半导体运行于弱电控制与强电之间，在降低电路损耗、提高电源使用效率中发挥着重要作用。随着世界各国对节能减排的需求越来越迫切，功率半导体的应用领域已逐渐从传统的工业控制和4C领域，向新能源、轨道交通、智能电网、变频家电等诸多市场迈进。市场分析机构IMSResearch的报告指出，未来功率半导体的增长点将来自新兴领域，包括电动汽车及新一代通信、云计算等。
对于中国市场来说，虽然新能源车市场此前受到补贴下降、推荐目录重审等影响，增速有所放缓，但是业界普遍认为，随着第二批推荐目录的出台，将逐步改善市场局面。3月1日，工信部正式发布《新能源汽车推广应用推荐车型目录（2017年第2批）》，共有40家企业201款新能源车型上榜。其中，纯电动车型有157款、插电式混合动力车型有44款。新能源汽车投资合作热潮再度涌动。
根据赛迪顾问的报告，功率半导体占到新能源汽车新增半导体用量的76%、新能源整车半导体用量的50%。IGBT模块是新能源汽车电控系统和直流充电桩的核心器件，成本占到新能源整车成本的10%，占到充电桩成本的20%。由于未来几年新能源汽车及充电桩市场将进入爆发期，IGBT等功率半导体作为其核心器件也将迎来黄金发展期。预计未来5年国内新能源汽车和充电桩市场将带动200亿元IGBT模块的需求。
国际半导体厂提前布局
由于消费类电子市场增长趋于平缓，汽车电子成为IC行业企业关注的下一个热点，各大国际半导体厂商都在积极布局。
由于智能手机等消费类电子市场增长趋于平缓，汽车电子开始成为IC行业企业关注的下一个热点，目前各大国际半导体厂商都在积极布局。比如，高通公司通过并购恩智浦半导体的方式进军汽车电子市场；安森美并购了Fairchild，以补足其在中、高压功率器件上的不足；瑞萨则通过收购Intersil巩固其在汽车电子市场的地位。
无论汽车电子是否会真正“接棒”消费类电子市场，在智能化、电子化的大趋势下，这将会给整个半导体市场带来新的活力和增长点。英飞凌科技（中国）有限公司大中华区总裁苏华指出：“要达成二氧化碳减排目标，汽车行业必须专注于更高效率的内燃机，动力总成电气化。”功率器件的智能化，可以让电子控制系统达到更高安全等级。例如在IGBT内部增加电流和温度传感器，当系统可能出故障时，能做初步的判断，可以首先尝试降低车辆输出扭矩和速度，而不是直接关闭。在电池电压偏高时，降低功率器件开关速度，保护开关电路安全；在电池电压正常时，做最高效开关动作。
东芝电子（中国）有限公司技术部副高级经理刘文鑫认为，汽车用功率半导体将有四个主要的发展趋势，那就是高可靠性、高集成度、大功率化和可生产性。
应以新能源车市场作为突破口
随着我国大力发展新能源汽车行业，下一步我国功率半导体企业应当重点在新能源汽车用功率半导体领域取得突破。
继2015年收购恩智普公司RF Power部门后，2017年初建广资产又以27.5亿美元收购了恩智普公司标准产品部门，该部门主要产品之一是功率器件MOSFET产品线。与此同时，以中车株洲电力机车研究所有限公司IGBT为代表的自主高端功率器件产品已成功进入电力传输、工业自动化和铁路运输特别是高速铁路等重点应用领域。中国在功率半导体领域也开始取得逐步进展。
根据《电力电子器件产业发展蓝皮书》，在中大功率（电压1200V～6500V）和中小功率（900V以下）领域，我国高频场控电力电子器件技术和产业取得了长足的进步，建立了从电子材料、芯片设计、研制、封装、测试和应用的全产业链。中小功率的MOSFET芯片已产业化，批量生产的单管已在消费类电子领域得到广泛应用；IGBT模块的封装技术也上了一个大台阶，采用国产芯片的4500V、6500V/600A～1200A的IGBT模块进入小批量的量产阶段。
随着我国将大力发展新能源汽车行业，下一步我国功率半导体企业应当重点在新能源汽车用功率半导体领域取得突破。上海华虹宏力半导体制造有限公司科长黄景丰表示：“希望IGBT也能乘上新能源汽车发展的东风，与广大同行共同努力发展。”IGBT未来主要的成长驱动力来自于HEV/EV。我国的新能源汽车发展也经历了几个阶段，从燃油车发展到油电混合车，气电混合车，再到纯电动车。不同能源的驱动方式也催生了功率半导体的广泛应用，作为电动车动力的核心，马达逆变器将驱动IGBT模块飞速发展。根据我国新能源汽车2020年规划，到2020年各型新能源汽车年产出要达到200万辆。
根据我国功率半导体的技术发展路线图的规划，未来我国应提升轨道交通、电力系统和新能源汽车用的高压大容量IGBT模块的产业化水平，开发超大容量平板全压接IGBT模块产品、进一步提升快恢复二极管FRD芯片和高压功率MOSFET芯片的技术水平。
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