IGBT专家电话会议

1.请专家介绍下车规级功率半导体相比其他类别的半导体难在哪里？是否芯片制造环节一样，而主要体现在封装技术的要求更高？

IGBT国内做的比较早，10年前开始开发，车规级功率半导体对寿命要求比较高，效率和可靠性要求也比较高。设计和封装要求都比较高， 14-15年英飞凌也没有专门的车规级的芯片，都是英飞凌来用工业级的芯片改造来的。早先也有很多的问题，做了改造如增加了面积1-2平方毫米，工业级逐步演变成了ST2-3-4,形成了车规级系列。通过更严格可靠性试验、环境试验等，可以认为车规级是工业级的定制和加强版。

2.我们看到IGBT 数据行业老大英飞凌的市场占比很高，是否技术上也有这么大的差距，还是技术方面差距不大，只是有先发优势？

英飞凌有先发优势，对车规级标准具有指引的优势。比方说原来IGBT单管标准AQC101，原来是没有车规级模块的标准，18-19年英飞凌联合大众、博世等TIER1厂商推出AQC324，后来升级到了IOA324，通过该标准需要通过13-14道严苛的测试。模块通过了测试，PC等效于通过了15000个CYCLE，相当于8年寿命，通过25000CYCLE 相当于15年寿命，模块3轮测试，1轮最短是50天，3轮基本上就是相当于8年的寿命。乘用车设计寿命在10年以上，5年以内出现百万分之5的失效率就会要批量召回，所以相比可靠性对性价比要求没有那么苛刻。A级车里面，同样的寿命等级，同样的功率密度，要达到主流产品的水准，乘用车从开发到导入整车厂需要两年以上的时间。

3.英飞凌的产品和其他国产的产品价格差别有多大？还是说大家差距不大，各主机厂会选择适合的供应商一起开发？会有排他的可能性吗？

英飞凌在全球来看做的都比较早，封装方面他是标准的制定者。比方说外型，别的厂家只能做P2P，去模仿他的封装。如果主机厂原来只有英飞凌一家可以选，只是电机和电控的区别，比方说1.3KW/L，别的厂商则去做1.4KW/L，差别不大。海外来看，比方说丰田、本体、普锐斯，雅阁等车型，比方说英飞凌给博士定制的模块，丹佛斯给法雷奥定制的模块，TIER1会提出要求模块体积、功率密度这样的要求，细分芯片和模块厂商出方案，海外通过合作定制化方式来开发。国内的方案差异不大，A00的成本由3-4千压缩到2千以内，A级由5-6千降到了3-4千，主要是通过降低功率器件的成本。有很强的降本的需求比方说五菱宏光的迪亚MOS降到了几百块。理想、蔚来、小鹏都在找国内的IGBT厂家，找模块厂定制需求的产品。

4.目前国内厂家的产品是否还是以400V A00 A0级为主，还是目前已经有所突破，750V产品是否已经有了成熟的应用？

A00和商用物流车占比比较多的原因是厂家有很强的降本的需求。750V模块封装是和英飞P2P对标。750V 660A/820A/900A则是做差异化的竞争，封装一样，芯片性能可能不及。国内的厂商只有通过自己的芯片技术结合定制化的封装技术，使得质量、等级、可靠性、价格有优势，则可以替代。如果只是单纯的模仿，则很难达到英飞凌的水平。安森美给CREE的双面水冷的方案，丹佛斯给博世的MOLDING方案才是未来的方向。

5.目前行业内芯片环节国内和国外的良率的差异？

目前国内的厂家能达到95%的良率，英飞凌可以达到98%。

6.目前IGBT 主流的技术是平面型还是沟槽型？两种工艺差异在哪里？是否会并存？

IGBT芯片由元胞构成，平面型耐受电流的冲击能力更强，相对安全可靠。沟槽型电流密度更高，成本低，英飞凌和国外厂家走的是沟槽型的方案，BYD是做平面型为主，但是如果要做外销则需要选择沟槽型方案。英飞凌的微沟槽技术的电流密度增加了20-30%以上，最大的优势就是性价比高，但是缺点是耐短路时间比较差，举例说明沟槽型耐短路时间为10微秒，则微沟槽降低到8微秒。两种技术各有优劣势。

7.以A 级750V车为例，目前单车的IGBT 模块有多少个，价值量在多少？

乘用车750V 820A来说，按4驱、2驱，还有豪华型性能车来测算。10-20万A级和A0采用单电控方案，120-160KW的电机H DRIVE 移动模块，3相桥（6个桥并），每个桥是750V 820A（三颗275A IGBT并联），总数是18颗IGBT和18颗二极管，基本是1000块。B级车P7 唐 宋 理想ONE等 双电驱方案，前驱120-140KW –后驱140-180KW， 2000块。高端车保时捷和蔚来，后驱功率达到240KW，前驱一样。保时捷和汉采用SIC 6000块，蔚来后驱并联两个 2000块。

8.车载充电桩用IGBT 的量有多少？价值量在多少？

慢充是6.6KW 12KW H桥 两个半桥工业模块拼接，IGBT的成本200块。超级快充 50 100 150KW ，主要用SIC的单管在做，功率大了以后，效率需要达到98%以上，传统的SI基只能达到90%，可以有很大的性能的优势。相比2-3倍的价格。5KW SI基是400 SIC则要1000以上。

9.目前国内厂家比较有竞争力的厂家有哪些？高铁用IGBT和车规级有可比性吗？

车规做的最早的是BYD自产自销， 12年就2.0用在自己的车上，15年英飞凌在BYD的车上开始送样验证，15年2.5代出来后开始大规模替代，PPM从500以上降到100个以内，18年4.0以后，可以100%替代。20年5亿，21年8亿以上，对应40多万辆新能源车的销售 。其次是斯达，开始采用的也是英飞凌的芯片，BYD买过他们的东西，他们在物流和大巴上做的比较好，A00也做了一些替代，在中低端做的比较多。中车原来做高压，现在也在做车规，18年的用低价策略布局市场，当时测试原因进展比较慢，这两年的进展不错，芯片的开发，模组的迭代更新，这两年他们也在做电控，他自己也有大巴来验证。电控开始在一汽、红旗、广汽等厂也有验证，通过电控搭载模块推广到国内头部的厂家里面。在缺货的情况下，中车有足够的产能，且能率先突破A级和以上的客户。轨道采用单管封装形式，1700V 3300V轻轨、6500V主要是高铁，原来一个模块就是2-3万，开发成功以后成本降到了7000左右，相对市场空间没有车载大。

10.目前车规级芯片的主流制成是多少纳米？在晶圆制造和封装测试等环节是否有国内的设备厂家可以参与进来？扩产的难度大吗，也就是说从规划到达产大概需要多久，设备采购是否会有限制？

IGBT芯片0.8微米都能达到工艺要求，目前3-5微米都有采用。光刻不是限制因素。高压、大电流、漏电、过流、过温这些因素是限制条件。IDM的成本更低，生产周期短，但是投资大，目前的FABLESS厂应收才10亿，没有能力承担这么大的投资能力。中高端来说、轨道、车规、风电的行业要求更高，需要Fab厂来支持，他们相当于在工业产品上来做定制化。缺货的时候，BYD车的导入量特别快从年初的2-3万-10万，FABLESS满足不了。模组里面3-4颗的并联方式，导通压降、开启电压、漏电流、测电要求在±0.1这样的要求等。每颗的精度很高，每个模块、每个批次、每一年要求稳定。没有自己的厂，很能把握。代工厂他们会切换工业级芯片和车规级，而不会采用车规级的优势，很难保证批次的稳定。

11.车规级IGBT是否有在设计的周期内的失效率的要求？是强制国标吗？还是会是车商的常规维修物料，会有存量市场？目前这一块是否标准很明确？

目前是采用的国际常用的标准， 目前国标暂时还没有出来。但是随着保有量的提升，要求越来越严格。而且不仅要满足有关模块标准，而且要通过各个车企的模块测试标准，电驱测试标准以及整车的测试标准等。

12.同等参数的IGBT车规级车能有多少溢价？对应的生产成本会更高吗？

FABLESS 毛利30%， 如果IDM 40% , 英飞凌通过技术上的领先以及行业的定价的地位能做到超过50%。其中封装测试环节占比只有15%左右。

13.车规IGBT是否从设计开始就要与主机厂沟通，然后在试制，验证 ，批量，整个导入周期要多久？

在有FAB厂的前提下，2年内可以完成试制，要模块通过认证后，下游采用开始做验证，最终才会导入整车测试。如果新建工厂，则需要4-5年。

14.主流8英寸晶圆价值量多少？一张硅片能出多少张芯片？

8英寸主流能做1200V 200A 121颗，目前SI基8英寸的硅片价格是2600-2800元，6英寸是1500-1700元。

15.有一种说法功率半导体属于特色工艺，不属于先进工艺，所以对设备的依赖度没有那么高，相对不容易被卡脖子？是否相比设备来说，对人还有相关经验积累更加的重要？

一般来说功率半导体适用于3-5微米，先进制程是0.8微米，对光刻机的要求不高，但是对刻蚀、离子注入等环设备要求还是比较高，目前以国外的设备为主。

16.光伏和风电的价值量？光伏逆变器国际、国内厂家之间的比较？

工业产品的价值量会比较低，比方说光伏行业需求非常的分散，按照电流 电压等级来区分1200V 15A 25A 35A 450 600A 800A ，风电电压等级更高1700V，中车有产品，斯达也有试制。工控1200V 75A 200块 PIM （三相桥IGBT 自动IGBT） 100A 250块 150A 280-300块。光伏比工业相对复杂，工艺比较小，不带基板的封装 1200V 50A 150块 80A 250块，芯片比工业多 价格高一点。风电中车 400A 模块用半桥结构，并联 拼接，一个模块在3500元左右。光伏相对量没有这么大，但这两年成长比较快，模块和电路设计比较复杂，国内技术没有这么成熟，英飞凌和安森美芯片和封装都做出来了，国内大功率1200V 450A和 600A的半桥结构相对出货比较多。小功率的还处在测试验证送样阶段。

17.800V的产品的渗透率如何？

800V主要就是 SIC，以前主要是600V之内。具有充电优势、效率优势。开关频率很高，开关损耗：开通，电流上升，电压降低，关闭，电压上升，电流切断。SIC的效率很高，充电时间会更快。SI基效率92-95%，SIC可以做到98%。但是SIC的衬底的良率不高，缺陷和杂质很多，封装等成本也更高。100A 5×5mm SIC良率20-30%，1200V 100A 80元 SI基只要10元，充电桩10A单管成本就低很多。封装成本也是SI基的6-8倍。但是续航有优势，充电时间短，结温会更高。电控体积会更小，散热器的体积也会更小。1/3到1/5的体积，随着SIC模块的成本的降低，而且带来的综合优势，逐步会收支平衡，会逐步提升渗透比例。大厂也在降本，如果未来两年1200V 100A可以降低到30-35块。

18.CREE的降本计划在哪里？3-5年内是否扩产有难度？

衬底的成本能达到50%，国内都是在提速的方式，国外是6寸转8寸，通过大面积来做，同时减少缺陷和杂志。通过工艺的优化，芯片的由原来20 30%提升到50% 60% ，来增加效率。3-5年内，车载会更多，工控和消费即便SIC成本降低到2-3倍也没有市场。25年SIC的渗透率，700万辆新能源 100万辆装SIC后桥，单车3000块（后桥，假设成本由21年6000块降低到3000）。

19．后发的厂商需要多久来追赶？

分级别来看A00级的导入需要1年，如果是A级最快的速度也需要2年。