如果將邏輯芯片比喻成人腦，解決計算、存儲、學習的功能，那么功率半導體芯片負責的就是肌肉力量的控制和執(zhí)行。

 

　　以IGBT為代表的功率半導體芯片是電能控制的核心，也是驅動現(xiàn)代社會的電氣化裝備發(fā)展和應用的關鍵器件。 小到白色家電，大到新能源汽車、新能源發(fā)電、智能電網(wǎng)，乃至智慧城市的運行，都離不開功率半導體芯片的支撐。 當我們放眼一條完整的從電能產(chǎn)生到電能最終應用的電力產(chǎn)業(yè)鏈時，功率半導體芯片在此過程中更類似于一名“廚師”的角色。 它負責將發(fā)電設備產(chǎn)生的電壓和頻率雜亂不一的電流“加工”成電壓、頻率統(tǒng)一的工頻電，再將“加工好”的工頻電“烹飪”成擁有不同電壓、電流、頻率等電能參數(shù)的“工況電”來滿足各個用電終端的不同“口味”。 需要特別特別指出的是，這里提到的用電終端，并不是某一單一電器，而是電器中的各類終端功能。

 

　　可以說，當今世界一切跟發(fā)電、輸電、用電有關的事情，都離不開功率半導體芯片。

 

　　社會工業(yè)領域的需求

 

　　功率半導體的應用領域非常廣，作為典型的需求驅動型產(chǎn)業(yè)，雖然仍受到全球貿(mào)易不穩(wěn)定等因素影響，但市場增幅仍將非常可觀。 根據(jù)Yole數(shù)據(jù)顯示，2017年全球功率半導體市場規(guī)模為327億美元，預計到2022年這一數(shù)字將達到426億美元，復合增長率為5.43%。 功率半導體每年的市場空間可以大致分為折舊帶來的替換市場和社會電氣化帶來的新增市場，后者體量遠大于前者。 而新增市場中又主要集中在清潔能源行業(yè)、新能源汽車行業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)，其中又以清潔能源行業(yè)和新能源汽車行業(yè)的可預見性更強。

 

　　由于社會電氣化程度的加深合并及環(huán)境保護的需要，使得清潔能源發(fā)電對傳統(tǒng)生物燃料發(fā)電的替代成為不可逆轉和停滯的事實。 未來5-10年清潔能源領域占主導地位的仍將是光伏發(fā)電和風能發(fā)電。 相較于傳統(tǒng)的煤炭發(fā)電，光伏和風力發(fā)電都在多個環(huán)節(jié)增加了功率半導體芯片的應用，并且是處于中高端產(chǎn)品線的IGBT。

 

　　

 

　　功率半導體芯片在發(fā)電領域的應用示意圖

 

 

 

　　2015-2020年全球、中國大陸光伏、風電市場分析（來源： 中國光伏行業(yè)協(xié)會、CWEA）自2017年后中國大陸風電、光伏功率模塊市場規(guī)模增速低于全球水平，這與IGBT等主流器件進口受限相關。

 

　　新能源汽車是最快體現(xiàn)出對功率半導體需求增長的行業(yè)。 根據(jù)國際調(diào)研機構Strategy Analytics測算，純電動汽車的半導體成本達到704美元，相對于傳統(tǒng)汽車的350美元增加了1倍，其中功率器件成本為387美元，占比達到55%，占總增加成本的76%。 特斯拉(雙電機全驅動版)共計使用了132個IGBT，總價值可達到650美元。

 

　　Strategy Analytics分析還表明，僅在新能源汽車領域微控制器和功率半導體將推動超過40%的收益需求，而到2021年中國的輕型汽車產(chǎn)量將帶動20%的地區(qū)需求。 中國作為一個發(fā)展中的大國，對功率半導體芯片的整體需求已經(jīng)占世界需求總量50%。 雖然近些年國內(nèi)已有數(shù)家致力于IGBT芯片生產(chǎn)的企業(yè)，卻均集中在中低端產(chǎn)品領域。 在中高端MOSFET及IGBT主流器件需求上，我國幾乎全部依賴進口。

 

　　軍備領域需求

 

　　國慶70周年閱兵的盛況尚在眼前，大家在歡呼各種新式武器亮相的時候可能并不知道，它們也需要大量高性能的IGBT芯片，而這些芯片同樣是我國無法完全自主設計及規(guī)模化生產(chǎn)的。 針對IGBT的軍備需求問題，記者采訪了一位現(xiàn)役軍備領域專家時對方表示： “當年某型號大型軍艦下水的時候大家都歡呼雀躍，民族自豪感爆棚，但作為我們行業(yè)內(nèi)部人開看還是很心酸的。 新型軍艦上使用了數(shù)以十萬計的高性能功率半導體芯片，基本上全部是進口的，主要是德國、日本和美國生產(chǎn)的芯片，其中以德國居首。 軍艦只是個代表，我們航空航天、衛(wèi)星通信無一例外都是在這類元器件上受制于人的。 尤其是航空航天領域，需要耐高溫抗輻射的高可靠性功率半導體芯片。 我國的軍工電子不算差，但在這個問題上還是受制于人，這其實是個威脅國家戰(zhàn)略安全的問題。 ”在中美經(jīng)貿(mào)摩擦的今天，美國的禁運威脅愈發(fā)嚴重，中國如果沒有完全自主研發(fā)的高性能IGBT芯片，會產(chǎn)生‘牽一發(fā)而動全身’的被動后果，其經(jīng)濟和政治損失都不可估量。

 

　　作為一名擁有深厚的產(chǎn)業(yè)和技術背景的行業(yè)專家，張冬先生在2014年創(chuàng)辦了麗晶美能（北京）電子技術有限公司。 他在接受記者采訪時表示： “一只造價200元左右的IGBT芯片，在某些國家由于渠道封鎖的緣故，黑市上可以炒到上萬元，這就是弱渠道者的無奈。 中國擁有千億級的市場，并且每年以8%-10%的速度增長著。 無論是從產(chǎn)業(yè)盈利的角度還是供應鏈安全的角度，都將吸引越來越多的企業(yè)和資本進駐。 ”這恐怕也是華為近期宣布將獨立進行IGBT芯片研發(fā)的原因。

 

　　張冬先生也進一步坦言： “雖然國內(nèi)的IGBT芯片行業(yè)尚屬藍海，也不乏運營得成功的企業(yè)，但是必須看到這個行業(yè)的卡位者們還有很長一段‘從高仿到原創(chuàng)’的路要走。 ”來源：內(nèi)容來自「 時代周報 」，謝謝。