隨著時代的不斷發展,中國半導體產業經歷了一個跨越式發展的時代。功率半導體器件廣泛應用可以實現對電能的傳輸轉換及最佳控制,大幅度提高工業生產效率,大幅度節約電能、降低原材料消耗。
近年來,集成電路芯片制造業,大幅度地縮短了與國際先進水平的差距,不僅打造了數條12英寸生產線,而且在晶圓代工的全球競爭格局中也占據了一席之地。然而,沿著“摩爾定律”的階梯拾級而上,昂貴的工藝設備和巨額的研發費用所形成的門檻,把很多實力相對較弱的企業擋在了門外。中國芯片制造企業仍處在發展壯大過程中,此時不宜盲目地與國際巨頭比拼先進工藝,而應該尋找差異化的市場,以較低的成本求得最佳的效益。
功率半導體是差異化突破口
眾所周知,集成電路產品更新換代快、市場壽命周期短、工藝要求高。這些特點在高端產品如CPU、存儲器等領域表現得尤為突出。相對而言,功率半導體器件市場壽命周期較長,并且其技術發展路線不遵從“摩爾定律”,制造過程不要求使用最先進的生產工藝。對我國的半導體芯片制造企業來說,把功率半導體器件作為產品差異化的突破口,應該是一個明智的選擇。
從應用角度來看,功率半導體器件的推廣對于節能減排具有深遠影響。功率半導體器件的廣泛應用可以實現對電能的傳輸轉換及最佳控制,大幅度提高工業生產效率,大幅度節約電能、降低原材料消耗。如果電機的驅動采用功率半導體進行變頻調速,就可以節能大約1/4到1/3。據統計,在所有電能消耗中,用于電機的耗電約占70%,也就是說,僅考慮電機應用,功率半導體器件就可以幫助全社會節能20%左右。
作為高頻電力電子線路和控制系統的核心開關元器件,IGBT(絕緣柵雙極晶體管)無疑是功率半導體領域當前最為耀眼的明星。IGBT廣泛應用于工業、交通、通信、消費電子等各個領域,就連半導體芯片生產所需的等離子刻蝕、薄膜沉積及金屬鍍膜等設備,IGBT也是不可或缺的器件。目前,國內市場所需的功率半導體器件約有90%依賴進口,供需缺口甚至大于集成電路,而IGBT更是幾乎被國外廠商壟斷。
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