Niniejszy artykuł pochodzi z raportu zewnętrznego. Poniżej znajdują się klauzule dotyczące wyłączenia odpowiedzialności i ryzyka.

Założyciel technologii·Ramki badawcze:

Cykl panelu wyświetlacza l Struktura zabezpieczeń sieci l Struktura kamery l ODM l Xiaomi

OLED l Układ RF l RISC·V l Sprzęt półprzewodnikowy l 5G l Huawei Głębokość

Produkcja półprzewodników l Półprzewodnik mocy l Struktura internetowa l Blue Chip technologiczny l 5G

Seria Głębokości Półprzewodników:

Technologia Wingtech l Weir Shares l GigaDevice Innovation l Zhuo Shengwei l Zhongwei l Sanan

Północny Huachuang l Goodix l Ziguang l Changdian l Shengbang l Lanqi l BOE

Luxshare lPeng Ding lKorzyść l Bogata rodzina lTransmisja dźwięku l Lexin l Guangfeng l Huaxing l Anji

Komputer ·Seria Głębia:

Nastar l Nanyang Co., Ltd. l Anheng Information l Digital China l Wielki Mur Chiński

chińskie oprogramowanie l Kingsoft Office l Sieć UFIDA l Informacje Inspur l Hundsun Electronics

WPS l Flush l Weining Health l Hikvision l Dahua l Kingsoft l Gong Fu

Seria Głębin Północnego Huachuangu:

Północny kontra chiński Micro One l Mikroregion północny kontra mikroregion Chin, część 2 l Północny Huachuang Strona 185 l Mikroregion Chin

Trzy punkty zwrotne na północy l Badania inwestycyjne w fabrykach płytek półprzewodnikowych l Tajemnica wyceny północnej części kraju l Trzej muszkieterowie sprzętu

Półprzewodniki mocy należą do dziedziny obwodów pananalogowych. Półprzewodniki mocy są niezbędnym dobrem konsumpcyjnym. Ludzie muszą jeść „drewno opałowe, ryż, olej i sól”. Maszyny również muszą zużywać urządzenia elektryczne. Półprzewodniki mocy są potrzebne wszędzie tam, gdzie zachodzi potrzeba przetwarzania energii elektrycznej. Wahania w przemyśle są zgodne z trendami cen surowców, a produkty są ściśle powiązane z trendami globalnego PKB. Wahania w przemyśle w ciągu 4-5 lat są bardzo spójne z cyklem półprzewodników.

Zwiększona zawartość krzemu w pojedynczych maszynach napędza rozwój przemysłu, a wyższa wydajność i lepsza relacja kosztów do ceny napędzają rozwój technologiczny. Popyt pochodzi ze wszystkich środowisk, a wzrost zawartości półprzewodników (krzemu) w pojedynczej maszynie jest podstawową zasadą. Cały postęp technologiczny wskazuje na: 1) wyższą moc, 2) mniejsze rozmiary, 3) niższe straty, 4) lepszą relację kosztów do ceny. Główni producenci biorący udział w konkursie reprezentują modele IDM: 1) jakość w oparciu o zasadę skali, 2) poprawę wydajności w oparciu o warunek optymalizacji kosztów każdego produktu każdego roku.

Przełomy w dziedzinie materiałów doprowadziły branżę do głębszego rozwoju. Forma produktu ewoluowała od pojedynczych diod i lamp MOS do zintegrowanych tranzystorów IGBT, a także od podłoży krzemowych do podłoży półprzewodnikowych o szerokiej przerwie energetycznej. Szersza przerwa energetyczna sprawia, że ​​wydajność i sprawność produktu są znacznie lepsze niż w przypadku układów mocy z podłożem krzemowym, ale obecnie nie jest to korzystne pod względem stosunku kosztów do wydajności. Przyszłe trendy Wraz ze spadkiem kosztów produkcji półprzewodników złożonych, zastąpienie układów mocy na bazie krzemu ich zaletami jest już bliskie.

Produkty o wysokiej wartości dodanej są od dawna zmonopolizowane przez europejskich i amerykańskich producentów, a ich krajowe zastąpienie jest nieuniknione. Krajowych fabryk modelu IDM jest bardzo niewiele. Główne procesy są w całości realizowane przez europejskich i amerykańskich producentów. Wykorzystując zalety swoich produktów, kontrolują oni cykl dostaw, a tym samym system cenowy całej branży. Zwłaszcza w przypadku tranzystorów MOS wysokiego napięcia i tranzystorów IGBT dużej mocy, cykl dostaw produktu często przekracza 50 tygodni, a ceny od 2016 roku utrzymują się na ścieżce wzrostu.

Model IDM ma więcej zalet, a fabless rozwija się szybciej. Możliwości inwestycyjne w 2020 roku będą wynikać z 3-4-letniego makrocyklu, w którym cykl półprzewodników odradza się i rośnie. Firmy korzystające z modelu IDM mają więcej zalet po stronie kosztów niż fabless. Zaleca się zwrócenie uwagi na powiązane cele łańcucha przemysłowego: Wingtech Technology (600745), Jiejie Microelectronics (300623), Yangjie Technology (300373), Taiji Technology (300046), China Microelectronics (600360), Star Semiconductor (603290), New Energy Saving (A18105), China Resources Microelectronics (A19303).

ostrzeżenie o ryzyku

1) Postępy w produkcji układów scalonych w kraju są niższe od oczekiwanych;

2) Wsparcie polityczne dla przemysłu układów scalonych osłabło;

3) Zagraniczne firmy produkujące sprzęt półprzewodnikowy nakładają embargo na sprzedaż sprzętu krajowym firmom.

Urządzenia półprzewodnikowe to podstawowe elementy obwodów, które realizują jedną funkcję, głównie przetwarzanie i konwersję energii elektrycznej.

Dioda ma prostą konstrukcję, ale może być używana wyłącznie do prostowania i nie można jej sterować w celu włączania ani wyłączania. Przełączniki sterowane prądem, takie jak tranzystory mocy i tyrystory, to tranzystory MOSFET i IGBT, które są sterowane napięciowo i charakteryzują się łatwością sterowania, dużą szybkością przełączania oraz niskimi stratami.

Półprzewodniki mocy stanowią rdzeń przetwarzania energii i sterowania obwodami w urządzeniach elektronicznych. Służą głównie do zmiany napięcia i częstotliwości, konwersji prądu stałego na przemienny itp. w urządzeniach elektronicznych. Urządzenia mocy są stosowane w dowolnym układzie obwodowym z konwersją prądu, napięcia i fazy. Główną funkcją tranzystorów MOSFET i IGBT jest przekształcanie „prądu zgrubnego” o zmiennych napięciach i częstotliwościach generowanych przez urządzenia energetyczne poprzez szereg modulacji konwersji na „prąd drobny” o określonych parametrach energii elektrycznej i zaciskach mocy o zmiennej podaży i zapotrzebowaniu. Są one jednym z podstawowych elementów elektronicznych urządzeń do zmiany mocy.

W latach 1950. XX wieku w procesie rozwoju urządzeń dyskretnych wprowadzono diody mocy i tranzystory mocy, które zaczęto stosować w systemach przemysłowych i energetycznych.

W latach 1960. i 1970. XX wieku nastąpił szybki rozwój elementów półprzewodnikowych, np. tyrystory.

Pod koniec lat 1970. opracowano planarne tranzystory MOSFET;

Pod koniec lat 1980. XX wieku tranzystory MOSFET i IGBT stopniowo stały się dostępne, a przyrządy półprzewodnikowe oficjalnie wkroczyły w erę zastosowań elektronicznych.

W latach 1990. XX wieku zaczęto stopniowo stosować tranzystory MOSFET z superzłączami, które przełamały tradycyjne „ograniczenia krzemu”, aby sprostać potrzebom zastosowań o dużej mocy i wysokiej częstotliwości.

W 2008 roku firma Infineon jako pierwsza wprowadziła na rynek tranzystory MOSFET z ekranowaną bramką, co jeszcze bardziej poprawiło wydajność półprzewodnikowych urządzeń mocy.

Na rynku krajowym większość produktów z elementów dyskretnych, takich jak diody mocy, triody mocy i tyrystory, została wyprodukowana w kraju. Jednak produkty z elementów dyskretnych, takie jak tranzystory MOSFET i IGBT, nadal w dużej mierze opierają się na imporcie ze względu na zaawansowaną technologię i procesy. W przyszłości istnieje ogromny potencjał substytucji importu.

W ostatnich latach obszary zastosowań półprzewodników mocy rozszerzyły się z sektora sterowania przemysłowego i elektroniki użytkowej na nowe sektory energetyczne, transport kolejowy, inteligentne sieci elektroenergetyczne, urządzenia gospodarstwa domowego z konwersją częstotliwości i wiele innych, a ich wielkość stale rośnie. Według prognozy IHS Markit, globalna wartość rynku urządzeń mocy w 2018 roku wyniosła około 39.1 mld USD, a do 2021 roku ma wzrosnąć do 44.1 mld USD, przy rocznej stopie wzrostu na poziomie 4.1%.

Obecnie krajowy łańcuch dostaw półprzewodników mocy staje się coraz bardziej udoskonalony, a technologia dokonuje przełomów. Jednocześnie Chiny są największym na świecie konsumentem półprzewodników mocy. W 2018 roku popyt na rynku osiągnął 13.8 mld USD, przy tempie wzrostu na poziomie 9.5%, co stanowiło 35% globalnego popytu. Oczekuje się, że chiński rynek półprzewodników mocy utrzyma wysokie tempo wzrostu w przyszłości, a jego wartość ma osiągnąć 15.9 mld USD w 2021 roku, przy rocznym tempie wzrostu na poziomie 4.8%.

Organizacja zajmująca się badaniami rynku IC Insights wskazała, że ​​spośród różnych typów elementów półprzewodnikowych urządzeń mocy, produktami, które w przyszłości będą się najszybciej rozwijać, będą moduły MOSFET i IGBT.

MOSFET to tranzystor polowy, który może być szeroko stosowany w obwodach analogowych i cyfrowych. Jego zaletami są mała rezystancja w stanie przewodzenia, niskie straty mocy, prosty układ sterowania oraz dobra rezystancja termiczna. Szczególnie nadaje się do zastosowań w układach sterowania zasilaniem, takich jak komputery, telefony komórkowe, zasilacze mobilne, nawigacja samochodowa, pojazdy elektryczne i zasilacze UPS.

W 2016 r. globalny rynek MOSFET osiągnął wartość 6.2 mld USD, a przewidywany skumulowany roczny wskaźnik wzrostu rynku MOSFET wyniesie 3.4% w latach 2016–2022; przewiduje się, że do 2022 r. globalny rynek MOSFET zbliży się do 7.5 mld USD.

Według statystyk IHSMarkit, wartość rynku MOSFET w moim kraju w 2018 r. wyniosła 2.792 mld USD, przy średniorocznej stopie wzrostu wynoszącej 15.03% w latach 2016–2018. Wraz ze wzrostem skali globalnych pojazdów o nowych źródłach energii, oczekuje się, że popyt rynkowy na MOSFET-y w zastosowaniach motoryzacyjnych będzie rósł szybko, ze średnioroczną stopą wzrostu wynoszącą 5.1% w latach 2016–2022; do 2022 r. popyt na nie w zastosowaniach motoryzacyjnych przewyższy popyt na komputery i systemy przechowywania danych, stanowiąc 22% całkowitego popytu na rynku.

IGBT to kompozytowy, w pełni sterowany, sterowany napięciem element półprzewodnikowy, składający się z triody bipolarnej (BJT) i tranzystora MOSFET. Charakteryzuje się on zarówno wysoką impedancją wejściową tranzystora MOSFET, jak i niskim spadkiem napięcia przewodzenia triody bipolarnej (BJT). Moc sterująca tranzystora IGBT jest niewielka, a napięcie nasycenia jest obniżone. Tranzystor ten doskonale nadaje się do stosowania w układach przekształtnikowych o napięciu stałym 600 V i wyższym, takich jak silniki prądu przemiennego, falowniki, zasilacze impulsowe, obwody oświetleniowe, napędy trakcyjne itp.

Według danych China Industry Information Network, globalny rynek jednorurowych tranzystorów IGBT osiągnie wartość około 6 miliardów dolarów do 2020 roku, co stanowi ogromną przestrzeń rynkową. Oczekuje się, że rynek nowych pojazdów energetycznych i ogniw ładujących w moim kraju będzie stymulował popyt krajowy na moduły IGBT o wartości 20 miliardów juanów w ciągu najbliższych pięciu lat. Według danych China Industry Information Network, krajowy rynek IGBT osiągnął wartość 16.19 miliarda juanów do 2018 roku, ze skumulowaną stopą wzrostu na poziomie 14.77% w latach 2010-2018; jednak IGBT w moim kraju wystartował późno i istnieje ogromny potencjał substytucji importu w przyszłości.

Półprzewodnikowe urządzenia mocy obejmują głównie diody mocy, tranzystory mocy, tyrystory, tranzystory MOSFET, tranzystory IGBT itp., które są wykorzystywane w niemal wszystkich gałęziach przemysłu elektronicznego, w tym w komputerach, komunikacji sieciowej, elektronice użytkowej, elektronice samochodowej, elektronice przemysłowej i innych gałęziach przemysłu elektronicznego. Ponadto, nowe obszary zastosowań, takie jak nowe pojazdy/ładowarki, produkcja inteligentnych urządzeń, Internet Rzeczy i nowe źródła energii fotowoltaicznej, stopniowo stają się ważnymi rynkami zastosowań dla półprzewodnikowych urządzeń mocy, napędzając tym samym wzrost popytu na nie. Na globalnym rynku półprzewodników mocy, sterowanie przemysłowe stanowi 34%, motoryzacja 23%, elektronika użytkowa 20%, a komunikacja 23%.

Według statystyk Stowarzyszenia Elektroniki Użytkowej (Consumer Electronics Association), całkowita wartość chińskiego rynku elektroniki użytkowej osiągnęła 1,632.5 mld juanów w 2013 roku, stając się największym rynkiem elektroniki użytkowej na świecie. Według raportu 3C Industry Report z 2017 roku, chiński rynek elektroniki użytkowej przekroczy 2 biliony juanów w 2017 roku, przy przewidywanym wzroście na poziomie 7.1%.

Ochrona ESD jest wymagana dla wszystkich interfejsów telefonu komórkowego, takich jak mikrofony, słuchawki, słuchawki nagłowne, głośniki, karty SIM, karty Micro SD, anteny NFC, anteny GPS, anteny WiFi, ekrany dotykowe, anteny RF 2G/3G/4G, interfejsy USB, baterie litowe oraz pozycje przycisku zasilania. Większość telefonów komórkowych ma ich ponad 20, a nieliczne – ponad 10.

Wraz ze wzrostem wymagań użytkowników w zakresie wydajności ładowania, pojawił się tryb „szybkiego ładowania” do ładowania telefonów komórkowych, który osiąga wysoki prąd i wysoką moc ładowania poprzez zwiększenie napięcia. Jednak wysokie napięcie stwarza zagrożenia dla bezpieczeństwa i wymaga dodania synchronicznych lamp prostowniczych MOS w celu regulacji;

Później pojawił się bezpieczniejszy tryb „ładowania błyskawicznego”, który umożliwia szybkie ładowanie niskim napięciem i wysokim prądem. Wiąże się on z wyższymi wymaganiami dla tranzystorów MOS z synchronicznym prostowaniem. Obecnie bardziej popularny jest tranzystor GaN FET, który pozwala osiągnąć cel mniejszej emisji ciepła i mniejszych rozmiarów.

Elektronika samochodowa zajmuje bardzo ważne miejsce w motoryzacji. Z punktu widzenia struktury kosztów, jest ona ważniejsza w przypadku samochodów klasy średniej i wyższej, pojazdów elektrycznych itp.

Od tradycyjnych samochodów do nowych samochodów energetycznych, największy wzrost wartości odnotowały półprzewodniki mocy. W tradycyjnych pojazdach spalinowych półprzewodniki mocy są wykorzystywane głównie w układach rozruchu, zatrzymywania i bezpieczeństwa, stanowiąc zaledwie 20%. Według wartości roweru półprzewodnikowego w tradycyjnym pojeździe, jest on wart 350 USD, a wartość urządzeń zasilających wynosi 70 USD. Moduł zasilania akumulatorowego pojazdów o nowych źródłach energii wymaga dużej ilości urządzeń zasilających, które zawierają półprzewodniki mocy. Urządzenia zasilające pojazdów hybrydowych stanowią 40%, a urządzenia zasilające pojazdów elektrycznych stanowią 55%. Na podstawie wartości roweru półprzewodnikowego w czysto elektrycznym pojeździe wynoszącej 750 USD, wartość roweru półprzewodnikowego wynosi 413 USD. Półprzewodniki mocy wykorzystywane w pojazdach o nowych źródłach energii są siedmiokrotnie wyższe niż w pojazdach tradycyjnych.

Ponieważ pojazdy zasilane energią elektryczną nie wymagają już elementów mechanicznych, takich jak silniki, konstrukcja samochodu stanie się bardzo prosta. Konstrukcja samochodu składa się głównie z akumulatorów, silników i elektronicznego sterowania. Systemy elektroniczne pojazdów zasilanych energią elektryczną obejmują głównie systemy zarządzania akumulatorami, sterowniki silników, ładowarki pokładowe, przetwornice, falowniki, układy kierownicze, przekaźniki i elementy pasywne.

W rzeczywistych zastosowaniach, ponieważ każdy moduł samochodu wykorzystuje prąd przemienny, prąd wejściowy akumulatora litowego jest prądem stałym, a napięcia różnych urządzeń elektrycznych są różne, wymaga to odpowiedniego układu konwersji energii. Ze względu na różne sekwencje konwersji prądu stałego (DC) i przemiennego (AC), konwersja energii dzieli się na 4 tryby: transformator (AC-AC), prostownik (AC-DC), przetwornica (DC-DC) i falownik (DC-AC).

Transformator (AC-AC): Napięcie wejściowe akumulatora litowego w samochodzie wynosi od 12 V do 36 V, a napięcie cywilne wynosi 220 V. Do konwersji napięcia cywilnego na napięcie wejściowe potrzebny jest transformator.

Prostownik (AC-DC): Akumulatory litowe należy ładować prądem stałym (DC), a ładowarka dostarcza prąd przemienny (AC), dlatego ładowarka samochodowa musi korzystać z przetwornika prądu stałego.

Przetwornica (DC-DC): Na wejściu znajduje się stałe napięcie prądu stałego (DC) z akumulatora litowego, a na wyjściu zmienne napięcie prądu stałego (DC). W pojazdach elektrycznych jest ona wykorzystywana głównie do konwersji podwyższającej napięcie z 300 V do 650 V w celu przesyłu energii elektrycznej, konwersji obniżającej napięcie do zasilania obwodów 12 V oraz konwersji stabilizującej napięcie w celu magazynowania energii w akumulatorach.

Falownik (DC-AC): Pojazdy napędzane nowymi źródłami energii są wyposażone w akumulatory litowo-jonowe, które wykorzystują zgromadzoną energię elektryczną do napędzania silnika, zasilając pojazd. Funkcją falownika jest przekształcanie prądu stałego (DC) o napięciu 12 V z akumulatora na prąd przemienny (AC) o napięciu 220 V z trójfazowego prądu przemiennego (AC) silnika napędowego, zapewniając podstawową siłę napędową pojazdów napędzanych nowymi źródłami energii.

W latach 2014–2021 globalna roczna sprzedaż pojazdów spalinowych wzrosła z ponad 87 milionów sztuk do ponad 98 milionów sztuk, przy średniorocznym tempie wzrostu na poziomie 2%; sprzedaż pojazdów zasilanych nowymi źródłami energii (w tym pojazdów w pełni elektrycznych i hybrydowych) wzrosła z 270 000 sztuk do 4.7 miliona sztuk, przy średniorocznym tempie wzrostu na poziomie 50%. Ich wskaźnik penetracji rynku wzrósł z zaledwie 0.3% w 2014 roku do 4.0% w 2021 roku.

W ostatnich latach produkcja i sprzedaż pojazdów napędzanych nowymi źródłami energii w moim kraju znacząco wzrosła, a wskaźnik penetracji rynku nadal rośnie. Według danych Chińskiego Stowarzyszenia Samochodów Osobowych (China Passenger Car Association), sprzedaż pojazdów napędzanych nowymi źródłami energii w moim kraju gwałtownie wzrosła ze 100 000 sztuk w 2014 roku do 1.25 miliona sztuk w 2018 roku, przy średniorocznym tempie wzrostu na poziomie 91%. Według danych Chińskiego Stowarzyszenia Producentów Samochodów (China Association of Automobile Manufacturers), sprzedaż pojazdów napędzanych nowymi źródłami energii w Chinach w pierwszym kwartale 2019 roku wyniosła 250 000 sztuk, co oznacza wzrost rok do roku o ponad 117%. Oczekuje się, że produkcja pojazdów napędzanych nowymi źródłami energii w tym roku może przekroczyć 1.6 miliona sztuk.

Oczekuje się, że rynek półprzewodników mocy do samochodów osiągnie 8 miliardów USD, przy średniorocznej stopie wzrostu na poziomie 7%. W 2018 roku globalna sprzedaż samochodów wyniosła 97.5 miliona, w tym 2 miliony nowych pojazdów energetycznych. Zakładając, że sprzedaż pojazdów o tradycyjnym paliwie będzie rosła o 2% rocznie, a sprzedaż nowych pojazdów energetycznych wzrośnie o 30% w ciągu najbliższych trzech lat, rower z półprzewodnikami mocy pojazdów o tradycyjnym paliwie jest wart 56 USD, rower z półprzewodnikami mocy pojazdów hybrydowych jest wart 240 USD, a rower z półprzewodnikami mocy pojazdów czysto elektrycznych jest wart 413 USD. Można przewidzieć, że do 2022 roku wolumen sprzedaży pojazdów paliwowych wyniesie 99.2 miliona sztuk, a wolumen sprzedaży nowych pojazdów energetycznych wyniesie 5.8 miliona sztuk. Oczekuje się, że rynek półprzewodników mocy do samochodów osiągnie 8 miliardów USD, przy średniorocznej stopie wzrostu na poziomie 7%.

Na koniec 2017 roku nowo zainstalowana moc wytwórcza energii fotowoltaicznej w moim kraju wyniosła 53.06 mln kilowatów, a skumulowana moc zainstalowana wyniosła 130 mln kilowatów. Zarówno nowa, jak i skumulowana moc zainstalowana zajęły pierwsze miejsce na świecie, w tym 33.62 mln kilowatów elektrowni fotowoltaicznych, co stanowi wzrost o 11% rok do roku; oraz 19.44 mln kilowatów rozproszonej energii fotowoltaicznej, co stanowi wzrost 3.7-krotny rok do roku.

Falowniki w elektrowniach wiatrowych mogą przetwarzać prąd stały DC12 V z akumulatora na prąd przemienny AC220 V, który jest taki sam jak prąd sieciowy. Falownik składa się głównie z lampy polowej MOS i transformatora mocy jako rdzenia, a jego połączenie odbywa się za pomocą analogowej technologii obwodów. W latach 2016-2018 zainstalowana moc elektrowni wiatrowych w moim kraju wzrosła z 18.73 GW do 21 GW. Tylko w ciągu pierwszych pięciu miesięcy 2019 roku zainstalowana moc wzrosła o 6.88 GW, co wskazuje na szybki trend wzrostowy.

We wszystkich aspektach inteligentnej sieci elektroenergetycznej, prostowniki, falowniki i elastyczna technologia przesyłu FACTS w przesyłach prądu stałego UHV wymagają dużej liczby urządzeń mocy, takich jak tranzystory IGBT. Według danych opublikowanych przez China Industry Information Network, oczekuje się, że skala inwestycji w inteligentny sektor sieci elektroenergetycznych w moim kraju osiągnie prawie 2.3 biliona juanów do 2021 roku.

Istnieje wiele rodzajów półprzewodników mocy, które są szeroko stosowane w elektronice użytkowej, szybkiej kolei, samochodach i sieciach energetycznych. Zasadniczo dzieli się je na unipolarne i bipolarne. Typ bipolarne: dioda mocy, tyrystor, BJT (trioda bipolarna), tranzystor mocy (GTR), IGBT. Typ unipolarne: tranzystor MOSFET, dioda Schottky'ego. Ze względu na różne właściwości fizyczne każdego segmentowanego produktu, różne elementy mocy są stosowane w różnych zakresach napięcia i częstotliwości.

Diody mocy to podstawowe elementy mocy o prostej konstrukcji i wysokiej niezawodności. Są szeroko stosowane w różnych dziedzinach, takich jak przemysł i elektronika, pełniąc funkcje stabilizacji, prostowania i przełączania napięcia.

Diody dzielą się na diody prostownicze, diody Zenera i diody wysokiej częstotliwości.

Wśród nich znajdują się diody prostownicze i diody Zenera, będące półprzewodnikami mocy.

Diody prostownicze są stosowane głównie do prostowania, przełączania, konwersji (dioda Schottky'ego SBD) i inwersji (szybka dioda odzyskująca FRD).

MOSFET to podsystem układów mocy, mianowicie MOS (metal-tlenek-półprzewodnik) i FET (tranzystor polowy). Są to tranzystory polowe wykorzystujące bramkę warstwy metalu (M) i warstwę tlenku (O) do sterowania półprzewodnikiem (S) poprzez wykorzystanie pola elektrycznego.

Tranzystory MOSFET to podstawowe urządzenia półprzewodnikowe do przetwarzania i sterowania mocą. Tranzystory MOSFET działają szybko, charakteryzują się niską awaryjnością, małymi stratami przełączania i dobrą skalowalnością. Nadają się do zastosowań niskonapięciowych i wysokoprądowych oraz wymagają wyższej częstotliwości roboczej niż inne urządzenia mocy.

W samochodach są one stosowane głównie w ładowarkach (AC-DC) i przetwornicach (DC-DC) w systemie zasilania. Globalny rynek tranzystorów MOSFET mocy dla motoryzacji wyniósł 2.45 mld USD w 2018 roku i szacujemy, że w 2022 roku osiągnie on 3.16 mld USD. Spośród nich wykorzystywane są głównie tranzystory MOSFET wysokiego napięcia o napięciu powyżej 600 V.

Główny udział w rynku tranzystorów MOSFET zajmuje firma Infineon. Według danych HIS, całkowity udział rynkowy wszystkich produktów Infineon wynosi 27%, następnie ON Semiconductor z 13% i Renesas z 9%. W segmencie wysokonapięciowych tranzystorów MOSFET o wysokiej wartości, Infineon jest liderem wśród konkurentów z udziałem rynkowym wynoszącym 36%.

Jako nowy typ urządzenia energoelektronicznego, tranzystor IGBT jest uznawany na całym świecie za najbardziej reprezentatywny produkt trzeciej rewolucji w technologii elektroniki mocy. Jest kluczowym elementem w dziedzinie sterowania i automatyki przemysłowej. Jego funkcja jest podobna do funkcji ludzkiego serca. Może regulować napięcie, prąd, częstotliwość, fazę itp. w obwodzie zgodnie z instrukcjami sygnałowymi urządzenia przemysłowego, zapewniając precyzyjną kontrolę. Dlatego tranzystor IGBT jest nazywany „procesorem” (CPU) w branży elektroniki mocy i jest szeroko stosowany w energooszczędnych silnikach, transporcie kolejowym, inteligentnych sieciach energetycznych, lotnictwie i kosmonautyce, sprzęcie AGD, elektronice samochodowej, nowych źródłach energii, pojazdach napędzanych nowymi źródłami energii i innych dziedzinach.

Tranzystor IGBT (IGBT) dynamicznie się rozwinął od czasu jego zastosowania w przemyśle pod koniec lat 1980. XX wieku. Zastąpił on nie tylko tranzystory MOSFET i tranzystory GTR w zastosowaniach przemysłowych, ale także wdrożył się w zastosowaniach dużej mocy, gdzie dominują tyrystor SCR i tranzystory GTO. Zastąpił również wiele obszarów zastosowań układów mocy, takich jak tranzystory BJT i ​​tranzystory MOSFET w elektronice użytkowej.

W zastosowaniach motoryzacyjnych tranzystory IGBT są wykorzystywane głównie w elektrycznych układach napędowych, systemach zasilania i stacjach ładowania w środowiskach wysokiego napięcia. Zakres zastosowań obejmuje głównie obszary o napięciu wytrzymywanym powyżej 600 V, natężeniu prądu powyżej 10 A i częstotliwości powyżej 1 kHz.

Elektryczny układ napędowy: Stosowany głównie w falownikach (DC-AC) do konwersji prądu stałego (DC) o napięciu 12 V z akumulatora na prąd przemienny (AC) o napięciu 220 V, który napędza silnik. Stanowi rdzeń układu napędowego. Układ sterowania silnikiem wymaga kilkudziesięciu tranzystorów IGBT. Na przykład, trójfazowy silnik asynchroniczny prądu przemiennego Tesli wykorzystuje 28 tranzystorów IGBT na fazę, łącznie 84. Inne silniki mają 12 tranzystorów IGBT. Tesla wykorzystuje łącznie 96 tranzystorów IGBT.

Układ zasilania: Stosowany głównie w ładowarkach samochodowych (AC-DC) i przetwornikach (DC-DC) w celu ładowania akumulatorów litowych i konwersji energii na wymagany poziom napięcia.

Pilniki ładowania: Energia elektryczna w sieci to wyłącznie prąd przemienny (AC), a pilniki ładowania dzielą się na pilniki szybkiego ładowania prądem stałym (DC) i pilniki wolnego ładowania prądem przemiennym (AC). W pilnikach szybkiego ładowania prądem stałym (DC) stosuje się głównie tranzystory IGBT.

Wartość światowego rynku IGBT dla motoryzacji w 2018 r. wyniosła 1.84 mld USD, a szacujemy, że w 2020 r. osiągnie ona 2.08 mld USD.

Infineon, Mitsubishi i Fuji Electric zajmują wiodącą pozycję na globalnym rynku tranzystorów IGBT. ON Semiconductor (Fairchild) koncentruje się głównie w branży elektroniki użytkowej niskiego napięcia, z napięciami poniżej 600 V, podczas gdy pola średniego i wysokiego napięcia powyżej 1700 V są wykorzystywane głównie w kolei dużych prędkości, samochodach, inteligentnych sieciach energetycznych itp. i są zasadniczo zmonopolizowane przez Infineon, ABB i Mitsubishi.

Półprzewodniki mocy należą do dziedziny obwodów pananalogowych. Półprzewodniki mocy są niezbędnym dobrem konsumpcyjnym. Ludzie muszą jeść „drewno opałowe, ryż, olej i sól”. Maszyny również muszą zużywać urządzenia elektryczne. Półprzewodniki mocy są potrzebne wszędzie tam, gdzie zachodzi potrzeba przetwarzania energii elektrycznej. Wahania w przemyśle są zgodne z trendami cen surowców, a produkty są ściśle powiązane z trendami globalnego PKB. Wahania w przemyśle w ciągu 4-5 lat są bardzo spójne z cyklem półprzewodników.

Produkty o wysokiej wartości dodanej są od dawna zmonopolizowane przez europejskich i amerykańskich producentów, a ich krajowe zastąpienie jest nieuniknione. Krajowych fabryk modelu IDM jest bardzo niewiele. Główne procesy są w całości realizowane przez europejskich i amerykańskich producentów. Wykorzystując zalety swoich produktów, kontrolują oni cykl dostaw, a tym samym system cenowy całej branży. Zwłaszcza w przypadku tranzystorów MOS wysokiego napięcia i tranzystorów IGBT dużej mocy, cykl dostaw produktu często przekracza 50 tygodni, a ceny od 2016 roku utrzymują się na ścieżce wzrostu.

Okazje inwestycyjne w 2020 roku będą wynikać z 3-4-letniego makrocyklu, w którym cykl półprzewodników odradza się i rośnie. Firmy korzystające z modelu IDM mają większą przewagę kosztową niż firmy fabless. Zaleca się zwrócenie uwagi na powiązane cele łańcucha przemysłowego: Wingtech Technology (600745), Jiejie Microelectronics (300623), Yangjie Technology (300373), Taiji Technology (300046), China Microelectronics (600360), Star Semiconductor (603290), New Energy Saving (A18105), China Resources Microelectronics (A19303).

ostrzeżenie o ryzyku

1) Postępy w produkcji układów scalonych w kraju są niższe od oczekiwanych;

2) Wsparcie polityczne dla przemysłu układów scalonych osłabło;

3) Zagraniczne firmy produkujące sprzęt półprzewodnikowy nakładają embargo na sprzedaż sprzętu krajowym firmom.

Uwaga: Niniejszy artykuł został przedrukowany z publikacji „Semiconductor Wind Vane”, która wspiera ochronę praw własności intelektualnej. Prosimy o podanie oryginalnego źródła i autora przedruku. W przypadku naruszenia prosimy o kontakt w celu usunięcia przedruku.

Numer telefonu firmy: +86-0755-83044319
Faks/FAKS: +86-0755-83975897
E-mail: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 Menedżer Li

QQ: 332496225 Menedżer Qiu

Adres: Pokój 809, Budynek C, Budynek Technologii Zhantao, nr 1079 Minzhi Avenue, Nowa Dzielnica Longhua, Shenzhen