技术路线图指导 做强中国功率半导体

xzcxnihd

[paragraph]
如果说中央处理器(CPU)是一台计算机的心脏，功率半导体就是电机的心脏，它可以实现对电能的高效产生、传输、转换、存储和控制。我国发布《中国制造2025》，勾勒出未来十年产业转型升级的整体方向与发展规划，在此过程中，功率半导体发挥的作用不可替代。
然而，与集成电路产业相似，我国功率半导体产业的发展水平与国际先进水平也存在着巨大差距。人们常拿我国每年集成电路进口额与石油进行比较，其实如果按比例计算，我国功率半导体的进口替代能力可能更弱。随着“节能减排”、“开发绿色新能源”成为我国长期发展的基本国策，通过“互联网+”推进信息化与工业化深度融合成为既定任务，加快发展功率半导体产业已经成为当务之急。
针对我国当前功率半导体产业发展状况以及2016年~2020年以功率半导体为核心的电力电子产业发展重点，中国宽禁带功率半导体及应用产业联盟、中国IGBT技术创新与产业联盟、中国电器工业协会电力电子分会、北京电力电子学会共同发布《电力电子器件产业发展蓝皮书》(以下简称《蓝皮书》)。《蓝皮书》指出，电力电子器件产业主要是核心的电力电子芯片和封装的生产，但也离不开半导体和电子材料、关键零部件、制造设备、检测设备等产业的支撑，其发展既需要上游基础的材料产业的支持，又需要下游装置产业的拉动。
做强功率半导体，推进《中国制造2025》
作为半导体产业的一大分支，与集成电路相仿，功率半导体的作用同样巨大。《蓝皮书》指出，电力电子器件是采用半导体材料制造、用于实现电能高效转换的开关控制电子器件，包括功率半导体分立器件、模块和组件等。它们是实现对电能高效产生、传输、转换、存储和控制，提高能源利用效率、开发可再生能源，推动国民经济可持续发展的基础。
近年来，“节能减排”、“开发绿色新能源”已成为我国长期发展的基本国策。在我国绿色能源产业发展的推动下，功率半导体已经成为建设节约型社会、促进国民经济发展、践行创新驱动发展战略的重要支撑。此外，功率半导体不仅涉及电力电子器件、电力电子装置、系统控制及其在各个行业的应用，还涉及相关的半导体材料、电工材料、关键结构件、散热装置、生产设备、检测设备等产业，产业链长、产业带动作用巨大，在推进实施《中国制造2025》规划中具有重大意义，对深入推进制造业结构调整和企业技术改造，实施中国制造强国建设“三步走”的发展战略提供强大的支撑。
正是由于电力电子器件的巨大作用，已经形成一个庞大的市场需求和产业规模。《蓝皮书》数据显示，2013年国际电力电子器件市场容量已接近1千亿美元，而且市场年平均增长速度在15%左右。“十二五”以来，我国电力电子器件市场在全球市场中所占份额就越来越大，已成为全球最大的大功率电力电子器件需求市场。我国市场的增长速度高于全球水平，年增长率近20%。
国际大厂主导产业，中国功率半导体亟需做强
《蓝皮书》同时指出，虽然功率半导体产业极具重要性，且规模庞大，但是主要供应商集中在美国、日本和欧洲。美国是电力电子器件的发源地，在全球电力电子器件市场中占有重要地位，主要器件企业有通用电气(GE)、ON Semi等。从上世纪90年代开始，日本成为国际上电力电子器件产业的发达地区，主要器件企业有东芝、富士和三菱等。欧洲也是全球电力电子器件产业的发达地区，主要企业有英飞凌、ABB、Semikron等。国际上SiC电力电子器件的主要供应商有Wolfspeed、英飞凌、罗姆、东芝、富士和三菱等公司;国际上GaN电力电子器件的主要企业有英飞凌、松下、富士通、三星、Transphom、GaN System、EPC、Avogy等。
从技术角度看，在超大功率(电压3.3kV以上、容量1～45MW)领域。目前，国际上6英寸8.5kV/5kA晶闸管已商品化。瑞士ABB等公司开发了非对称型、逆导型和逆阻型IGCT的产品，研发水平已达到9kV/6kA，商业化产品有4.5kV和6kV两种系列，其中6.5kV/6kA的IGCT产品已经开始供应市场。