IGBT是由MOS、BJT組成的復合全控型功率半導體，兼具MOS輸入阻扛高、BJT導通電壓低的兩大優勢，適用于高壓、大電流領域，被譽為電力電子行業的“CPU”。

最近，芯八哥“走進產業鏈”欄目記者采訪了國內一家快速發展的IGBT新興企業—森未科技的聯合創始人兼CEO王思亮博士，探討在IGBT景氣度高企的背景下，森未科技當前企業的發展情況以及對行業未來發展的展望。

2022年銷售額將首次突破1億元，工控IGBT可實現與國際主流廠商pin to pin替換

據了解，森未科技成立于2017年，專注IGBT等功率半導體器件的設計、開發和銷售。公司擁有包含近100個不同芯片規格的IGBT芯片庫，產品電壓等級覆蓋600-1700V，單顆芯片電流規格覆蓋5-200A，可對標全球IGBT龍頭英飛凌的同類芯片產品，已應用于工業變頻、電源、光伏、充電樁以及新能源車等多個市場領域。

森未科技主要產品

資料來源：森未科技

“森未科技創始團隊其實在公司正式成立前5年，也就是2012年就開始組建了。” 王思亮介紹道，“經過多年的發展，目前公司技術團隊已經接近30人，以清華大學、中國科學院等高校畢業的博士和碩士研究生為主，研發人員大部分具有十年以上的IGBT芯片和器件研發經驗，技術能力覆蓋從功率半導體芯片設計、工藝、測試到應用的全過程。”

和其他企業不同的是，森未科技在IGBT領域已經具備了能夠為下游客戶提供器件產品、檢測方案、應用方案一體化的產品方案和服務能力。

王思亮指出：“公司IGBT產品全面采用溝槽柵+場截止技術，已成功開發不同電壓等級和應用場景的芯片超過100款。作為單管和模塊產品的主要原材料，芯片的成本控制能力及產品性能的優劣將直接影響廠商的總體利潤水平。公司依靠自身人才、技術等基礎優勢的長期積累，成熟運用芯片的核心設計技術，成功實現了產品形態延伸，目前已形成芯片、單管、模塊的多類型產品布局；此外，公司前期投入數千萬元建立了IGBT芯片和器件檢測分析平臺，涵蓋了芯片級、器件級、應用級的各項測試內容，測試水平達到國際標準，能夠滿足客戶對產品性能及質量的要求。自2020年至今，公司銷售額年增長率超200%，預計2022年銷售額將首次突破1億元。”

作為電力電子技術最具代表性的產品，IGBT是工業控制及自動化領域的核心元器件，能夠根據工業裝置中的信號指令來調節電路中的電壓、電流、頻率、相位等，以實現精準調控的目的，應用場景包括變頻器、逆變焊機、電磁感應加熱、工業電源等。

根據集邦咨詢數據，2021年全球工業控制IGBT市場規模約為150億元，其中我國工業控制 IGBT市場規模約為35億元，約占全球市場的1/4。預計未來4年將保持在3%-5%的穩定增長，到2025年全球工業控制IGBT市場規模將達到170億元。

資料來源：集邦咨詢

以工控領域最常用的變頻器為例，變頻器是改變供電頻率，從而調節負載，起到降低功耗，減小運行設備損耗，延長設備使用的電力控制設備。其中，IGBT 模塊在變頻器的制動和 DC/AC 部分起逆變開關作用，是變頻器的核心器件，在行業內廣泛使用。

森未科技IGBT模塊SF450R12E6

資料來源：森未科技

王思亮表示：“森未科技是國內最早推出采用自主芯片的1200V/450A等大功率模塊的企業之一。早在2019年，公司就全面開發了650V-1700V系列化芯片，進軍工業變頻和特種電源行業。該系列產品具有Trench+FS技術、高短路耐量、低損耗等特點，可實現與國際主流廠商的pin to pin替換。經過這幾年技術與產品的不斷更新迭代，目前已具備提供多種形式的封裝能力，并且開始向伺服市場拓展。”

 

新能源推動IGBT市場快速增長，森未光伏IGBT器件已推向市場

近年來，在節能環保的大趨勢下，IGBT 下游的新能源汽車、新能源發電等領域發展迅速，對 IGBT需求逐步擴大，新興行業的加速發展將持續推動IGBT市場的快速增長。

作為最大的增量市場，IGBT 在新能源汽車領域中發揮著至關重要的作用，是新能源汽車電機控制器、車載空調、充電樁等設備的核心元器件。預計到2025年,全球新能源車IGBT市場規模達383億元，2020-2025年CAGR達48%。

和傳統燃油車相比，新能源汽車中的功率半導體價值量提升十分顯著。根據英飛凌年報顯示，新能源汽車中功率半導體器件的價值量約為傳統燃油車的5倍以上。其中，IGBT約占新能源汽車電控系統成本的 37%， 是電控系統中最核心的電子器件之一。因此，未來新能源汽車市場的快速增長，有望帶動以IGBT為代表的功率半導體器件的價值量顯著提升，從而有力推動 IGBT市場的發展。

芯八哥記者了解到，在新能源汽車IGBT領域，森未科技也已經推出了多款芯片產品。

“新能源汽車作為IGBT最重要的市場之一，公司對此早已有所布局。”王思亮說道，“早在2020年,森未科技推出的1200V IGBT模塊就已在深圳新能源車客戶的電動車上進行了急加速、急減速、長時間爬坡等共計上萬公里的整車測試并順利通過所有測試項目。近期，公司的1200V 450A/600A等IGBT模塊也已陸續投入新能源車市場，目前已經向國內數家電驅生產廠家穩定供貨。同時，在OBC、車載PTC項目，森未科技的IGBT單管已經通過了全球知名的新能源車廠的認證和測試。未來，公司也將持續開展車規IGBT和SiC器件的研發與應用，力求在新能源汽車換道超車的歷史機遇中，贏得一席之地。”

除了新能源汽車外，在新能源領域，IGBT還是光伏、儲能逆變器等新能源發電領域的核心器件。作為IGBT第二增量市場，光伏、儲能發電量的快速增長也使IGBT迎來新的增長動力。預計到2025年全球光伏&儲能IGBT市場規模將達108億元，2020-2025年CAGR達30%。

據王思亮介紹，新能源發電輸出的電能需要通過光伏逆變器將整流后的直流電逆變為符合電網要求的交流電后輸入電網。隨著國內光伏平價項目持續推進、新興市場需求提升以及歐美老舊機組替換，預計光伏裝機容量將持續提升，以帶動IGBT模組需求不斷增長。

光伏逆變器的作用是將光伏組件產生的直流電逆變成交流電

資料來源：chinaprecede

從國際能源署(IEA)的數據來看，2021年全球光伏發電累計裝機942GW，同比增長22.8%。其中，中國累計裝機308.5GW，同比增長21.7%，位居世界第一。而在光伏逆變器領域，中國廠商持續發力，陽光電源、華為、錦浪科技已位列全球出貨量前三，暫時形成“三足鼎立”的格局。

2021年全球逆變器出貨量排名

資料來源：IHS Markit

據錦浪科技的公告顯示，以IGBT為主的半導體器件占逆變器成本約10%左右。由于技術壁壘較高，此前光伏逆變器領域使用的IGBT幾乎都是國外進口品牌。在光伏行業高景氣度的驅動下，海外供應商產品供不應求，因此光伏逆變器廠家開始選擇國內有實力的IGBT供應商，作為二供或者三供。隨著國產IGBT的持續導入，相關廠商將迎來較好的發展機遇。

“光伏逆變器是一個競爭激烈的市場，我國光伏企業依靠成本及全產業鏈制造優勢，在全球市場中占據統治地位。森未在2021年推出了第7代高功率密度系列產品，瞄準光伏逆變、光伏儲能等市場，并作為公司重點項目持續投入研發。目前，公司研發的650V-1200V高頻單管以及三電平系列模塊產品已向光伏市場推出。”王思亮分析道，“新能源客戶受制于成本及供應鏈壓力，進口替代需求迫切，森未將不斷迭代產品性能，盡最大努力為客戶做好產品和技術的優質服務。”

 

IGBT發展不斷超預期，國內廠商迎來快速發展的黃金時期

目前，全球IGBT領域，不管是芯片、單管還是模塊，英飛凌、三菱、富士電機都占據了50%以上的市場份額。同時，在3300V以上的高端IGBT領域，海外廠商的IGBT產品的市場優勢地位仍十分明顯。

作為全球最大的IGBT市場，中國占比約40%左右，市場規模約25億美元。雖然我國IGBT產業規模在國產替代的帶動下，近年來保持了較快的增長，但IGBT的生產制造與自身消費之間仍存在巨大缺口，尤其是汽車、工控IGBT產品仍大量依賴于國外供應商。

根據Yole的數據顯示，2019-2021年我國IGBT的市場總需求量分別為9,500萬只、11,000萬只、13,200萬只，但是我國IGBT行業的產量僅分別為1550萬只、2020萬只、2580萬只，自給率占比不到20%。

資料來源：Yole

王思亮表示：“自2020年以來，新能源汽車、光伏、儲能、風電等領域的發展進度較快，在下游需求的不斷驅動下，IGBT市場規模擴張速度已超出原先的預期；此外，在供給端由于海外疫情反復導致訂單積壓，限制了部分產能，導致IGBT供需失衡，進口品牌交期和價格持續增長，這帶給了國產品牌快速發展的絕佳時機。”

雖然機遇難得，但在市場風口面前，面臨的競爭也異常激烈。

從國內來看，在IGBT產業鏈布局較完善的企業有比亞迪半導體、斯達半導、中車時代電氣、揚杰科技、東微半導體、宏微科技等。此外，智新半導體、新潔能、華大半導體等多家企業也具有IGBT產品或技術儲備，部分企業的產品已經實現在新能源汽車、工業控制等領域大規模量產出貨。

作為以IGBT設計和銷售為主營業務的公司，如何從激烈的競爭中脫穎而出，是王思亮一直以來就在思考的問題。

他指出:“與其他廠商相比，森未科技的優勢在于：首先，具有自主設計開發的芯片和快速迭代能力。截止目前，森未開發定性的芯片已超過100款，在此基礎上進行微調或迭代，能夠快速滿足新能源市場的產品需求；其次，公司擁有來自清華大學、中國科學院等著名高校經驗豐富的研發團隊，研發人員大部分擁有十年以上的芯片設計開發能力，使我們具備了應對市場競爭最必不可少的基礎要素；最后，除了研發團隊外，森未同時擁有優秀的應用團隊，能夠從客戶的應用工況和實際需求出發進行產品定義，并且與研發團隊融合，從產品定義到產品實現，將為新能源客戶提供更適合的解決方案和專業服務。”

結語

隨著新能源汽車、新能源發電等領域的迅速發展，帶動上游IGBT產品需求不斷增長。雖然森未科技起步較晚，但憑借創始人團隊對行業深刻的理解，在短期內已掌握并陸續實現了先進IGBT芯片的設計、開發和應用。相信在IGBT景氣度高企的當下，公司有能力把握國產替代的歷史機遇，實現跨越式發展。