功率半導(dǎo)體充當(dāng)節(jié)能先鋒 中國企業(yè)加快步伐

　　變頻化是家用電器的發(fā)展方向，在減少二氧化碳的排放量和電力消耗的同時，還能實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制。在功率半導(dǎo)體領(lǐng)域，要提供有競爭力的產(chǎn)品，除了在芯片的設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域擁有領(lǐng)先的技術(shù)之外，還要在模塊封裝方面做足文章。“過去，家用電器的功率器件主要使用盒式模塊。從1997年我們公司首先開發(fā)出DIPIPM(雙列直插式智能功率模塊)以來，現(xiàn)在已發(fā)展到第四代。”森敏介紹道，“日本、韓國和中國的很多工廠在變頻空調(diào)的室外壓縮機(jī)控制部分使用了三菱電機(jī)的DIPIPM，特別是今年以來，中國的各空調(diào)廠商大力推廣變頻化，DIPIPM的需求量大幅增加。”

　　中國企業(yè)尋求技術(shù)突破

　　盡管我國已經(jīng)成為全球功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的重要市場，但我國功率半導(dǎo)體器件的設(shè)計(jì)、制造能力還有待提高，我國功率半導(dǎo)體企業(yè)的生產(chǎn)條件和工藝技術(shù)大多仍停留在國外上世紀(jì)90年代的水平，關(guān)鍵技術(shù)仍掌握在少數(shù)國外公司手中。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前國內(nèi)市場所需的功率半導(dǎo)體約有90%仍然依賴進(jìn)口，缺乏核心技術(shù)將嚴(yán)重阻礙中國新興節(jié)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。“像IGBT這樣的高端功率半導(dǎo)體器件基本上完全被國外廠商壟斷，國內(nèi)產(chǎn)品市場認(rèn)證周期非常長，而且獲得的市場認(rèn)可度不高。”趙善麒不無遺憾地說。

　　華虹NEC市場部技術(shù)市場科科長陳儉在接受《中國電子報(bào)》記者采訪時也表示：“歐美和日本企業(yè)憑借著產(chǎn)品質(zhì)量好、技術(shù)領(lǐng)先，在功率半導(dǎo)體市場中占據(jù)絕對優(yōu)勢地位。近幾年，我國臺灣地區(qū)的企業(yè)依靠產(chǎn)品的高性價比也在市場上占據(jù)了一席之地，而中國大陸企業(yè)由于起步較晚，技術(shù)和市場都相對落后，市場占有率不高，在功率器件市場上的競爭力還很弱。”不過，他同時也指出，功率器件市場是高度分散的，在該領(lǐng)域，全球最大的兩家企業(yè)的份額也只有10%左右，對于中國企業(yè)而言，只要看準(zhǔn)市場，成功的可能性還是很大的。

　　在新技術(shù)、新產(chǎn)品的開發(fā)方面，中國企業(yè)也在不斷取得突破。據(jù)趙善麒介紹，宏微科技承擔(dān)了科技部“十一五”重點(diǎn)支撐項(xiàng)目“新型電力電子器件及電力電子集成技術(shù)”中的IGBT和FRD(快速恢復(fù)二極管)芯片的研制和生產(chǎn)，目前，已研制成功電流為75A、100A，電壓為1200V、1700V的IGBT和FRD，主要參數(shù)已達(dá)到國際同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平;與此同時，宏微科技與國外企業(yè)合作，開發(fā)了鋁帶焊接新工藝，并成功地應(yīng)用于IGBT和其他模塊的生產(chǎn)中。

　　在芯片制造方面，中國企業(yè)也取得了長足進(jìn)步。據(jù)陳儉介紹，面向電源管理IC市場，華虹NEC在2005年就開始了BCD(雙極-CMOS-DMOS)工藝的開發(fā)，其BCD工藝是目前國際上最先進(jìn)的BCD量產(chǎn)技術(shù)之一，也是國內(nèi)目前唯一的0.35微米BCD工藝技術(shù)平臺。目前華虹NEC是國內(nèi)能提供8英寸功率器件最主要的代工廠之一，相對其他4-6英寸的功率器件生產(chǎn)線，華虹NEC的8英寸代工生產(chǎn)線可以做到線寬更小，同樣的面積可得到更多的管芯，通過對工藝的精確控制使器件最小可達(dá)到0.11微米的工藝水平。同時，華虹NEC開發(fā)的8英寸溝槽式MOSFET工藝克服了平面器件面臨的成本壓力，極大地提升了客戶產(chǎn)品的競爭力。

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　　功率半導(dǎo)體器件的應(yīng)用領(lǐng)域

　　功率半導(dǎo)體器件的主要應(yīng)用領(lǐng)域是開關(guān)電源、電機(jī)驅(qū)動與調(diào)速、UPS等等。因?yàn)檫@些裝置都需輸出一定的功率給用電器，所以電路中必須使用功率半導(dǎo)體。功率半導(dǎo)體的另一重要應(yīng)用領(lǐng)域是發(fā)電、變電與輸電，這就是原本意義上的電力電子。任何電器設(shè)備都需要電源(盡管有些設(shè)備電源是內(nèi)置在機(jī)箱中)，任何用電機(jī)的設(shè)備都需要電機(jī)驅(qū)動(小至計(jì)算機(jī)風(fēng)扇和家電，大至礦山機(jī)械，電氣機(jī)車，軋鋼機(jī)等等)。功率半導(dǎo)體的應(yīng)用之廣泛已是在國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域和國防工業(yè)中無所不在。

　　MOSFET在功率器件中增速最快

　　2008年，中國MOSFET市場需求量為198.2億顆，比2007年增長了11.9%，是各類功率器件中市場需求成長速度最快的一類產(chǎn)品。從應(yīng)用結(jié)構(gòu)上看，由于MOSFET在便攜式產(chǎn)品、液晶電視等消費(fèi)性電子產(chǎn)品中的廣泛應(yīng)用，使得消費(fèi)性電子成為MOSFET最大的應(yīng)用市場;而憑借著MOSFET在主機(jī)板中的大量應(yīng)用，計(jì)算機(jī)領(lǐng)域居次;工業(yè)控制則是MOSFET的第三大應(yīng)用領(lǐng)域。