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绿色照明拉动功率器件增长 企业突围高端

导读: 相对普通电力电子器件而言,照明应用要求器件参数随温度的变化率尽可能小;目前,国内功率器件厂商正向高端产品线迈进,力图改变我国高端电力电子器件市场被国外大厂所左右的格局。

  相对普通电力电子器件而言,照明应用要求器件参数随温度的变化率尽可能小;目前,国内功率器件厂商正向高端产品线迈进,力图改变我国高端电力电子器件市场被国外大厂所左右的格局。

    
  据统计,照明用电约占全球用电总量的两成,因此,使用绿色照明产品,降低照明领域的耗电对于全社会的节能减排具有重要意义。

   
  照明应用强调器件温度特性

   
  在生活中应用较为广泛的绿色照明产品有紧凑型节能灯(CFL)、电子镇流器(Ballast)和石英灯电子变压器三种。对这三种产品而言,电力电子器件都是核心器件。根据不同的解决方案,电力电子器件对整个照明灯具的工作频率、效能、使用寿命都具有决定性的作用。同时,就成本而言,电力电子器件也在整体成本中占有相当大的比例,如在紧凑型节能灯中,每只节能灯要用两只电子电力器件,在成本上为仅次于灯管的组件。

   
  绿色照明灯具在使用上有地域广阔、安装条件不一的特点,其应用的环境差异很大。如我国东北地区或北欧的冬季十分严寒,室内温度也可达-15℃到-20℃(室外温度过低,一般不推荐使用);而在酷暑的热带地区,室温可达40℃;在密闭的灯筒内,作为开关控制的功率器件壳温可达140℃。从其负载看,灯管、灯泡为气体放电灯,具有不同于容性、感性负载的特性,在启动初期要求较高的电压和较大的电流;从工作特点来看,电力电子器件主要作为电子开关。因此,对照明应用领域的器件而言,除了要求电流特性好、击穿电压高之外,还要求开关参数一致性好,同时对温度特性也有特别要求,要求参数随温度的变化率尽可能小。当然,作为非耐用性的民用产品,绿色照明用的器件还要求成本低、性价比高。

   
  国产器件占据中低端市场

   
  目前,绿色照明领域的电力电子器件主要有BJT(双极型晶体管)、MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)及一体化IC(集成电路)等三种应用解决方案,IGBT(绝缘栅双极型晶体管)由于成本问题在照明领域使用较少。其中双极型晶体管为国内半导体厂商的主线产品,占据主要的市场份额,MOSFET则被国外企业占有了主要的市场份额,国内厂商正处在发展阶段,尚未成为主流供应商,而一体化IC则以国外厂家为主。

   
  就双极型晶体管而言,国内厂商主要采用三重扩散方案,主要为4英寸、5英寸生产线,而国外厂商有三重扩散和多层外延两种方案,主要为5英寸或6英寸生产线。在MOSFET生产方面,生产工艺技术还在快速发展,各厂家拥有各自的技术特点,其中英飞凌的CoolMOS技术比较有特点,在导通电阻上具有一定的优势。封测领域的核心技术相较于芯片制造而言,国内厂商与国外厂商差距较小,基本与世界先进水平接近;同时,国际大厂也纷纷在中国投资设厂。在照明领域,芯片设计技术和工艺水平不断提升,由于缩小体积和降低成本的要求,产品逐渐向小型化和表面贴装发展。初期的封装形式大多为直插TO-92/126/251/220,而现在自动插件的TO-92编带产品和TO-252(IPAK)、TO-263(D2PAK)产品已经占有一定的比例。

   
  相对而言,国内芯片生产线因设备年代较久,在设备折旧上有优势,再加上劳动力成本较低,因此具有一定的成本优势。


  而经过近几年的发展,国内产品得益于工艺的提升和材料的进步,产品性能提升较快,目前国产的电力电子器件已在中、低端产品中全面代替了进口产品。
   
  国内企业酝酿技术突破

   
  目前国内功率器件厂家的芯片生产线大部分为国外二手集成电路生产线,经翻新和增添、改造部分设备而成,以4英寸、5英寸生产线为主,也有部分厂商开始将部分产品转移到6英寸生产线中。但由于工艺方案的限制,目前双极型晶体管的生产仍以4英寸、5英寸生产线为主,MOSFET的生产以5英寸生产线为主。在高端产品上,国际大厂仍将电力电子器件(如MOSFET)作为重要产品领域,在技术研发和工艺提升方面还在加大投入力度,在设备和工艺技术水平上仍占有一定的优势。因此在高端产品的竞争中,国内电力电子器件厂商还没能占上风。近两年来,国内不少厂商(如吉林华微、天津中环等)正投入资金进行6英寸生产线的建设。在工艺技术上,国内厂商也采取自身开发与借助外力相结合的办法,各厂商采用引进、买断、合作的办法在生产工艺技术上取得一定的突破,正处于发力阶段,相信在未来的两年内会有更多的国内厂商在高端市场及高端应用领域取得更好的成绩。

   
  作为行业内的后来者,深圳深爱半导体有限公司集中资源,从1997年开始介入绿色照明用电力电子器件的生产。得益于绿色照明行业的迅速发展,近几年来深爱半导体以年均30%左右的速度稳健发展。深爱半导体坚持技术创新,在4英寸生产线上实现了掺氧多晶硅(SIPOS)钝化全平面的功率器件的量产,这在国内尚属首次;而5英寸生产线更打破三重扩散工艺的禁区,当年投产,当年赢利。目前,深爱半导体已拥有两个生产基地,形成月投片量11万片、封装1.5亿只的生产规模。2007年,深爱半导体器件销售量超过了36亿粒,其中95%应用于绿色照明领域,即约有17亿只节能灯、电子镇流器、电子变压器的核心芯片出自深爱半导体的生产线。(编辑:小汤)


 

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