IGBT厂商开拓新市场，低电压应用成为目标

　　IGBT业者正积极抢进600伏特以下的低电压应用。全球经济不稳定，加上主要应用市场竞争日益激烈，使得IGBT产业近来成长趋缓。为开创成长新契机，IGBT业者遂致力研发适合低电压应用领域的新技术与产品方案，甚至朝向12寸晶圆制造发展。

　　

　　Yole Developpement电力电子部门分析师Alexandre Avron

　　受到全球政府降低再生能源及运输支出的影响，绝缘闸双极电晶体（IGBT）元件及模组制造商纷纷陷入艰困处境。据Yole Developpement统计，大多IGBT制造商、封装公司和相关的被动元件制造厂在2012年出现衰退（图1），因而促使相关业者改变IGBT晶圆、封装等生产策略，期将产业带回先前快速的成长轨道上。

　　拓展低电压市场　IGBT厂生产策略转变

　　现阶段，几乎所有 IGBT制造商都在600伏特（V）以上相关电力电子应用市场竞争，范围由太阳能逆变器（Inverter）到马达驱动器。现有主要业者如位于德国的英飞凌（Infineon）、日本东京的三菱电机（Mitsubishi Electric），以及具备可提供阻挡高达3，300伏特电压元件优势的富士电机（Fuji Electric）。这些业者同时也跨足1，700伏特以下中电压应用领域；此一市场，可谓业界竞争最激烈的应用领域，因为几乎所有电力电子元件造商，皆可提供1，700伏特以下应用的IGBT元件。不过，若以营收计算，600～900伏特的产品才是市场产值最大的贡献来源。

　　

　　Yole Developpement电力电子部门分析师Brice Le Gouic

　　随着主流市场竞争日益严峻，有些公司开始想进入超越传统范围下缘的新领域，积极往200～600伏特低电压区间移转，以达到更大量的应用，如白色家电产品和相机闪光灯。然而，超级接面高效能金属氧化物半导体场效电晶体（Super Junction MOSFET）已应用于此电压区间，意味着IGBT产品要进入市场将有一些挑战，且制造商也将面临极大的价格竞争压力。

　　如果IGBT业者锁定普通的低电压商品应用，成本必然成为重要的驱动力，不过，产品持续降价后，尽管整体市场规模成长，但也意味着利润率更低。能够在此电压区间竞争，部分是因为IGBT制造商在元件世代发展中所做的改善，他们在每个新世代都改进其设计、缩小晶片尺寸，因而省下成本（图2）。举例来说，英飞凌第五代IGBT 产品的尺寸已比第一代减少60～70%，其藉由现今的场截止沟槽式（Field Stop Trench）元件，使晶圆厚度可降到50～70微米（μm），甚至下探40微米。同时，三菱也持续缩减产品沟槽尺寸，以在同一晶片中放入更多电晶体，进而能微缩晶片体积。

　　

　　图1　2006～2020年功率元件市场产值预测；其中，2009年与2012年皆因全球经济因素出现衰退。

　　未来，制造商还会运用其他电力电子电晶体的低成本制造策略，加强IGBT在一般应用的竞争力。举例来说，为让IGBT顺利转向低电压应用领域，制造商正移向较大晶圆直径的平台，其中，英飞凌即积极移往12寸生产，跳脱现在大多IGBT都在6寸和8寸晶圆上制造的模式，寻求更好的量产经济效益。尽管目前尚不确定在12寸晶圆上制造IGBT的商用产品问世时程，但相关厂商确实已开始投入MOSFET制造，亟欲切入低电压市场。