独家专访||“新秀”贝茵凯凭啥成为IGBT芯片国产替代新力量?-中国储能网
2024 05/09 17:51:22
来源:中国储能网

独家专访||“新秀”贝茵凯凭啥成为IGBT芯片国产替代新力量?

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作者:董轶丹

  中国储能网讯:功率芯片“新秀”企业贝茵凯,凭借七代IGBT产品下线,打了一场漂亮的翻身仗。

  “2023年7月27日上午8点49分——贝茵凯第一片七代IGBT芯片下线。这对于贝茵凯,甚至对于中国功率芯片行业而言,都是值得记住的重要时刻。”

  --北京贝茵凯微电子有限公司CEO何林

  凡是用电的地方,都离不开功率芯片,这个被称为电力电子领域“开关”的产品,被广泛应用于家用电器、工业设备、电力电网、风力发电、光伏储能等多个领域。然而如此关键的部件,目前在我国仍然处于“半卡脖子”的状态。

  之所以说“半卡脖子”,是因为小电压、小电流的功率芯片在国内市场已经呈现一片红海,多数本土功率芯片企业都深陷其中,但对于有高电压、大电流需求的功率芯片市场,却往往只见英飞凌、富士、三菱等一众外资品牌,贝茵凯则是其中十分鲜见的一家本土企业。

  北京贝茵凯微电子有限公司成立于2022年5月,这家在功率芯片至今近40年发展史上起步略显滞后的企业,仅用不到2年的时间就在行业中崭露头角,凭借领先于行业的七代IGBT芯片下线,一鸣惊人引发行业关注。

  有专业人士称,国产化是功率芯片行业的趋势,随着中国本土企业技术实力的提升,留给外资品牌的红利期正在缩短。但在高端功率芯片领域,中国企业的阵地战还没有真正打响。

  现在看来,贝茵凯或许正在成为这场战争的先锋力量。

锚定高端 孤注一掷

  从上世纪90年代至今,四代IGBT芯片一直占据市场主流位置,虽然之后又出现了五代、六代产品的迭代,但无论从性能还是数据指标上都未实现跨越式的演进。

  力主做到最好,又不屑纠缠于本土小电压、小电流功率芯片市场各种纷争的北京贝茵凯微电子有限公司CEO何林和他的团队,早在贝茵凯创立之初,就以全球顶尖企业为标的,将目标锚定在应用条件更苛刻、研发制造难度更大的高端功率芯片领域,孤注一掷打造其第七代大功率IGBT芯片。

  底气当然来源于深厚的技术底蕴和研发力量。

  在我国,功率芯片领域曾有两位领袖级人物,被称为“南陈北亢”,而贝茵凯的研发团队就师承于“北亢”中国功率半导体领域泰斗级人物亢宝卫,并曾承担国家《极大规模集成电路制造技术及成套工艺》项目,拥有多年IGBT芯片及功率模块设计经验。

  正是有如此坚实的技术积淀,贝茵凯团队才敢孤注一掷选择一条别人不敢走,甚至不敢想的极致登峰之路。

  事实证明,贝茵凯成功了。从投片到首次流片成功,历时4个月。

  据悉,贝茵凯“第七代大功率IGBT产品——12英寸晶圆”采用全自研技术,优化和改进了传统IGBT制备工艺,对结构进行了创新与调整;以车规级芯片标准开发工业芯片,相比按照传统工艺开发的芯片而言,可靠性提升30%以上,并可适配各种恶劣工作场景。

  此外,七代IGBT采用了业界领先的1.6um Pitch 微沟槽IGBT工艺制程,精度达50nm,可实现更高的电流密度、更低的综合损耗等;还采用超薄片工艺(<70um),可实现最高175℃的工作结温。

  贝茵凯第七代大功率IGBT芯片的问世,让行业开始正视这家曾经默默无闻的小公司,“我们是一家技术驱动型企业,只会用技术和产品说话。”何林坦言。

  据他推测,目前国内IDBT芯片企业约为400家,其中85%是买芯片组装模块;约10-12%的企业是买芯片印logo;真正具有自研能力的企业可能不会超过20家。“当然,贝茵凯就在这20家企业之中。”

  目前,贝茵凯聚焦新能源汽车、风电、光伏、储能等领域,产品线覆盖七代IGBT、注氢FRD、中压超结MOS、SiC MOS四类,能够为用户提供芯片产品(Bare Die)与定制开发、常规模块产品与特殊拓扑封装支持,以及应用技术支持,如驱动开发,系统解决方案支持等多类别服务。

极致检测 稳健前行

  从最初的无人问津,到如今订单杳至,随着第一片七代IGBT芯片下线,贝茵凯的业务算是被“盘活”了。但何林表示,功率芯片不同于一般商品,因其电力运行的特殊性,需要在真正进入市场之前,接受十分严苛的检测。

  168个小时的高温老化检测时长,是功率芯片行业的普遍共识。然而贝茵凯并不满足于此,每一批下线的芯片,在完成168个小时的检测后,还会继续运行,最终实现1000个小时的极致考核,才能进入市场。

  但这还不完全,据何林介绍,除制造端的检测外,产品还会进行客户端上机测试、第三方专业检测机构认证等。最终将产品交到用户手上,需要经过很长的周期,以车规级芯片为例,从送样、到定型、到批量供应,检测周期在一年半以上。

  此外,功率芯片应用范围广泛,针对不同应用领域,也要实现差异化的性能。何林表示,比如变频器中的功率芯片对短路耐受时间要求达到10微秒,但光伏应用则对短路耐量要求不高。比如储能设备中有大量的串并联结构,对功率芯片的一致性提出了极高要求,一台2MW的储能设备中要用到数百只IGBT模块,如果有一块出现故障,影响的是整个系统的运行。

  “贝茵凯不会盲目追求扩张速度,坚守我们的质量管控体系,保障产品优良的性能,才是最重要的。”何林笃定道。

  与研发端、产品端的稳健步履同频的还有服务端。据悉,贝茵凯会派遣专业的技术人员到设备运行一线,甚至长期驻扎现场,参与设备检测和实时数据分析,帮助用户实现设备运行效率的提升。

  对于近两年蓬勃发展的储能产业,何林表示,储能是贝茵凯持续关注且志于深耕的重点领域之一,目前储能行业的价格战正在上演,大规模洗牌一触即发,行业对于降本增效呼声很高,这对于拥有技术和产品优势的贝茵凯而言,正是抢占快行道的绝佳机会。目前贝茵凯可应用于储能领域的1200V和1700V产品已基本实现量产。

  同时他表示,2023年我国储能领域IGBT芯片的使用规模达60亿,而这其中外资品牌占据约九成的份额,贝茵凯希望能在实现功率芯片国产替代的道路上,为中国储能产业的发展贡献力量。

  “目前,贝茵凯正在着力扩大企业规模,希望2025年能够打通从材料,到研发设计、测试分析等,再到应用端的完整产业链,以进一步强化产品迭代能力,为用户赋能更大价值。”未来的路,何林和他的团队已经找到方向。

【责任编辑:孟瑾】