节能减排提升能效, IPM作用显着

IPM智能功率模块是先进的混合集成功率器件，高品质高可靠的IPM一直由日系、德系和美系厂商占据几乎所有的市场份额。如今，中国正成为半导体产品应用的最大市场，半导体产品的国产化替代方兴未艾。

昨日，第18届中国家电及消费电子博览会（AWE2019）在上海闭幕，现场人工智能、移动互联网、物联网、云计算、大数据等前沿技术与家电、消费电子行业深度融合，智能家电、智能家居、智慧出行、智慧娱乐等再次成为展会热门看点。

随着物联网、智能家居产业的加速发展，带动白电产品对传统的IGBT等功率器件有了新的要求，再加之变频技术的日趋成熟，智能功率模块（IPM）在智能白电中的应用也越来越重要。在此次展会上，我们可以看到很多知名的家电企业参展，这些家电企业对IPM更是“情有独钟”。

IPM智能功率模块是先进的混合集成功率器件，高品质高可靠的IPM是白电产品中不可或缺的核心技术器件，一直由日系、德系和美系厂商占据几乎所有的市场份额。

如今，中国正成为半导体产品应用的最大市场，半导体产品的国产化替代方兴未艾，国内半导体厂商正在积聚实力，在高端应用市场逐步取得进展。

节能减排提升能效，IPM作用显着

近年来，白色家电市场增速不断提高，其中变频冰空洗三大白电提升比例和替代趋势明显。据行业统计数据显示，2018年冰洗空三大白电销量突破35000万台，在洗衣机方面，2018年前十个月变频洗衣机累计实现销量1754.21万台，同比增长27.45%，占洗衣机销量的比重提高至32.76%；冰箱方面，变频冰箱2018年前十个月累计销售1364.6万台，同比增幅为32.76%，占同期冰箱销量的比重提高至21.74%；空调方面，2018年前十个月变频空调累计实现销量5572.20万台，同比增长9.60%，占空调销售量的比重提高至42.58%。来到2019年，随着国家正在积极推动落实空调定频能效和变频能效标准合并统一，变频替代定频的节奏将会大幅提速。

目前，中国已经是全球最大的白色家电生产基地，约占全球白电产能的60-70%。随之而来的是，各大家电品牌均已吹响了智能化、变频化的号角，越来越多的白电产品将要进入智能时代；再加之，国家倡导白电产品节能减排，提升能效，向国际市场看齐的政策导向让IPM在其中发挥的作用越发显着。

不久前，国家发改委等10部委印发《进一步优化供给推动消费平稳增长促进形成强大国内市场的实施方案(2019)》，倡导节能高效、绿色低碳的消费方式。这意味着，不仅是国际市场，国内市场政策也显示节能减排将是家电行业发展大势所趋，提高变频比例将成为白电升级的关键。

升级后的白电，一方面可以提供家居的舒适度和幸福感，毕竟白电是民生之一，需求量庞大；另一方面，这是国家重要产业之一，IPM则是影响白电变频普及的关键，对国家节能减排、能效提升方面起到很好的政策辅助。

具体而言，空调作为白电出货主力之一，之前市面上都是定频空调，幅值和频率都是固定的。而现在的变频空调，压缩机的供电电源幅值和频率是可变的，具体原理是先将单相市电由整流桥和电解电容转化为直流310V，然后由IPM将直流310V转换成3相交流电，给IPM施加不同的控制方式，就可以调节IPM输出交流电的幅值和频率。此外，定频风扇只有3-5个风速档位，而变频风扇可以有几十上百种档位，就是因为利用IPM可以调节电机输入电源的幅值和频率，从而调节电机的转速。

此外，IPM作为先进的混合集成功率器件，使用IPM可以使生产厂家降低在设计、开发和制造上的成本。与普通IGBT相比，在系统性能和可靠性上有进一步的提升。由于IPM集成了驱动和保护电路，使得用户的产品设计变的相对容易，并能缩短开发周期；由于IPM通态损耗和开关损耗都比较低，使得散热器减小，因而系统尺寸也减小；所有的IPM均采用同样的标准化与逻辑电平控制电路相联的控制接口，在产品系列扩充时无需另行设计电路。IPM在故障情况下的自保护能力，也减少了器件在开发和使用中过载情况下的损坏机会。

目前，白电产品用到的绝大部分IPM都是来自国际知名的半导体厂商，士兰微是国内为数不多的能够实现IPM从芯片到封装全部自主研发和生产的厂商。此次AWE2019展会上，士兰微的展台聚集了大量人气，备受家电厂商的关注。

据了解，在IPM领域，士兰微电子IPM系列产品涵盖了从20W-3000W的功率段，其智能功率模块产品已经被国内各大家电企业和工业企业认可，在变频空调、洗衣机、冰箱、厨房电器、工业纺织、机床等应用领域大批量采用。

目前，士兰微新推出一款全新IPM产品——SOP37系列智能功率模块，其内部不仅内置了功率开关器件和驱动电路，还把控制单元MCU集成进去，使整个系统板卡的面积大大减少（板卡照片、减小比例），简化板卡生产流程，降低材料成本和加工成本，使得系统更加集成化、小型化、智能化。此外，士兰微的其他IPM系列产品，如DIP24、DIP27系列、IPM23系列等产品，均已经过多年的市场验证，性能优异、性价比极高且提供合作伙伴式的服务。

近年来，士兰微IPM功率模块产品在国内白色家电（主要是空、冰、洗）和工业变频器等市场持续取得突破，累计出货近千万颗。特别值得一提的是，2018年，国内多家主流的白电整机厂商在变频空调等白电整机上使用了超过300万颗士兰微IPM模块，展示出士兰微在IPM白电市场良好的发展趋势。

Silan变频空调驱动板

Silan变频冰箱驱动板

Silan产品风扇单芯片驱动板

事实上，士兰微做IPM始于2009年，2010年开始高压功率模块IPM封装，2012年IPM产品开始在白电工业领域推广，2016年被国内多家品牌家电厂家大量采用并合作开发，其中也包括海信、美的等知名厂商。至今已形成IPM芯片设计、流片、封装、测试、系统验证一体的全流程体系，在IPM领域有着深厚的技术积累和完善的质量管控体系，规模居于国内领先。

在质量管控方面，士兰微的功率模块产品，拥有10年的产品开发历程，大量的市场验证，市场反馈良好。针对功率模块产品，专门建立了从芯片开发、流片、封装、测试到应用的完整的管理体系，建立了工业级、汽车级的产品控制流程，管控方面严于现有国际知名品牌。

此外，士兰微电子拥有从芯片设计到流片厂到封装测试工厂完整的自有工厂，产品开发快，产能有保障，目前已经建立了300万颗/月的IPM模块封装产能，可以有效保障客户需求。针对空调、洗衣机、工业控制等各个应用，士兰微在多年的量产过程中，已经积累了大量的经验，制定了一系列的完善措施，产品稳定性已接近或优于国际主流的同类产品。

在工艺表现上，士兰微利用自身先进的高压高功率半导体技术、高压BCD工艺平台和多芯片模块组装技术，把士兰微自有的功率开关器件和高压驱动电路集成在一起，开发出一系列的智能功率驱动模块产品，内置欠压、过流、过温等故障检测电路，满足直流无刷化、调速变频化需求，可充分满足市场的需求。

行业人士透露，IPM的品质跟芯片制造及封装技术有很大关系，士兰微有自己的封装厂，且有8英寸的晶圆厂，12英寸晶圆厂也已投建，所以有非常好的平台优势，再加之士兰微与白电客户都建立了很好的产品合作关系，其IPM无论是空调、冰箱还是洗衣机等白电产品，都有大批量出货，客户的接受度都非常高。

“士兰微IPM全是自主开发的芯片，开发迭代速度可控；产品已可实现对国际竞品的替代，品质可靠，利用8英寸晶圆平台生产，芯片性能赶超国际先进水平。”上述人士称，士兰微后续将会开发功率密度更大、电流规格和耐压规格更高的产品。

这或许正是白电厂商选择采用士兰微的IPM实现进口替代的原因，毕竟白电对IPM品质、系统可靠性要求非常高，产品保质期也越来越长。行业人士认为，在这种情况下，士兰微想要实现进口替代的IPM，其产品品质就要与国际厂商无差别，才能让客户用的安心；对于将要计划导入士兰微的厂商，士兰微则要充分发挥自身的优势，可以按客户的实际需求快速定制改进方案，才能持续新增客户，提升出货规模。

不过，目前国内半导体厂商与国际大厂在综合能力上尚存在很大的差距，亟需提升技术创新、品质控制与大规模供货等能力。据了解，士兰微IPM在白电和工业控制领域已经累计有千万颗出货和大量TOP客户认可等基础，通过持续投入资源在变频电机功率驱动和控制领域进行深入研究，通过不断提升其产品的可靠性、高度集成化和性价比，持续助推白电产品的节能化和高舒适性，同时不断缩小与国际厂商的差距，并将在全球白电IPM市场中占据一席之地。