IGBT模块封装技术与工艺

IGBT模块封装技术与工艺,第1张

我国的功率半导体技术包括芯片设计、制造和模块封装技术目前都还处于起步阶段。功率半导体芯片技术研究一般采取“设计+代工”模式,即由设计公司提出芯片设计方案,由国内的一些集成电路公司代工生产。

由于这些集成电路公司大多没有独立的功率器件生产线,只能利用现有的集成电路生产工艺完成芯片加工,所以设计生产的基本是一些低压芯片。与普通IC芯片相比,大功率器件有许多特有的技术难题,如芯片的减薄工艺,背面工艺等。解决这些难题不仅需要成熟的工艺技术,更需要先进的工艺设备,这些都是我国功率半导体产业发展过程中急需解决的问题。

从80年代初到现在IGBT芯片体内结构设计有非穿通型(NPT)、穿通型(PT)和弱穿通型(LPT)等类型,在改善IGBT的开关性能和通态压降等性能上做了大量工作。但是把上述设计在工艺上实现却有相当大的难度。尤其是薄片工艺和背面工艺。工艺上正面的绝缘钝化,背面的减薄国内的做的都不是很好。 低温药芯锡丝

薄片工艺,特定耐压指标的IGBT器件,芯片厚度也是特定的,需要减薄到200-100um,甚至到80um,现在国内可以将晶圆减薄到175um,再低就没有能力了。比如在100~200um的量级,当硅片磨薄到如此地步后,后续的加工处理就比较困难了,特别是对于8寸以上的大硅片,极易破碎,难度更大。

背面工艺,包括了背面离子注入,退火激活,背面金属化等工艺步骤,由于正面金属的熔点的限制,这些背面工艺必须在低温下进行(不超过450°C),退火激活这一步难度极大。背面注入以及退火,此工艺并不像想象的那么简单。国外某些公司可代加工,但是他们一旦与客户签订协议,就不再给中国客户代提供加工服务。

在模块封装技术方面,国内基本掌握了传统的焊接式封装技术,其中中低压模块封装厂家较多,高压模块封装主要集中在南车与北车两家公司。与国外公司相比,技术上的差距依然存在。国外公司基于传统封装技术相继研发出多种先进封装技术,能够大幅提高模块的功率密度、散热性能与长期可靠性,并初步实现了商业应用。

高端工艺开发人员非常缺乏,现有研发人员的设计水平有待提高。目前国内没有系统掌握IGBT制造工艺的人才。从国外先进功率器件公司引进是捷径。但单单引进一个人很难掌握IGBT制造的全流程,而要引进一个团队难度太大。国外IGBT制造中许多技术是有专利保护。目前如果要从国外购买IGBT设计和制造技术,还牵涉到好多专利方面的东西。 昆明BGA锡球价格

半导体的范围广泛,应用从科研到民生,日新月异:

1.制造工艺需根据半导体设计的层层不同而不同,2.为避免复杂繁琐导致质量问题,制造工艺流程基本上分三个工程段落,

2.1.模组及应用设计工程,模拟数据

2.2.前工程

2.3.后工程封测

每个阶段都有上百到三百种以上的工艺,至少需要学习10-30年

斯达半导成立于2005年4月,公司自成立以来专注于以IGBT为主的功率半导体芯片和模块的设计研发和生产,主要产品为IGBT模块。目前公司主要技术骨干全都来自国际知名高校的博士或硕士,在IGBT芯片和模块领域有着先进的研发和生产管理经验,是国内唯一一家进入全球前十的IGBT模块供应商。

公司产品以IGBT模块为主,其中核心系列是1200VIGBT模块,占主营业务收入的比例在70%以上,其他产品包括MOSFET模块、整流及快恢复二极管模块等。公司自主研发IGBT芯片及快恢复二极管芯片,芯片制造方面主要选择上海华虹和上海先进半导体两家晶圆厂代工,模块生产则由公司自己承担。Fabless模式减小了投资风险,并加快了产品推向市场的速度。

除了自主研发,公司有部分芯片仍向外采购,主要因为IGBT芯片的客户验证壁垒较高,自研芯片完全替代外采芯片需要时间。公司IGBT自研率正在逐步提升,2016至2018、以及2019年上半年,自主研发的IGBT及快恢复二极管芯片占当期芯片采购总量比例分别为31.04%、35.68%、49.02%和54.10%,自研芯片的使用一方面让公司实现技术和生产全面自主可控,解除对进口芯片的依赖,同时也可以在市场竞争中获得更大的议价权,降低公司生产成本。

公司下游应用行业以三类为主:工业控制及电源行业、新能源行业、变频白色家电行业。

工业控制及电源行业主要包括变频器行业、电焊机行业等;新能源行业包括新能源 汽车 行业、风力发电行业、光伏行业等。其中占比最大的为工业控制及电源行业,2019年上半年占比达到77.92%。此外公司产品在新能源 汽车 的应用中属核心器件,未来增长潜力巨大,过去两年是公司增长最快的应用。

IGBT竞争壁垒来自芯片制造与封装工艺

与数字集成电路工艺不同,IGBT设计相对而言不太复杂,但由于其大电流、高电压、高频和高可靠的要求,加工工艺十分特殊和复杂,需要长时间的工艺积累。IGBT的正面工艺和标准BCD的LDMOS区别不大,但背面工艺要求严苛,IGBT的背面工艺需要减薄6-8毫米,因硅片极易破碎和翘曲,后续的加工处理非常困难。

公司核心优势在于芯片端设计与模块制造,斯达是国内少数自主研发IGBT芯片和快恢复二极管芯片的公司。自2005年成立之初起就专心进行IGBT产品的研发、相关人才的培养和上游产业链的培育。公司在2007年成功完成了IGBT模块关键技术工艺的开发,如真空氢气无气孔焊接技术、超声波键合技术、测试和老化技术等,并于当年成功推出了第一款IGBT模块,其后不断突破大功率、碳化硅、车规级等模块产品。IGBT芯片方面,公司自2012年成功独立研发并量产NPT型IGBT芯片以来,到2018年底公司已量产所有型号的IGBT芯片。

公司采用Fabless模式,将芯片制造环节交由外部晶圆厂代工,模块环节则由自己完成,以此发挥比较优势,更快速地推出成品。IGBT模块工艺较为复杂,设计制造流程较为繁琐,斯达半导体通过十几年的钻研,不仅拥有了先进的制造工艺及测试技术,亦将其成功运用于实际生产中,并在IGBT高端应用领域具备竞争优势,目前已成为国内 汽车 级IGBT模块的领军企业。

IGBT模块是下游产品中的关键部件,其性能表现、稳定性和可靠性对下游客户来说至关重要,因此认证周期较长,替换成本高。对于新增的IGBT供应商,客户往往会保持谨慎态度,不仅会综合评定供应商的实力,而且通常要经过产品单体测试、整机测试、多次小批量试用等多个环节之后,才会做出大批量采购决策,采购决策周期较长。因此,新进入本行业者即使生产出IGBT产品,也需要耗费较长时间才能赢得客户的认可。在国内市场,公司的先发优势明显。

盈利预测与估值

IGBT行业未来在新能源和工控、家电领域应用拉动下仍将保持较高的增长。而中国IGBT产业在本土需求及国产替代趋势下,增速预计较全球更高,而斯达半导体作为国内稀缺IGBT供应商,预计未来几年内保持高增长的确定性较高。

我们预测公司2019~2021年营业收入为7.63亿、9.89亿、12.83亿元,同比增长12.94%/29.69%/29.74%;归母净利润为1.29亿、1.69亿、2.22亿元,同比增长33.02%/31.57%/31.39%。

在同行业横向比较,可以参照扬杰 科技 、捷捷微电、闻泰 科技 估计做对比,给与2020年60倍市盈率,对应股价为60元左右比较合理,但考虑到半导体和公司稀缺性,最高给予不超过80倍市盈率,股价不能高于85元。

今天收盘之后,

市场结构已经非常清晰,

超级清晰,

总龙头:联环药业>泰达股份

补涨龙:世纪天鸿、道恩股份

关于总龙头到底是联环药业,

还是泰达股份,

市场分歧很大,

大家各执一词。

就目前而言,

我还是认为联环是总龙头的概率大于泰达。

我旗帜鲜明的看好明天疫情走二波,

看好明天市场会有很多超级大长腿,

会出现暴力反d,

明天随便低吸一只,

真的有大肉,

而且是超级大肉。

明天接力的主要方向如下。

方向1:干总龙头赌二波

目标股当然是联环药业,

该股我已经连续几天提示大家勇敢低吸,

明天直接低吸赌板。

方向2:干补涨龙接力

目标股是世纪天鸿、道恩股份,

明天最少有一只能继续连板,

也可能2只都继续板。

明天市场选择哪只就干哪只,

开的不高就低吸赌板,

开的高,就放量换手板介入。

方向3:干强势股二波

太立 科技 亚光 科技 ,玉禾田

这三只都是分支龙,

今天走的较为逆势,

明天有涨停预期,

如果看好就直接低吸赌板。

方向3:低吸赌大长腿或地天板

明天走大长腿的股票最多,

明天竞价低吸的话,

收盘基本上都能吃肉,

而且有些股票会有超级大肉,

十几个点的大肉,

甚至20%的地天板大肉也有机会出现。

博腾股份、四环生物、会畅通讯、太龙药业、哈药股份、振德医疗、尚荣医疗,

超级大长腿或涨停板,

从这几只股票中产生的概率最大。

明天的大肉机会就在以上4个方向。

你可以选择分仓介入,

每个方向都干一只。

也可以选择集中仓位干龙头或低吸大长腿。

联环药业,

总龙头,

明天有涨停启动二波预期,

激进的就直接低吸赌板,

追求确定性的就打板介入。

泰达股份,

量太几把大了,

但也不至于套人,

会给小亏小赚出局的机会,

如果今天你低吸了,

明后天冲高不板就走人。

世纪天鸿、道恩股份,

是2只补涨龙,

明天至少有一只能晋级连板,

市场选择哪只就干哪只。

秀强股份、奥特佳,

明天应该有一只能晋级连板,

但属于持筹者盛宴,

再去接力就没屌意思了。

模塑 科技 ,

后面还有一次涨停反包预期,

但后面已经没啥行情了,

明天冲高或反包都是卖点。


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