量体裁衣,如何选择适合自己的功率器件?

上网时间: 2009年03月01日? 作者:殷春燕编辑整理? 我来评论 【字号: ? ?小】

关键字:三极管? MOSFET? IGBT?

功率器件的选择是做好一个电源系统的基本,所谓的“量体”,就是在选择器件的时候要首先根据我们的需要,定义出我们对功率器件的实际需求。就像定做衣服一样,我们系统的电流、电压、功率、功耗、效率等参数的要求,就是我们要做的衣服的“尺寸”,而根据这些“尺寸”的数据,选择最适合的功率器件就是所谓的“裁衣”了。

那么,面对复杂的市场,我们在采购中需要考虑哪些因素?如何以更低的价格买到适合自己的产品?

低端器件选型注意“潜规?”

按照市场来分,功率分立器件可以分为低、中、高三大类:低端产品以国产元器件为主,包括一些小信号二极管、齐纳二极管、三极管、整流器件等,中端低压MOSFET器件以台湾地区、韩国制造居多,高端产品则基本是欧美国家的天下,例如一些高压MOSFET、肖特基组合、IPM SPM智能模块、大功率IGBT等。

低端产品市场目前已经基本全部被中国本地厂商所占领,以节能灯、充电器等使用较多的双极型三极管(BJT)为例,该市场主要供应商包括汕头华汕电子、江苏长电科技、吉林华微电子、深圳深爱半导体、无锡华晶微电子等。由于深爱、华晶等公司都是一方面做自己的品牌,另一方面也卖芯片给一些小的封装厂家,所以市场上的同源同质竞争较为激烈。

由于竞争的压力,各个厂家都在不断地缩版,“仅13001一个品种,同一个工厂至少有5种版本,有的工厂甚至超过10种,这给整机制造商在选用时造成了很大的困惑。”深圳南方芯源科技有限公司董事总经理罗义表示,“现在BJT行业的‘潜规?’,也即评价产品质量和价格的前提依据,就是芯片的‘尺寸’,所以整机制造商选择BJT时首先会询问是多大的芯片,这个已经是行业里评定产品参数的一个新标准了。”因此他建议,面对这种情况,整机制造商在选用某一型号的BJT时,应该将应用环境、参数要求等提供给供应商,让供应商自己给出一个很合适的产品,然后再根据供应商提供的具体“尺寸”的产品进行设计,这样的方式是为了让整机制造商少走弯路。

MOSFET降价凸显本地优势

目前MOSFET市场的主力仍然是欧美厂家,英飞凌、意法半导体、飞兆半导体牢牢占据前三位,威世、安森美等品牌紧随其后。以性能而言,以上品牌仍然是整机制造商的首选,不过,由于电源产品的市场竞争也相当激烈,而最主要的竞争还是体现在价格竞争方面,这就给其他地区的MOSFET产品提供了生存机会。

飞捷电子有限公司总经理杨宝林指出,近年来台湾地区的功率芯片市场发展较快,拥有万代半导体(AOS)、华瑞股份(CET)、富鼎先进(APEC)、茂达电子、致新科技等MOSFET供应商,韩国也涌现出AUK半导体、KEC电子、SemiHow半导体等新品牌。他表示:“如果从性价比方面来考虑,AUK半导体 的产品更加合适,而KEC电子更注重的是品质,此外台湾地区万代半导体主要是在低压MOSFET占有比较大的市场,这家公司发展比较快。另外,恩智浦的MOSFET产品还可以,但推广得并不是很好;ROHM在MOSFET的市场占有不多,东芝的器件一致性做得比较不错,但日系厂商的交期都很长,比较死板,不过近年来他们的服务还是有了很大改善。”

除此之外,中国本土MOSFET制造商如江苏长电、南方芯源、哈尔滨圣邦微电子、深圳长运通、芯源科技和深圳美芯等也都已经实现了产品量产,但是由于起步较晚,技术和市场都相对落后,从目前来看市场占有率还不高。

对此,罗义表示:“就MOSFET而言,如果单纯考虑品质,选择欧美品牌绝对没有错。但是如果从品质和成本来综合考虑,本地供应商的系统设计优势就很明显了。比如南方芯源,我们现在推广MOSFET时基本上都是按照客户要求,将应用电路设计完成后交给客户,这样一方面能利用自身工程师对本品牌器件的了解较深刻的特点,将系统设计的参数匹配到最佳,同时也能够缩短客户对所完成系统的论证周期。此外,由于MOSFET市场价格的不断下降,韩国AUK半导体、KEC电子等公司目前在中国的竞争力也正在慢慢减弱。”

IGBT:可靠性仍是关键

绝缘栅双极型晶体管(IGBT)是一种集MOSFET与GTR优点于一身的新型高端复合电子器件,既有输入阻抗高、速度快、热稳定性好、电压驱动型的特性,又具有通态压降低、高电压、大电流的优点。IGBT主要的品牌有英飞凌、三菱、富士、瑞士ABB、IR、东芝(IGBT已与三菱合并)、飞兆、三社、西门康、三肯等。其中欧美品牌的产品主要用在电力电子和通讯行业,而日本品牌主要以电磁炉、变频空调、冰箱、洗衣机等家电类应用居多。不过近几年英飞凌的IGBT单管也在家电类产品中占有一席之地,而三菱的IGBT模块则开始大量应用于军工、电力电子等行业。

杨宝林介绍说,东芝在1200V的单管上性能不错,但其价格一般比飞兆高10%左右;飞兆先后收购了三星、intersil的IGBT事业部,不论价格和性能都是不错的选择。近年来IGBT模块技术越来越成熟,西门康、东芝、富士的智能电源模块(IPM)发展迅速,在变频调速、冶金机械、电力牵引、伺服驱动、变频家电等应用领域是一种非常理想的方案。飞兆的SPM现在已经发展到第五代产品,其模块被东芝变频空调和海信大量采用,在600V的IGBT模块处于领导地位。

到目前为止, 中国本地功率器件市场还没有自己的IGBT产品问世,主要是提供一些模块封装类服务。罗义表示,由于封装技术和快恢复二极管的品质都不高,所以这类产品没有对国外品牌的主要市场构成威胁。他还提醒说,韩国也有类似的模块产品,如DAWIN、fine SPN等品牌,虽然都是用欧洲的芯片加工成模块,出于可靠性方面的考虑,在选用时还是要慎重。

采购群体需找准自身定位

功率器件的采购群体同样大致可以分为低、中、高三类:低端市场主要是一些小家电应用,例如小型充电器、适配器、电话机、节能灯等,销往非洲国家,这类制造商使用国产的功率器件就可以了。因为这种产品主要是以价格竞争为主,而国产功率器件从技术角度来讲已经很成熟,质量完全可以满足要求。

杨宝林表示:“我做销售的时候总是碰到一些客户说,‘我要用最好的料,我们要做品牌’,我总是耐心的说服他们,你把一个飞机引擎装到拖拉机上,他也还是飞不起来,还是拖拉机。其实我们国内的一些功率器件制造商,例如已经上市的长电,都在帮欧美大厂做代工,品质是非常不错的。”

中端市场主要是指DVD、LCD TV、PC电源应用,建议使用一些二线品牌,并且可以一边尝试寻用一些国产的料代替,减少成本。这也是目前中国本地整机制造企业常用的方法。另外就是高端市场,主要目标客户是变频空调、汽车电子、军工设备、大功率焊接设备、工控机械等。“高端产品一般量不大,附加值比较高,对他们来说品质是第一位的。”杨宝林说。

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