全球半导体产业链重构与国产替代加速的背景下，半导体设备作为产业基石，正迎来历史性发展机遇。2024年中国需求增速显著高于全球平均水平。随着新兴需求爆发，半导体设备行业呈现“需求扩张+国产替代”双轮驱动逻辑。
在青岛中德生态园的一家企业，公司产品品牌为“琴芯微”，已实现超1000万颗产品的批量出货。产品线包括300-800V系列IPM模块，600V、1200V系列IGBT芯片，单管及模块。公司以高端智能功率模块（IPM）为研发与制造核心，服务于高端智能家电、新能源汽车、工业变频、人工智能等多个关键领域。
智能功率模块（IPM）。这些被工程师称为“电力心脏”的模块，即将装入空调、新能源汽车和工业变频器，同样8英寸硅片，第七代IGBT技术出片量比第四代多30%，成本直降15%。这项突破背后，是该公司功率芯片设计与流片工艺的颠覆革新，并进一步通过驱动芯片和功率芯片匹配和集成封装实现产品智能化。青岛造“中国芯”正以全产业链自主可控的闭环生态，重塑中国智能功率模块的全球坐标。
山东功率半导体产业“破局”的新标杆
智能功率模块（IPM）是一种将功率半导体芯片和驱动控制芯片集成在一起的开关器件，具有高输入阻抗、高开关频率和耐高压低驱动功率的优点。变频控制方案通过提升用电效率和减少碳排放，成为高效电机运行的关键。IPM模块作为其硬件基础，越来越多地被用于各种变频节能等场景。目前我国IPM年需求量已超7亿颗，市场规模介于100亿元-150亿元，但80%以上市场被日韩及欧美公司占据，严重影响我国在该领域的产业链安全。
在功率半导体领域，国外企业凭借技术优势占据了超过80%的智能功率模块市场份额，尤其是IGBT这一“卡脖子”核心器件，几乎被国外企业巨头垄断。青岛中微创芯总经理孔亮博士曾坦言：“2009年我刚进入这个行业时，国内功率半导体产业还处于起步阶段。凡是需要变频且集成度高的电机产品，都需要功率模块，智能功率模块每年需求量超过8亿颗，市场总量超过100亿元。”
随着技术积累的不断加深，青岛中微创芯在IGBT领域实现了关键突破。公司研发的国产化逆导IGBT（RC-IGBT）智能功率模块，经权威机构认定，三大核心技术在国内外公开文献中未见相同报道。该模块不仅攻克了传统IGBT模块导通损耗高、体积大、可靠性差等难题，还在能效比上实现了突破。通过芯片结构革新，整体能效比国内同类产品提升20%，损耗控制水平达到与国外竞品平级甚至超越的水平。同时，通过降低芯片元胞尺寸，提升模块功率密度，提升了产品短路耐量，鲁棒性提升50%。
“我们的第七代IGBT芯片技术，pitch达到1.4微米，在相同模块体系下，能实现更高的功率输出。”孔博士拿起两个晶圆做对比介绍道，“这两个芯片面积都是8寸晶圆。从芯片数量看，新7代芯片的出片数量比原来的4代芯片多至少30%。因为我们拥有优秀的设计技术，所以可以在相同面积的芯片中实现更高的产量。同时，我们的产品优势在于匹配性高，通流能力及控制力强。”如今，公司产品已在空调、冰箱、新能源汽车等领域替代了大量国外产品，逐步打破国际垄断，为山东功率半导体产业“破局”树立了标杆。
如果将芯片比作人，那么它的控制芯片就相当于人的大脑。驱动芯片如同人的神经，功率芯片和碳化硅芯片如同人的手和脚。以往，行业将驱动芯片与功率芯片分开使用，相当于人的神经与手脚是分开的，而中微创芯做的就是将驱动芯片和功率芯片集成在一起。“我们将‘神经’与‘手’、‘脚’进行了集成化设计开发，这样提高了其灵活性。”孔亮表示。
打造产业链条的自主可控体系
青岛中微创芯从不满足于单一环节的突破，而是聚焦产业链协同，通过精准整合上下游资源，通过实现芯片设计与封装测试技术的自主可控，中微创芯现已构建覆盖智能功率模块全流程的自主能力，包括芯片封装、测试及最终应用测试等核心环节，致力于打造贯穿整个产业链条的自主可控体系。
青岛拥有优良的智能家电产业集群，该公司在青岛市内已经形成由研究机构、高校、企业以及政府相关部门构成的产业集群，在上游芯片到下游应用的整体链条中实现自主可控。因此该公司在这个领域发挥了相关的供应链整合能力。
在中游封装测试与下游应用环节，公司则实现了100%自主可控。目前，公司已建成三条IPM专用封装测试生产线，月产能达120万只，还规划在明年下半年启动二期工程扩产。而在下游应用端，凭借青岛本地海尔、澳柯玛等智能家电产业集群优势，公司能快速对接客户需求，将封装完成的模块直接应用于家电、新能源汽车等场景，并根据客户反馈持续优化产品。
从芯片设计到协作流片，再到自主封装测试与应用落地，青岛中微创芯构建起“自主核心+协作配套”的全链条体系，既发挥了自身技术优势，又整合了山东本地产业链资源，成为山东功率半导体“链”上协作的典范。
稳定可靠的全国产高端智能功率模块
该公司2022年在青岛西海岸新区投资新建了智能功率模块研发及生产项目，一期年产1000万颗IPM产线已于2023年底通线，可为变频家电、新能源、工业及人工智能领域提供稳定可靠的全国产高端智能功率模块。凭借全产业链自主可控的优势，目前，青岛中微创芯的产品已实现宽功率范围覆盖，从1.5安培到900安培的电流、100伏到1700伏的电压，全面适配智能家电、新能源、工业控制等多个领域，成为推动行业升级的“动力芯”。
在智能家电领域，公司的IPM模块已深入日常生活的方方面面。孔亮介绍：“从空调、冰箱、洗衣机，到大家每天用的高速吹风筒、破壁机，都有我们的产品。比如在空调上，我们的模块能实现更低损耗，帮助空调节电省电。在洗衣机上，不仅能延长设备寿命，还能提升电机控制的稳定性。”目前，公司的系列化IPM产品已达到30多种，能适配不同功率需求的家电产品，不仅与国内家电企业达成深度合作，还在珠三角、长三角等地区占据重要市场份额。
在新能源领域，公司的大功率模块更是展现出强劲实力。750伏、1200伏电压的模块广泛应用于商用电动汽车、乘用车，以及储能、新能源发电场景。孔亮博士提到：“我国在新能源汽车、储能领域走在国际前列，这些领域都使用了第七代芯片技术。我们的芯片面积可以越做越小，产品的可靠性可以越做越高。因此在相同模块体系下，可以实现更高的功率。”此外，针对国内领先的光伏产业，青岛中微创芯还在定制开发适配场景的产品，助力“双碳”目标实现。
青岛财经日报/首页新闻记者 范镇
责任编辑：王海山
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