01
垃圾渗滤液的处理难点
垃圾渗滤液是一种黑色或者黄褐色的带有恶臭气味的液体。
渗滤液含有大量的有机物和无机物，包括各种难降解有机物(如各种芳香族化合物和腐殖质等)、无机盐(如氨根、碳酸根和硫酸根等)和金属离子(如铬、铅和铜等)。
其中，垃圾渗滤液最典型的特征就是污染物含量高，且大多含有生物毒性。
值得一提的是，渗滤液还含有大量的腐殖质和腐殖酸等大分子有机物。这些有机物虽然没有生物毒性，但由于分子量大，具有很好的化学稳定性，微生物无法实现有效的降解。
只采用活性污泥法不能实现对渗滤液COD的有效去除，必须增加深度处理工艺。
不同填埋时间的渗滤液的特征
那么，中国垃圾渗滤液处理的主要难点有:
1、有机物含量高，且含有大量有毒和大分子有机物。采用单一的物化或者生化工艺无法实现达标排放，必须采用物化联合生化的组合处理工艺进行处理。
2、氨氮含量高，实现彻底有效的脱氮较困难。传统的处理工艺尤其是核心的生物处理工 艺一般能够有效去除渗滤液中的氨氮，但对于总氮的去除并不理想。
3、水质水量的巨大变化增加了稳定达标排放的难度。不同季节不同场龄的渗滤液水质水量相差巨大，这对处理工艺的选择和运行带来了挑战。
4、处理工艺复杂，处理成本高。目前的渗滤液处理厂，为了实现达标排放， 除了采用组合工艺外，往往采用以纳滤或反渗透为主的膜处理工艺作为最后的深度处理，造成渗滤液处理成本长期居高不下。
02
垃圾渗滤液的处理方法
垃圾渗滤液的处理方法主要有4种方法。
（1）直接排往城市污水厂合并处理。
优点：无需再另建处理厂；
缺点：管网的投资费用大；增加了城市污水厂的不稳定因素，很容易使活性污泥出现中毒等不良症状。
（2）向填埋场的循环喷洒处理。
优点：操作简便，处理成本最低；
缺点：没有解决渗滤液的污染问题，渗滤液的产量会越来越大，处理会越来越困难。
（3）预处理后汇入城市污水处理厂合并处理。
优点：处理工艺相对简单，同时降低了城市污水厂的风险；
缺点：投资较大，且城市污水厂的安全隐患依然存在。
（4）单独建设污水站，渗滤液经污水站处理达标后排放。
优点：出水水质有保证，真正实现了渗滤液的有效处理，对环境的危害最小；
缺点：对工艺的要求较高，运行和管理费用较高。
综合以上因素，目前垃圾填埋场主要采用单独建设污水站的方法进行处理。
03
垃圾渗滤液的处理工艺及选择
（1）UASB＋SBR＋CMF＋RO
工艺特点分析：
工艺较为复杂
剩余污泥量小；
有20%~28%的浓缩液需处理 ；
处理量易受水中TDS和温度影响 ；
膜寿命一般有2-3年；
（2）MBR＋NF/RO
工艺特点分析
MBR工艺对NH3-N主要起硝化作用，反硝化能力有限，出水硝酸盐浓度高，溶解氧浓度亦高；
存在生化的生物接种驯化的启动阶段，因此不宜随时开停设备，设备的检修较困难；
系统控制要求较高，BOD、COD及NH3-N主要依靠生化过程去除，生化处理效果好时， 氨才能有效去除；
污泥浓度高，稳定性强，粘度低，易脱水，不易腐败变质。
（3）前处理＋二级DTRO碟管式反渗透工艺
工艺特点分析：
DTRO膜组易受堵塞及污染，反冲洗强度大，膜使用寿命较短；
有20%~25%浓缩液需处理；
产水率易受水中导电率、TDS和温度影响，系统易不稳定；
存在氨氮及盐的累积问题，需做后续工艺处理；
造价偏高。
（4）前处理＋MVC蒸发＋离子交换＋铵结晶回收
工艺特点分析：
工艺简单，自动化程度高，处理过程和效果稳定，管理方便的优点，可节省劳动力投入；
设备容易结垢腐蚀；
有浓缩液产生；
用电量较大；
投资高。
（5）前处理＋A/O系统＋高级氧化＋BAF
工艺特点分析：
出水水质好且稳定达标；
运行成本较低；
无浓缩液产生；
处理过程受环境影响因素小。
综上所述，各处理工艺及管理成本如下图所示：
04
垃圾渗滤液处理存在的问题
近年来，随着生物法和膜法深度处理工艺的广泛应用，在工程实例中也存在很多问题，比如膜浓缩液处理、总氮不达标等问题。
此外，较高的运行成本和二次污染等问题，也制约着生活垃圾处理可持续性发展进程。
（1）浓缩液问题
应用于垃圾渗滤液处理的深度处理工艺大多采用膜法处理，无论是纳滤膜还是反渗透膜，都会产生一定量的浓缩液。
这些浓缩液呈棕黑色，其体积约占垃圾渗滤液水量的13%~30%，并具有有机污染物浓度高、可溶性无机盐组分含量高、水质水量随时间变化大、重金属含量高等特征。
目前垃圾渗滤液膜过滤浓缩液的处理处置方式大致分为三种类型：
转移处置，包括外运和回灌；
进一步减量，包括纳滤、高压反渗透、蒸发、膜蒸馏等；
无害化处理，包括混凝沉淀、电絮凝、高级氧化等技术和 干燥、焚烧、固化／稳定化等手段。
（2）污泥问题
虽然大部分渗滤液处理站工程规模较小，但由于渗滤液污染物浓度高，渗滤液处理站通常会产生数量可观的污泥，大多将脱水后的污泥送往垃圾填埋场填埋处理。
按照填埋标准的要求，进入填埋场的污泥要求含水率不高于60%，而实际情况是极少有将污泥脱水至含水率在60%以下，脱水后污泥含水率大多为80%，更有甚者直接将污泥回灌填埋场，对填埋场的影响较大。
为保证填埋场的正常使用，进入填埋场的污泥必须达到填埋标准方可填埋处理。
（3）总氮问题
总氮难以达标是目前垃圾渗滤液处理的瓶颈问题。高浓度的氨氮不但使运行成本剧增，而且也会影响渗滤液的处理效果。
目前垃圾渗滤液处理常用的脱氮工艺有硝化反硝化生物脱氮、氨吹脱及膜法(反渗透)脱氮等工艺，但上述各种工艺也存在着许多问题，甚至影响渗滤液的处理效果。
硝化反硝化生物脱氮虽说脱氮效果良好、运行稳定，但需要投加大量碳源，导致运行成本大幅升高，而且出水总氮浓度较高，需要辅以深度处理才能使总氮达标排放。
氨吹脱是应用比较早的一种脱氮工艺，其缺点是氨吹脱过程中需投加大量石灰，石灰的运输、储存和使用会污染周围的环境，而且吹脱出的氨需进行回收，如何处置回收的硫酸铵也是一个难题。
采用膜法去除氨氮，利用反渗透膜对氨氮的截留作用达到去除氨氮的目的，但反渗透产生的浓缩液仍含有大量的有机物和氨氮。（来源于网络）
垃圾渗滤液的处理难点
垃圾渗滤液是一种黑色或者黄褐色的带有恶臭气味的液体。
渗滤液含有大量的有机物和无机物，包括各种难降解有机物(如各种芳香族化合物和腐殖质等)、无机盐(如氨根、碳酸根和硫酸根等)和金属离子(如铬、铅和铜等)。
其中，垃圾渗滤液最典型的特征就是污染物含量高，且大多含有生物毒性。
值得一提的是，渗滤液还含有大量的腐殖质和腐殖酸等大分子有机物。这些有机物虽然没有生物毒性，但由于分子量大，具有很好的化学稳定性，微生物无法实现有效的降解。
只采用活性污泥法不能实现对渗滤液COD的有效去除，必须增加深度处理工艺。
不同填埋时间的渗滤液的特征
那么，中国垃圾渗滤液处理的主要难点有:
1、有机物含量高，且含有大量有毒和大分子有机物。采用单一的物化或者生化工艺无法实现达标排放，必须采用物化联合生化的组合处理工艺进行处理。
2、氨氮含量高，实现彻底有效的脱氮较困难。传统的处理工艺尤其是核心的生物处理工 艺一般能够有效去除渗滤液中的氨氮，但对于总氮的去除并不理想。
3、水质水量的巨大变化增加了稳定达标排放的难度。不同季节不同场龄的渗滤液水质水量相差巨大，这对处理工艺的选择和运行带来了挑战。
4、处理工艺复杂，处理成本高。目前的渗滤液处理厂，为了实现达标排放， 除了采用组合工艺外，往往采用以纳滤或反渗透为主的膜处理工艺作为最后的深度处理，造成渗滤液处理成本长期居高不下。
02
垃圾渗滤液的处理方法
垃圾渗滤液的处理方法主要有4种方法。
（1）直接排往城市污水厂合并处理。
优点：无需再另建处理厂；
缺点：管网的投资费用大；增加了城市污水厂的不稳定因素，很容易使活性污泥出现中毒等不良症状。
（2）向填埋场的循环喷洒处理。
优点：操作简便，处理成本最低；
缺点：没有解决渗滤液的污染问题，渗滤液的产量会越来越大，处理会越来越困难。
（3）预处理后汇入城市污水处理厂合并处理。
优点：处理工艺相对简单，同时降低了城市污水厂的风险；
缺点：投资较大，且城市污水厂的安全隐患依然存在。
（4）单独建设污水站，渗滤液经污水站处理达标后排放。
优点：出水水质有保证，真正实现了渗滤液的有效处理，对环境的危害最小；
缺点：对工艺的要求较高，运行和管理费用较高。
综合以上因素，目前垃圾填埋场主要采用单独建设污水站的方法进行处理。
03
垃圾渗滤液的处理工艺及选择
（1）UASB＋SBR＋CMF＋RO
工艺特点分析：
工艺较为复杂
剩余污泥量小；
有20%~28%的浓缩液需处理 ；
处理量易受水中TDS和温度影响 ；
膜寿命一般有2-3年；
（2）MBR＋NF/RO
工艺特点分析
MBR工艺对NH3-N主要起硝化作用，反硝化能力有限，出水硝酸盐浓度高，溶解氧浓度亦高；
存在生化的生物接种驯化的启动阶段，因此不宜随时开停设备，设备的检修较困难；
系统控制要求较高，BOD、COD及NH3-N主要依靠生化过程去除，生化处理效果好时， 氨才能有效去除；
污泥浓度高，稳定性强，粘度低，易脱水，不易腐败变质。
（3）前处理＋二级DTRO碟管式反渗透工艺
工艺特点分析：
DTRO膜组易受堵塞及污染，反冲洗强度大，膜使用寿命较短；
有20%~25%浓缩液需处理；
产水率易受水中导电率、TDS和温度影响，系统易不稳定；
存在氨氮及盐的累积问题，需做后续工艺处理；
造价偏高。
（4）前处理＋MVC蒸发＋离子交换＋铵结晶回收
工艺特点分析：
工艺简单，自动化程度高，处理过程和效果稳定，管理方便的优点，可节省劳动力投入；
设备容易结垢腐蚀；
有浓缩液产生；
用电量较大；
投资高。
（5）前处理＋A/O系统＋高级氧化＋BAF
工艺特点分析：
出水水质好且稳定达标；
运行成本较低；
无浓缩液产生；
处理过程受环境影响因素小。
综上所述，各处理工艺及管理成本如下图所示：
04
垃圾渗滤液处理存在的问题
近年来，随着生物法和膜法深度处理工艺的广泛应用，在工程实例中也存在很多问题，比如膜浓缩液处理、总氮不达标等问题。
此外，较高的运行成本和二次污染等问题，也制约着生活垃圾处理可持续性发展进程。
（1）浓缩液问题
应用于垃圾渗滤液处理的深度处理工艺大多采用膜法处理，无论是纳滤膜还是反渗透膜，都会产生一定量的浓缩液。
这些浓缩液呈棕黑色，其体积约占垃圾渗滤液水量的13%~30%，并具有有机污染物浓度高、可溶性无机盐组分含量高、水质水量随时间变化大、重金属含量高等特征。
目前垃圾渗滤液膜过滤浓缩液的处理处置方式大致分为三种类型：
转移处置，包括外运和回灌；
进一步减量，包括纳滤、高压反渗透、蒸发、膜蒸馏等；
无害化处理，包括混凝沉淀、电絮凝、高级氧化等技术和 干燥、焚烧、固化／稳定化等手段。
（2）污泥问题
虽然大部分渗滤液处理站工程规模较小，但由于渗滤液污染物浓度高，渗滤液处理站通常会产生数量可观的污泥，大多将脱水后的污泥送往垃圾填埋场填埋处理。
按照填埋标准的要求，进入填埋场的污泥要求含水率不高于60%，而实际情况是极少有将污泥脱水至含水率在60%以下，脱水后污泥含水率大多为80%，更有甚者直接将污泥回灌填埋场，对填埋场的影响较大。
为保证填埋场的正常使用，进入填埋场的污泥必须达到填埋标准方可填埋处理。
（3）总氮问题
总氮难以达标是目前垃圾渗滤液处理的瓶颈问题。高浓度的氨氮不但使运行成本剧增，而且也会影响渗滤液的处理效果。
目前垃圾渗滤液处理常用的脱氮工艺有硝化反硝化生物脱氮、氨吹脱及膜法(反渗透)脱氮等工艺，但上述各种工艺也存在着许多问题，甚至影响渗滤液的处理效果。
硝化反硝化生物脱氮虽说脱氮效果良好、运行稳定，但需要投加大量碳源，导致运行成本大幅升高，而且出水总氮浓度较高，需要辅以深度处理才能使总氮达标排放。
氨吹脱是应用比较早的一种脱氮工艺，其缺点是氨吹脱过程中需投加大量石灰，石灰的运输、储存和使用会污染周围的环境，而且吹脱出的氨需进行回收，如何处置回收的硫酸铵也是一个难题。
采用膜法去除氨氮，利用反渗透膜对氨氮的截留作用达到去除氨氮的目的，但反渗透产生的浓缩液仍含有大量的有机物和氨氮。（来源于网络）
【可怕！現實中的驚恐食人魔，又出現在德國！[吃惊]】
據香港《南華早報》報道，一名41歲的德國教師當地時間8月10日在柏林接受審判，他被指控於去年殺害另一名男子，並將其身體碎片吃掉以滿足性慾。
這起恐怖謀殺案的嫌疑人是一名數學兼化學教師，受害者則是一名43歲的男性機修工。嫌疑人於去年在一個約會網站上認識受害者後不久，在嫌疑人的公寓里將其殺害。檢方稱，嫌疑人的公寓里還被搜出“相關工具”，例如鋸子和刀子，以及血跡和幾公斤的化學品。
報道指，該案件由最初的失蹤人口案件變成謀殺調查是在受害者失蹤兩個月後。在柏林郊區一個樹林里，遛狗的路人發現了一條人腿的骨頭。在召集嗅探犬協助調查後，警方在柏林發現了更多的骨頭碎片。在隨後的調查中警方發現，嫌疑人不僅實施謀殺，還將被害人分屍，並將部分屍塊丟棄在柏林的不同地點。據稱，嫌疑人還吃了受害者一部分屍體。
警方表示，互聯網搜索記錄顯示，嫌疑人對食人感興趣，也瀏覽過與食人有關的論壇。檢方認為，嫌疑人存在兼具“虐待和食人”特點的性動機。檢方還表示，沒有證據表明受害者“同意”自己被殺。
據報道，柏林地區法院當天宣讀起訴書時，嫌疑人在被告席上坐得筆直，一動不動。嫌疑人的法律辯護團隊告訴法庭，他目前不會對這些指控發表意見。
這不是德國第一次發生此類惡性案件。德國人阿明·邁維斯曾於2001年在互聯網上刊登了一則“廣告”，“徵集”自願被殺和被吃的人。柏林一名43歲的電腦工程師看到廣告後與他取得了聯繫，表示願意讓邁維斯吃掉。2002年12月，有人在網上看見了邁維斯的“廣告”，並向警方報案，警方隨即將其抓獲，並在其住所內發現了人體殘骸。2006年1月16日，震驚歐洲大陸、堪稱“犯罪史上最為恐怖的殺人碎屍案”，在法蘭克福重新開庭審理，“食人魔”邁維斯終於在德國聯邦法院的法庭上進行了懺悔，並最終被判處終身監禁。據報道，邁維斯後來還在監獄內當選為獄中一個環保組織負責人，並表示要當一名素食主義者。好萊塢根據邁維斯的故事和錄像帶拍攝了一部名為《羅騰堡》的電影，其主要犯罪情節在其中都能找到，這部電影也被稱為最令人反胃的德國電影。
#食人魔# #德国#
據香港《南華早報》報道，一名41歲的德國教師當地時間8月10日在柏林接受審判，他被指控於去年殺害另一名男子，並將其身體碎片吃掉以滿足性慾。
這起恐怖謀殺案的嫌疑人是一名數學兼化學教師，受害者則是一名43歲的男性機修工。嫌疑人於去年在一個約會網站上認識受害者後不久，在嫌疑人的公寓里將其殺害。檢方稱，嫌疑人的公寓里還被搜出“相關工具”，例如鋸子和刀子，以及血跡和幾公斤的化學品。
報道指，該案件由最初的失蹤人口案件變成謀殺調查是在受害者失蹤兩個月後。在柏林郊區一個樹林里，遛狗的路人發現了一條人腿的骨頭。在召集嗅探犬協助調查後，警方在柏林發現了更多的骨頭碎片。在隨後的調查中警方發現，嫌疑人不僅實施謀殺，還將被害人分屍，並將部分屍塊丟棄在柏林的不同地點。據稱，嫌疑人還吃了受害者一部分屍體。
警方表示，互聯網搜索記錄顯示，嫌疑人對食人感興趣，也瀏覽過與食人有關的論壇。檢方認為，嫌疑人存在兼具“虐待和食人”特點的性動機。檢方還表示，沒有證據表明受害者“同意”自己被殺。
據報道，柏林地區法院當天宣讀起訴書時，嫌疑人在被告席上坐得筆直，一動不動。嫌疑人的法律辯護團隊告訴法庭，他目前不會對這些指控發表意見。
這不是德國第一次發生此類惡性案件。德國人阿明·邁維斯曾於2001年在互聯網上刊登了一則“廣告”，“徵集”自願被殺和被吃的人。柏林一名43歲的電腦工程師看到廣告後與他取得了聯繫，表示願意讓邁維斯吃掉。2002年12月，有人在網上看見了邁維斯的“廣告”，並向警方報案，警方隨即將其抓獲，並在其住所內發現了人體殘骸。2006年1月16日，震驚歐洲大陸、堪稱“犯罪史上最為恐怖的殺人碎屍案”，在法蘭克福重新開庭審理，“食人魔”邁維斯終於在德國聯邦法院的法庭上進行了懺悔，並最終被判處終身監禁。據報道，邁維斯後來還在監獄內當選為獄中一個環保組織負責人，並表示要當一名素食主義者。好萊塢根據邁維斯的故事和錄像帶拍攝了一部名為《羅騰堡》的電影，其主要犯罪情節在其中都能找到，這部電影也被稱為最令人反胃的德國電影。
#食人魔# #德国#
汽车功率半导体市场研究报告
1. 为什么要关注汽车功率半导体？
1.1 从传统燃油车到智能电动车，核心零部件出现巨大变化
电动车以驱动电机、动力电池、电控取代了传统汽油车“三大件”（发动机、变速箱和底盘），功率半导体成重要增量。
1.2 功率器件是电能转换与电路控制的核心
功率器件是电子装置电能转换与电路控制的核心，主要用于改变电压和频率。主要用途包括变频、整流、变压、功率放大、功 率控制等，同时具有节能功效。功率半导体器件广泛应用于移动通讯、消费电子、新能源汽车、轨道交通、工业控制、发电与 配电等电力、电子领域，涵盖低、中、高各个功率层级。
2. 当前关注的重点细分赛道是？
2.1 IGBT是功率器件最具发展前景的细分赛道
IGBT是功率半导体器件的一种：用于交流电和直流电的转换、变频，相当于电力电子领域的“CPU”，也是新能源应用的心脏， 属于功率器件领域门槛相对较高的赛道。
IGBT属于双极型、硅基功率半导体，具有耐高压特性。融合了BJT（Bipolar junction transistor，双极型三极管）和MOSFET 的性能优势，结构为MOSFET+一个BJT，高耐压为其优势，自落地以来在工业领域逐步替代MOSFET和BJT，目前广泛应用 于650-6500V的中高压领域，属于Si基功率器件领域最具发展前景的赛道。
2.2 IGBT属于功率器件领域壁垒相对较高的细分赛道
IGBT产业大致可分为芯片设计、晶圆制造、模块封装、下游应用四个环节，其中设计环节技术突破难度略高于其他功率器 件，制造环节资本开支相对大同时更看重工艺开发，封装环节对产品可靠性要求高，应用环节客户验证周期长，综合看IGBT 属于壁垒较高的细分赛道。
2.2.1 芯片设计：
已迭代7代，核心是高功率密度和高稳定性。IGBT 芯片由于其工作在大电流、高电压的环境下，对可靠性要求较高，同时芯片设计需保证开通关断、抗短路能力和导通压降 （控制热量）三者处于均衡状态，芯片设计与参数调整优化十分特殊和复杂，因而对于新进入者而言研发门槛较高（看重研发 团队的设计经验）。
应用端迭代慢于研发端。IGBT应用端迭代节奏慢于研发端，目前市场主流水平相当于英飞凌第4代。由于IGBT属于电力电子领域的核心元器件， 客户在导入新一代IGBT产品时同样需经过较长的的验证周期，且并非所有应用场景都追求极致性能，因此每一代 IGBT芯片都拥有较长的生命周期。
2.2.2 晶圆制造：
IGBT制造的三大难点：背板减薄、激光退火、离子注入。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（为了实现大功率化）。具体来说，背面工艺是在基于已 完成正面Device和金属Al层的基础上，将硅片通过机械减薄或特 殊减薄工艺（如Taiko、Temporary Bonding 技术）进行减薄处理， 然后对减薄硅片进行背面离子注入，在此过程中还引入了激光退 火技术来精确控制硅片面的能量密度。
特定耐压指标的IGBT器件，芯片厚度需要减薄到100-200μm， 对于要求较高的器件，甚至需要减薄到60~80μm。当硅片厚度减 到100-200μm的量级，后续的加工处理非常困难，硅片极易破碎 和翘曲。
从8寸到12寸有两个关键门槛：芯片厚度从120微米降低到80微米，翘曲现象更严重；背面高能离子注入（氢离子注入），容易导致裂片，对设备和 工艺要求更高。
2.2.3 模块封装：
IGBT模块重视散热及可靠性，封装环节附加值高。IGBT模块在实际应用中高度重视散热性能及产品可靠性，对模块 封装提出了更高要求。此外，不同下游应用对封装技术要求存在差异，其中车规级由于工作温度高同时还需考虑强振 动条件，其封装要求高于工业级和消费级。
设计优化、材料升级是封装技术进化的两个维度：
设计升级方面主要是：1）采用聚对二甲苯进行封装。聚对二甲苯具有极其优良的导电性能、耐热性、耐候性和化学稳定 性。2）采用低温银烧结和瞬态液相扩散焊接。在焊接工艺方面，低温银烧结技术、瞬态液相扩散焊接与传统的锡铅合金 焊接相比，导热性、耐热性更好，可靠性更高。
材料升级方面主要是：1）通过使用新的焊材，例如薄膜烧结、金烧结、胶水或甚至草酸银，来提升散热性能；2）通过 使用陶瓷散热片来增加散热性能；3）通过使用球形键合来提升散热性能。
3. 未来产业发展新趋势是？
3.1 SiC具有性能优
降低损耗、小型化、耐高温高压。
3.2 应用场景：导电型SiC主要应用于中高压功率器件。
目前 SiC 功率器件主要定位于功率在 1kw-500kw 之间、工作频率在 10KHz-100MHz之间的场景，特别是一些对于能量效率和空 间尺寸要求较高的应用。
3.3 行业痛点：价格远高于Si基器件，目前仍处于普及初期
尽管1990s SiC衬底就已经实现产业化，但可靠性和高成本限制了行业普及 。SiC功率器件成本远高于Si基功率器件，成本降低驱动逐步渗透：SiC 二极管：应用相对容易，和 Si 基产品价格差在3~5倍（650V价格差距小于1200V产品）。在比特币的蚂蚁挖矿机 的电源中有批量的商业应用，在高效能的(数据中心)电源、 PV、充电桩中已有不少应用。SiC MOSFET ：应用相对较难（如过快的开关带来高 dv/dt 问题），和 Si基产品价格差在6~8倍（1200V产品价格差 小于650V产品），在 PV 逆变器、充电桩、电动汽车充电与驱动、电力电子变压器等逐步开始应用。
3.4 空间：18年SiC器件需求约4亿$，预计10年35倍扩张。
根据Omdia数据，2018年碳化硅功率器件市场规模约3.9亿美元。预计到2027年碳化硅功率器件的市场规模将超过100亿美 元，对应9年CAGR为43%。驱动力包括：
需求端：1）特斯拉引领下，新能源汽车逐步开始使用SiC MOSFET，拉动庞大需求（我们预计是最大也是最重要的市场）， 2）电力设备等领域的带动。
供给端：1）产品技术升级，SiC衬底尺寸从4寸转向6寸，再向8寸升级；2）产能扩张后产生规模效应。
3.5 电动车：SiC优点在于可降低综合成本
直接成本增加：在逆变器中用SiC MOS替换IGBT，会增加约1~200美金的器件成本。其他成本降低：1）SiC 可使控制器效率提升 2%~8，进而降低电池成本。根据CASA，电动车每百公里电耗减少1kWh，电池 成本节约1500元（反之，同样的电池成本续航能力更强）。2）由于高频特性，配套的变压器、电感等磁性元件成本降低（电 感成本与频率成反比）。3）逆变器体积减小，降低其他材料成本。4）低功耗、高工作结温降低散热要求。电池容量更大的高端车型或电动大巴车，更容易率先引入SiC MOSFET。
3.6 产业链条：关键为衬底＋外延，约占器件成本的70%
制备需多道工艺，其中衬底和外延生长最关键。SiC器件的制备过程为：将SiC籽晶置于生长炉中制备晶体，通过切磨抛数道工 艺将其加工成SiC晶片作为衬底，后续在衬底基础上生长SiC外延或是GaN外延，最终经历IC设计、制造、封测三个环节形成相 应器件。
衬底制备难度最高，叠加外延后构成70%器件成本。SiC衬底的长晶温度需要2500℃，高温下的热场控制和均匀度控制难度极 高，非平衡态合成过程容易产生晶体缺陷，同时其制备过程缓慢（主流气相法需要3-4天），进而导致衬底的制备困难且高成 本，衬底（47%）和外延（23%）占器件总价值的70%。
3.7 产业格局：西方垄断衬底市场，Cree处于领先地位
Cree、II-VI及Rohm在SiC衬底领域居于领先位置。Cree、II-VI、Rohm为衬底研发及生产最早的企业，目前其工艺已 普遍转为6英寸晶片生产和8英寸研制工作，而国内厂商则以4英寸生产为主，6英寸技术尚未规模化生产。衬底尺寸提 升可有效降低器件制备成本，大直径晶片始终为市场发展方向。
报告节选：… https://t.cn/R9600FI
1. 为什么要关注汽车功率半导体？
1.1 从传统燃油车到智能电动车，核心零部件出现巨大变化
电动车以驱动电机、动力电池、电控取代了传统汽油车“三大件”（发动机、变速箱和底盘），功率半导体成重要增量。
1.2 功率器件是电能转换与电路控制的核心
功率器件是电子装置电能转换与电路控制的核心，主要用于改变电压和频率。主要用途包括变频、整流、变压、功率放大、功 率控制等，同时具有节能功效。功率半导体器件广泛应用于移动通讯、消费电子、新能源汽车、轨道交通、工业控制、发电与 配电等电力、电子领域，涵盖低、中、高各个功率层级。
2. 当前关注的重点细分赛道是？
2.1 IGBT是功率器件最具发展前景的细分赛道
IGBT是功率半导体器件的一种：用于交流电和直流电的转换、变频，相当于电力电子领域的“CPU”，也是新能源应用的心脏， 属于功率器件领域门槛相对较高的赛道。
IGBT属于双极型、硅基功率半导体，具有耐高压特性。融合了BJT（Bipolar junction transistor，双极型三极管）和MOSFET 的性能优势，结构为MOSFET+一个BJT，高耐压为其优势，自落地以来在工业领域逐步替代MOSFET和BJT，目前广泛应用 于650-6500V的中高压领域，属于Si基功率器件领域最具发展前景的赛道。
2.2 IGBT属于功率器件领域壁垒相对较高的细分赛道
IGBT产业大致可分为芯片设计、晶圆制造、模块封装、下游应用四个环节，其中设计环节技术突破难度略高于其他功率器 件，制造环节资本开支相对大同时更看重工艺开发，封装环节对产品可靠性要求高，应用环节客户验证周期长，综合看IGBT 属于壁垒较高的细分赛道。
2.2.1 芯片设计：
已迭代7代，核心是高功率密度和高稳定性。IGBT 芯片由于其工作在大电流、高电压的环境下，对可靠性要求较高，同时芯片设计需保证开通关断、抗短路能力和导通压降 （控制热量）三者处于均衡状态，芯片设计与参数调整优化十分特殊和复杂，因而对于新进入者而言研发门槛较高（看重研发 团队的设计经验）。
应用端迭代慢于研发端。IGBT应用端迭代节奏慢于研发端，目前市场主流水平相当于英飞凌第4代。由于IGBT属于电力电子领域的核心元器件， 客户在导入新一代IGBT产品时同样需经过较长的的验证周期，且并非所有应用场景都追求极致性能，因此每一代 IGBT芯片都拥有较长的生命周期。
2.2.2 晶圆制造：
IGBT制造的三大难点：背板减薄、激光退火、离子注入。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（为了实现大功率化）。具体来说，背面工艺是在基于已 完成正面Device和金属Al层的基础上，将硅片通过机械减薄或特 殊减薄工艺（如Taiko、Temporary Bonding 技术）进行减薄处理， 然后对减薄硅片进行背面离子注入，在此过程中还引入了激光退 火技术来精确控制硅片面的能量密度。
特定耐压指标的IGBT器件，芯片厚度需要减薄到100-200μm， 对于要求较高的器件，甚至需要减薄到60~80μm。当硅片厚度减 到100-200μm的量级，后续的加工处理非常困难，硅片极易破碎 和翘曲。
从8寸到12寸有两个关键门槛：芯片厚度从120微米降低到80微米，翘曲现象更严重；背面高能离子注入（氢离子注入），容易导致裂片，对设备和 工艺要求更高。
2.2.3 模块封装：
IGBT模块重视散热及可靠性，封装环节附加值高。IGBT模块在实际应用中高度重视散热性能及产品可靠性，对模块 封装提出了更高要求。此外，不同下游应用对封装技术要求存在差异，其中车规级由于工作温度高同时还需考虑强振 动条件，其封装要求高于工业级和消费级。
设计优化、材料升级是封装技术进化的两个维度：
设计升级方面主要是：1）采用聚对二甲苯进行封装。聚对二甲苯具有极其优良的导电性能、耐热性、耐候性和化学稳定 性。2）采用低温银烧结和瞬态液相扩散焊接。在焊接工艺方面，低温银烧结技术、瞬态液相扩散焊接与传统的锡铅合金 焊接相比，导热性、耐热性更好，可靠性更高。
材料升级方面主要是：1）通过使用新的焊材，例如薄膜烧结、金烧结、胶水或甚至草酸银，来提升散热性能；2）通过 使用陶瓷散热片来增加散热性能；3）通过使用球形键合来提升散热性能。
3. 未来产业发展新趋势是？
3.1 SiC具有性能优
降低损耗、小型化、耐高温高压。
3.2 应用场景：导电型SiC主要应用于中高压功率器件。
目前 SiC 功率器件主要定位于功率在 1kw-500kw 之间、工作频率在 10KHz-100MHz之间的场景，特别是一些对于能量效率和空 间尺寸要求较高的应用。
3.3 行业痛点：价格远高于Si基器件，目前仍处于普及初期
尽管1990s SiC衬底就已经实现产业化，但可靠性和高成本限制了行业普及 。SiC功率器件成本远高于Si基功率器件，成本降低驱动逐步渗透：SiC 二极管：应用相对容易，和 Si 基产品价格差在3~5倍（650V价格差距小于1200V产品）。在比特币的蚂蚁挖矿机 的电源中有批量的商业应用，在高效能的(数据中心)电源、 PV、充电桩中已有不少应用。SiC MOSFET ：应用相对较难（如过快的开关带来高 dv/dt 问题），和 Si基产品价格差在6~8倍（1200V产品价格差 小于650V产品），在 PV 逆变器、充电桩、电动汽车充电与驱动、电力电子变压器等逐步开始应用。
3.4 空间：18年SiC器件需求约4亿$，预计10年35倍扩张。
根据Omdia数据，2018年碳化硅功率器件市场规模约3.9亿美元。预计到2027年碳化硅功率器件的市场规模将超过100亿美 元，对应9年CAGR为43%。驱动力包括：
需求端：1）特斯拉引领下，新能源汽车逐步开始使用SiC MOSFET，拉动庞大需求（我们预计是最大也是最重要的市场）， 2）电力设备等领域的带动。
供给端：1）产品技术升级，SiC衬底尺寸从4寸转向6寸，再向8寸升级；2）产能扩张后产生规模效应。
3.5 电动车：SiC优点在于可降低综合成本
直接成本增加：在逆变器中用SiC MOS替换IGBT，会增加约1~200美金的器件成本。其他成本降低：1）SiC 可使控制器效率提升 2%~8，进而降低电池成本。根据CASA，电动车每百公里电耗减少1kWh，电池 成本节约1500元（反之，同样的电池成本续航能力更强）。2）由于高频特性，配套的变压器、电感等磁性元件成本降低（电 感成本与频率成反比）。3）逆变器体积减小，降低其他材料成本。4）低功耗、高工作结温降低散热要求。电池容量更大的高端车型或电动大巴车，更容易率先引入SiC MOSFET。
3.6 产业链条：关键为衬底＋外延，约占器件成本的70%
制备需多道工艺，其中衬底和外延生长最关键。SiC器件的制备过程为：将SiC籽晶置于生长炉中制备晶体，通过切磨抛数道工 艺将其加工成SiC晶片作为衬底，后续在衬底基础上生长SiC外延或是GaN外延，最终经历IC设计、制造、封测三个环节形成相 应器件。
衬底制备难度最高，叠加外延后构成70%器件成本。SiC衬底的长晶温度需要2500℃，高温下的热场控制和均匀度控制难度极 高，非平衡态合成过程容易产生晶体缺陷，同时其制备过程缓慢（主流气相法需要3-4天），进而导致衬底的制备困难且高成 本，衬底（47%）和外延（23%）占器件总价值的70%。
3.7 产业格局：西方垄断衬底市场，Cree处于领先地位
Cree、II-VI及Rohm在SiC衬底领域居于领先位置。Cree、II-VI、Rohm为衬底研发及生产最早的企业，目前其工艺已 普遍转为6英寸晶片生产和8英寸研制工作，而国内厂商则以4英寸生产为主，6英寸技术尚未规模化生产。衬底尺寸提 升可有效降低器件制备成本，大直径晶片始终为市场发展方向。
报告节选：… https://t.cn/R9600FI
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