IGBT技術(shù)及應(yīng)用介紹

功率半導(dǎo)體是半導(dǎo)體行業(yè)的細(xì)分領(lǐng)域，雖不像集成電路一樣被大眾熟知，但其重要性不可忽視。IGBT是功率半導(dǎo)體的一種，作為電子電力裝置和系統(tǒng)中的“CPU”，高效節(jié)能減排的主力軍。 ?

? 回顧IGBT的技術(shù)發(fā)展，IGBT主要經(jīng)歷了7代技術(shù)及工藝改進(jìn)。 ?

　　新能源汽車的成本構(gòu)成中，最大頭當(dāng)然是動(dòng)力電池，第二高的就是IGBT。

　　在電動(dòng)汽車特斯拉Model 3上，提供電源的是，7000節(jié)18650電池，這些電池提供400伏直流電，而特斯拉電動(dòng)車的電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)必須用交流電，通過改變電機(jī)的交流電的頻率，來改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而精準(zhǔn)的改變車輛行駛的速度和加速能力。電動(dòng)汽車3秒可以加速到100公里的強(qiáng)悍起步能力，就是因?yàn)榻涣麟姍C(jī)轉(zhuǎn)速啟動(dòng)特別快，這其中的轉(zhuǎn)換主要就是IGBT的功勞。

　　在充電樁上，充電樁從電網(wǎng)上接出來的電流是標(biāo)準(zhǔn)的220伏交流電，而特斯拉電動(dòng)汽車的電池充電，需要直流電充電，這就需要IGBT將交流電變成直流電，并把電壓提高到電動(dòng)車需要的400伏的電壓上，才能給7000節(jié)18650電池充電。

　　IGBT的性能直接決定了電動(dòng)車的充電效率和充電速度。

　　IGBT 門檻較高，長(zhǎng)期以來主要由英飛凌、富士電機(jī)等壟斷，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)方面，英飛凌占據(jù)了絕對(duì)的領(lǐng)先地位，其模組產(chǎn)品市占率35.6%、分立器件產(chǎn)品市占率 32.5%。不過國(guó)內(nèi) IGBT 企業(yè)也在奮起直追，新參與者也不斷涌入。

　　IGBT 新參與者主要分為三類：

　　一是老牌功率器件廠商逐漸向 IGBT 等高端業(yè)務(wù)擴(kuò)展業(yè)務(wù)。

　　二是終端廠商向供應(yīng)鏈上游拓展，如比亞迪于 2005 年進(jìn)入IGBT產(chǎn)業(yè)，目前其推出的 IGBT 4.0 產(chǎn)品在電流輸出、綜合損耗及溫度循環(huán)壽命等許多關(guān)鍵指標(biāo)上超越了英飛凌等主流企業(yè)的產(chǎn)品，并實(shí)現(xiàn)了對(duì)外供應(yīng)；

　　三是新創(chuàng)企業(yè)進(jìn)入IGBT 賽道，如芯聚能半導(dǎo)體于 2019 年 9 月開啟 25 億元的投資項(xiàng)目，目標(biāo)面向新能源汽車用功率模塊。