2017-04-10 摘自電力電子網(wǎng)

      IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，絕緣柵雙極型晶體管，是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場效應(yīng)管)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動式功率半導(dǎo)體器件, 兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點。GTR飽和壓降低，載流密度大，但驅(qū)動電流較大;MOSFET驅(qū)動功率很小，開關(guān)速度快，但導(dǎo)通壓降大，載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點，驅(qū)動功率小而飽和壓降低。非常適合應(yīng)用于直流電壓為600V及以上的變流系統(tǒng)如交流電機、變頻器、開關(guān)電源、照明電路、牽引傳動等領(lǐng)域。

     IGBT模塊是由IGBT(絕緣柵雙極型晶體管芯片)與FWD(而極管芯片)通過特定的電路橋接封裝而成的模塊化半導(dǎo)體產(chǎn)品;封裝后的IGBT模塊直接應(yīng)用于變頻器、UPS不間斷電源等設(shè)備上。

      IGBT模塊具有節(jié)能、安裝維修方便、散熱穩(wěn)定等特點;當(dāng)前市場上銷售的多為此類模塊化產(chǎn)品，一般所說的IGBT也指IGBT模塊;隨著節(jié)能環(huán)保等理念的推進，此類產(chǎn)品在市場上將越來越多見。

包括基板在內(nèi)的IGBT模塊構(gòu)架示意圖

 國內(nèi)IGBT廠商

       作為半導(dǎo)體分立器件重要的組成部分，IGBT潛在市場巨大。然而，縱觀全球IGBT市場，主要被日、歐、美等國刮分。

       中國擁有全球最大的功率半導(dǎo)體市場，但是本土IGBT廠商與英飛凌、三菱和富士電機等國際大廠相比仍有很大差距。據(jù)悉，大陸現(xiàn)在的IGBT等功率元器件幾乎都依賴進口，形勢不容樂觀。

      目前，國內(nèi)的功率半導(dǎo)體技術(shù)包括芯片設(shè)計、制造和模塊封裝技術(shù)目前均處于起步階段。功率半導(dǎo)體芯片技術(shù)研究一般采取“設(shè)計+代工”模式，即由設(shè)計公司提出芯片設(shè)計方案，由國內(nèi)的一些集成電路公司代工生產(chǎn)。

      近年，中國IGBT產(chǎn)業(yè)在國家政策推動及市場牽引下得到迅速發(fā)展，已形成了IDM模式和代工模式的IGBT完整產(chǎn)業(yè)鏈，IGBT國產(chǎn)化的進程加快，有望擺脫進口依賴。以下為國內(nèi)部分頂尖的IGBT廠商，涵蓋了設(shè)計到制造：

      近幾年國內(nèi)IGBT技術(shù)發(fā)展也比較快，國外廠商壟斷狀況逐漸被打破，已取得一定的突破。主要亮點有：

2011年12月，北車西安永電成為國內(nèi)第一個、世界第四個能夠封裝6500V以上IGBT產(chǎn)品的企業(yè)；

2013年9月，中車西安永電成功封裝國內(nèi)首件自主設(shè)計生產(chǎn)的50A/3300V IGBT芯片；

2014年6月，中車株洲時代推出全球第二條、國內(nèi)首條8英寸IGBT芯片專業(yè)生產(chǎn)線投入使用；

2015年3月，天津中環(huán)自主研制的6英寸FZ單晶材料已批量應(yīng)用，8英寸FZ單晶材料也已經(jīng)取得重大突破；

2015年8月，上海先進與比亞迪、 國家電網(wǎng)建立戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，正式進入比亞迪新能源汽車用IGBT供應(yīng)鏈；

2015年10月，中車永電/上海先進聯(lián)合開發(fā)的國內(nèi)首個具有完全知識產(chǎn)權(quán)的6500V高鐵機車用IGBT芯片通過高鐵系統(tǒng)上車試驗；

2015年底，中車株洲所旗下時代電氣公司與北汽集團旗下的北汽新能源簽署協(xié)議，全面啟動汽車級IGBT、電機驅(qū)動系統(tǒng)等業(yè)務(wù)的合作，并宣布未來共同打造自主新能源汽車品牌。這被業(yè)界視為高鐵技術(shù)與汽車行業(yè)的一次深度“聯(lián)姻”，有望推動IGBT等汽車半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的國產(chǎn)化進程；

2016年5月，華潤上華/華虹宏力基于6英寸和8英寸的平面型和溝槽型1700V、 2500V和3300V IGBT芯片已進入量產(chǎn)。

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