IGBT是開關(guān)半導(dǎo)體器件，可以說是新能源汽車的核心零部件，被稱為新能源汽車的“大腦”是電力電子裝置中基本、重要、也是用途廣的功率半導(dǎo)體器件。
IGBT由絕緣柵雙極型晶體管（絕緣柵雙極型 TFET）和周圍金屬氧化物絕緣柵型場效應(yīng)晶體管（MOSFET）組成，具有高擊穿電壓、低導(dǎo)通電阻等優(yōu)點，它的通態(tài)工作電壓為50V，導(dǎo)通電阻為20mΩ~30mΩ；在通態(tài)工作時，它的導(dǎo)通電壓與關(guān)斷時的關(guān)斷電壓相同； IGBT主要應(yīng)用于功率變換系統(tǒng)之中。
IGBT在新能源汽車領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用于逆變器、起動機、混合動力總成系統(tǒng)和電動汽車車載充電等諸多方面。
新能源汽車作為我國大力發(fā)展的“雙高一優(yōu)”戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)之一，其發(fā)展前景廣闊。
目前新能源汽車主要由三大部分組成：純電動汽車（EV）、插電式混合動力汽車（PHEV）和燃料電池車（FCEV），其應(yīng)用涉及車載電力電子裝置和車輛系統(tǒng)集成等多個方面。
一、IGBT簡介
IGBT也稱絕緣柵雙極型晶體管（絕緣柵雙極型 TFET），簡稱 IGBT，英文名稱 Inductively Gate Bipolar Transistor，又稱雪崩擊穿場效應(yīng)晶體管、絕緣柵雙極型晶體管、絕緣柵雙極晶體管或雪花管，是一種新型的功率半導(dǎo)體器件或電力電子器件。
它具有溝道長度短、反向恢復(fù)電流大而漏電流小的特點，因此有很高的開關(guān)速度；在通態(tài)時它的導(dǎo)通電壓為50V，關(guān)斷時為30V。
IGBT的特點是具有大電流密度、高抗壓強度和高可靠性以及較寬的工作溫度范圍等特性；主要應(yīng)用于大功率電源電路中的整流、逆變、變頻等電路中。
其工作原理是由 IGBT串聯(lián)二極管構(gòu)成雙二極管橋式整流電路；其特性與功率晶體管相似，可以說是一個功率 MOSFET和一個雙極型晶體管耦合在一起構(gòu)成的新型功率半導(dǎo)體器件。
二、IGBT技術(shù)應(yīng)用
新能源汽車領(lǐng)域的IGBT產(chǎn)品在國內(nèi)基本都是從國外進口，其中大的市場份額來自于中國。目前，我國 IGBT制造企業(yè)基本處于中低端水平，但隨著節(jié)能減排和新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，高端化 IGBT技術(shù)將成為我國 IGBT制造行業(yè)未來競爭的核心。
主要包括整流器、逆變器和電機控制器等三個方面，其中在逆變器中需要使用大量功率器件（開關(guān)管、絕緣柵雙極型晶體管、雙極性晶體管和 MOS管等），因此對功率器件設(shè)計與制造技術(shù)提出了更高的要求。
[新能源汽車領(lǐng)域的 IGBT產(chǎn)品在國內(nèi)基本都是從國外進口，主要原因就是國內(nèi)沒有成熟的技術(shù)和配套能力，在國內(nèi)只能通過設(shè)計與進口技術(shù)參數(shù)相匹配后進行生產(chǎn)。
[傳統(tǒng)燃油車領(lǐng)域使用 IGBT主要有兩種形式：一種是采用全橋逆變拓撲結(jié)構(gòu)；另一種是采用半橋逆變拓撲結(jié)構(gòu)。
三、行業(yè)趨勢預(yù)測
在新能源汽車產(chǎn)業(yè)的推動下， IGBT產(chǎn)品需求增長明顯。
預(yù)計2021年全球 IGBT市場規(guī)模將達到450億美元。
根據(jù) IHS預(yù)測，預(yù)計未來5年內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)市場需求復(fù)合增長率（CAGR）將達到8.0%，到2023年全球半導(dǎo)體市場需求總額將達1410億美元，預(yù)計期間年復(fù)合增長率（CAGR）為11.8%。
根據(jù) SEMI預(yù)測，從2021年起中國將成為全球大的 IGBT市場，國內(nèi)需求量也將保持穩(wěn)定增長狀態(tài)。
中國已經(jīng)成為全球大的新能源汽車應(yīng)用市場。
其中動力電池和電機控制器為新能源汽車行業(yè)發(fā)展的核心部件，2021年國內(nèi)新增電池產(chǎn)能和電機控制器配套數(shù)量均創(chuàng)歷史新高；在國內(nèi)電動汽車市場快速增長的推動下，帶動了國內(nèi)功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，新能源汽車行業(yè)對 IGBT器件需求也越來越多。
在IGBT領(lǐng)域，臺灣茂矽電子目前已實現(xiàn)650V-6500V IGBT全電壓范圍覆蓋，并且自主設(shè)計、建造了全球首條6英寸高壓IGBT芯片專業(yè)生產(chǎn)線，攻克了高壓IGBT制造關(guān)鍵技術(shù)和成套工藝，是國內(nèi)自主掌握高鐵動力IGBT芯片及模塊技術(shù)的企業(yè)，相關(guān)產(chǎn)品批量應(yīng)用于軌道交通、輸配電、新能源汽車等多個高端裝備領(lǐng)域，市場優(yōu)勢地位明顯。
茂矽電子成立于1987年，晶圓制造長期聚焦在功率半導(dǎo)體元件及電源管理IC領(lǐng)域，以MOS管、IGBT，模擬芯片、二極管等產(chǎn)品為主，并受到客戶的青睞；
茂矽電子推出三款1200V6寸晶圓（【40A】P81MV022NL0013P、【25A】P81MV020NL0011P、【15A】P81MV023NL0014P）采用FS工藝技術(shù)1200V壕溝和現(xiàn)場停止技術(shù)；低開關(guān)損耗；正溫度系數(shù)；簡單的平行技術(shù)晶圓片；
由工采網(wǎng)代理的茂矽1200VIGBT晶圓系列采用纖薄晶圓場截止溝道技術(shù)，可顯著降低開關(guān)及傳導(dǎo)損耗，從而在較高頻率下提升功率密度和效率。這些器件不僅為無需短路功能的應(yīng)用進行了優(yōu)化，如不間斷電源、太陽能逆變器、焊接等應(yīng)用，而且為電機驅(qū)動應(yīng)用提供10微秒短路功能，與其它IR產(chǎn)品相輔相成。
總的來說，在技術(shù)差距方面有：高鐵、智能電網(wǎng)、新能源與高壓變頻器等領(lǐng)域所采用的IGBT模塊規(guī)格在6500V以上，技術(shù)壁壘較強；IGBT芯片設(shè)計制造、模塊封裝、失效分析、測試等IGBT產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)仍掌握在發(fā)達國家企業(yè)手中。
近幾年中國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。
受益于新能源汽車、軌道交通、智能電網(wǎng)等各種利好措施，IGBT市場將引來爆發(fā)點。希望國產(chǎn)IGBT企業(yè)能從中崛起。
在IGBT晶圓應(yīng)用領(lǐng)域，臺灣茂矽電子便是其中的佼佼者之一；臺灣茂矽IGBT產(chǎn)品已經(jīng)逐步進入新能源汽車、充電樁、電池管理以及光伏逆變器等領(lǐng)域，并受到客戶青睞，擁有一整套完整的解決方案，歡迎致電聯(lián)系。
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