本公司郑重承诺，本网站发布的零配件全部为原装，销售价格及物品详细说明以天舒公司淘宝网站为准。

IGBT常识

IGBT属晶体管，是绝缘栅双极型晶体管，是功率MOSFET与双极晶体管的复合器件，是八十年代初诞生，九十年代迅速发展起来的新型复合电力电子器件。IGBT既有功率MOSFET易于驱动、控制简单、开关频率高的优点，又有功率晶体管的导通电压低、通态电流大、损耗小的优点。IGBT将MOSFET与GTR的优点集于一身，基于技术和功能上的优势，IGBT产品可实现对以往功率器件产品的逐步替代，IGBT产品集合了高频、高压、大电流三大技术优势。IGBT能实现节能减排，具有很好的环境保护效益，是电力电子技术第三次革命代表性的产品，是功率器件技术演变的产品，是未来功率器件的主流发展方向，IGBT可广泛应用于电力领域、消费电子、汽车电子、新能源等领域，是其不可或缺的功率核“芯”，市场前景广阔。

一、IGBT全球品牌概况：

IGBT到目前为止主要还是国外品牌的天下，主要是日本和欧美品牌，主要的品牌有英飞凌、三菱、FUJI、ABB、IR、东芝（其IGBT已与三菱合并)、飞兆等，欧美品牌的产品主要用在电力电子和通讯行业，而日本的品牌主要用于电磁炉、变频空调、冰箱、洗衣机等家电类居多。近几年英飞凌的IGBT单管也在家电类产品中占有一席之地，而三菱的IGBT模块在也开始大量应用于、电力电子等行业。韩国也有类似的IGBT模块产品，如DAWIN、fine SPN等品牌，都是用欧洲的芯片加工成模块，但出于可靠性方面的考虑，工程师在选用时要慎重。国产品牌则还很少。

      7 w1 W6 Y( P/ p4 I8 O3 f IGBT芯片技术是技术门槛、资金门槛都十分高的高新技术，英飞凌是少数几家掌握IGBT芯片核心技术的公司，其IGBT芯片产量位居全球市场首位，一些电力半导体厂家均从英飞凌购买IGBT芯片封装IGBT模块。英飞凌于2007年投资10亿欧元，在马来西亚工厂率先推出8英寸IGBT芯片生产线，英飞凌的超薄IGBT芯片加工技术，对其它厂家也是一个巨大的技术挑战。

     西门康、三肯、英飞凌、东芝在1200V的单管上性能不错，但其价格一般都比飞兆高出10%左右，飞兆先后收购了三星、Intersil的IGBT事业部，技术不容质疑，所以不论从价格和性能选飞兆都是不错的选择。近年来IGBT模块技术越来越成熟，西门康，东芝，富士的IPM发展迅速，在变频调速、冶金机械、电力牵引、伺服驱动、变频家电等应用领域都是一种非常理想的方案。飞兆的SPM已经从2002年投入研发，现已发展到第五代产品，其模块已经被东芝变频空调和海信大量采用，在600V的IGBT模块处于领导地位。

     Infineon英飞凌是从西门子半导体事业部独立出来的公司，其继承了西门子BSM系列大功率IGBT模块和BU系列IGBT单管，目前属于世界上几家有高压大功率IGBT模块研发实力的公司，目前模块研发实力涵盖6500V、3300V、1700V、1200V、600V电压等级, 电流从3300A-8A等级，有牵引动力级高性能模块,风力发电太阳能光伏发电,工业电机驱动模块到混合动力汽车模块. 以及家电使用的Cipos 600V 8A-22A系列IPM模块. 提供从MCU到模块驱动应用等一站式解决方案。

      英飞凌IGBT目前发展到了第四代成熟应用.第一代PT型IGBT(Punch Through)穿透型技术. 第二代NPT(Non Punch Through)非穿透型IGBT,第三代Trench沟槽栅极技术,第四代Trench Field-Stop沟槽栅 场终止技术,硅片的结温从125度发展到150度再到第四代的175度.半导体结温的提高,提升了IGBT晶圆的功率密度,在同等散热条件下功率密度更大.技术的进步降低了IGBT芯片的导通压降,减少了器件的导通损耗。英飞凌IGBT模块在中国工业应用领域其市场份额遥居第一位。通用变频器超过55％；中高压变频器超过80％；逆变电焊机超过50％；感应加热超过80％；运输领域超过70％。英飞凌/EUPEC IGBT模块经过了中国客户十多年的反复选择与考验，树立了在中国的市场主导地位。

二、IGBT 应用分类：

三、IGBT的国产化政策：

      政策的扶持为IGBT的发展提供了明确的方向和有力的推动。2010年发改委高技[2010]614号文加大了对IGBT等电力电子器件的支持。文件明确支持MOSFET、IGBT等量大面广的新型电力电子芯片和器件的产业化。强调重点解决芯片设计、制造和封装技术进步的问题，包括结构设计,可靠性设计等。2009年《电子信息产业调整和振兴规划》明确了IGBT等相关产业的发展方向。《规划》提出提高新型电力电子器件的研发能力，形成完整配套、相互支撑的产业体系。  

      新能源产业的兴起成为未来IGBT市场的突破点。太阳能和风能发电都需用到逆变器，IGBT是解决逆变器的通用方式。太阳能需要将直流电变为交流电，再并网使用；风力发电需要将产生的非固定频率交流电进行“交—直—交”转换，再并网使用。太阳能、风能在发电过程中需要逆变器才能实现电流的转换。IGBT是逆变器的重要部件，决定逆变器的性能。混合动力汽车（HEV）和电动汽车（EV）的出现为IGBT 创造了一个新市场。在HEV和EV领域，IGBT 应用于逆变器中，逆变器负责蓄电池的直--交转换，从而驱动电机运转。智能电网从规划到大规模的实施，也将成为IGBT 新的市场增长点。在智能电网领域，中国拥有全球领先超高压直流输变电技术与特高压交流输电技术。2009年国家电网向家坝至上海±800千伏特高压直流输电线路全线贯通,该工程多项创新直流输电技术处于水平。IGBT是超高压直流输变电技术、特高压交流输电技术的核心元器件,为技术提供保障。智能电网的大规模实施将实现中国IGBT和智能电网的“双赢”。智能电网对IGBT需求量每年可达4亿元，IGBT将直接受益于其巨大的市场需求。同时，IGBT国产化有利于维护中国在智能电网领域的全球领先地位。

      IGBT符合产业发展趋势，其国产化具有重要的战略意义。中国以前只有少数小功率IGBT的封装线，还不具备研发、制造管芯的能力和大功率IGBT 的封装能力。国内市场所需的高端电力电子器件90%主要依赖进口, 技术上长期受制于人。IGBT供应主要控制在英飞凌、三菱、ABB、富士等外资巨头手中。高铁、智能电网、新能源与高压变频器领域所用IGBT模式均在6500V 以上规格产品，技术壁垒强。IGBT国产化将提高IGBT自主研发、制造能力，帮助高铁、智能电网这些领域摆脱进口依赖，维护产业安全。 IGBT市场在未来发展前景非常乐观，中国功率半导体市场在未来几年里将继续保持增长，2010年增长10%，市场规模达956.9亿元，2011年将达到1060.5亿元。IGBT未来市场规模将逐步扩大，保持高速增长态势，2009年中国IGBT市场为53亿元左右，占整体功率器件市场份额尚不足10%。预计未来几年IGBT市场增速将达到20%~30%，远超功率器件市场平均水平。

四、IGBT在中国的应用：

      1、变频家电市场的爆发性增长推动IGBT的快速成长，低功率IGBT主要应用于变频家电，目前中国变频家电渗透率低，具有较大市场潜力。

      2、无火烹饪电磁炉也有IGBT 的用武之地，电磁炉正逐渐演变为主要炊具，IGBT由于其高频、低损耗的特性成为电磁炉内的关键器件。目前中国电磁炉年产量为4000万台，未来将以20%~30%速度增长，直接带动IGBT单管的发展。

      3、电机用电是用电主体，电机变频器节能地位的凸显，是IGBT产业成长的另一大助力。变频器是目前理想的电机节能设备，有着极为广阔的应用空间。通过应用变频调速技术，变频器能过调节电机转速，使电动机在节能的转速下运行，大大降低运行时的电能消耗。IGBT是变频器的关键零部件。IGBT是3kV及以上高压变频器的重要零部件，单台高压变频器中IGBT占成本4%~15%。3kV以下中低压变频器方面，根据深圳英威腾资料显示，IGBT占总成本26%左右。目前中国电机配备变频器不足10%，尚处于粗放式用电的阶段，市场潜力巨大。变频器还广泛应用于造纸、机床、冶金等领域，对IGBT部件的需求广泛。

      4、风力涡轮发电机要获得稳定的电能并网发电，必须依靠相应的变频、逆变系统，这些都需要能够自关断电流的IGBT器件才可能实现。目前兆瓦级风电逆变器用大功率IGBT的供应商主要有英飞凌、富士电气、三菱等，而主要的风电逆变器供应商如艾默生、ABB、西门子和阿尔斯通都选用了英飞凌的方案。随着我国大力推广风电产业，处于上之上的IGBT无疑不只是分一杯羹而已。

      5、太阳能发电随着绿色电力运动势头不减，太阳能的应用即光伏发电、太阳能电池等方兴未艾。为了有效地满足这些产品的需求，电源设计师正通过少数量的器件、高度可靠性和耐用性，以高效率把太阳能源转换成所需的交流或者直流电压。因此太阳能逆变器就需要控制、驱动器和输出功率器件的正确组合。要达到这个目标，IGBT是作为功率开关的必然之选。

      6、高铁及轨道交通轨道车辆中广泛采用IGBT模块构成牵引变流器以及辅助电源系统的恒压恒频（CVCF）逆变器。国外的地铁或轻轨车辆辅助系统都采用方案多样的IGBT器件。德国针对机车牵引需开发适用于750 V电网的1.7 kV IGBT和用于1500 V电网的3.3 kV IGBT模块，简化了牵引逆变器主电路的结构。本的700系电动车组的三点式主变流器．采用大功率平板型IGBT（2500V/1800 A），整流器和逆变器的每个桥臂可用1个IGBT元件从而使IGBT组件在得到简化的同时，功率单元总体结构也变得紧凑。我国引进法国Alstom公司的200 km／h动车组中，主变流器的开关使用耐压高达6500 V／600 A的IGBT器件，辅助变流器采用开关频率为1950 Hz的PWM技术，由3台双IGBT和相关反并联二极管组成，每台双IGBT组成三相中的一相；上海轨道交通3号线车辆是其辅助系统由电压等级为330 V的IGBT构成2点式逆变器直接逆变；广州地铁1号线车辆上的辅助系统采用IGBT双重直-直变换器带高频变压器实现电气隔离；深圳地铁一期采用6个用作牵引逆变器的IGBT模块和2个用于制动斩波器的IGBT模块完成牵引逆变功能：天津滨海动车组主电路采用IGBT电压型三相直一交逆变器，辅助电源的逆变器采用IGBT元件的逆变器，开关容量为3 300 V／800 A。

     未来三年中国高铁需完成1万公里的里程建设，铁路建设进度加快。截至2009年底中国高速铁路运营总里程为2830公里，而根据规划2012年需达到1.3万公里。地铁、城铁规划风生水起。至少25个城市计划建设或扩展地铁，总计达数千公里，对车厢需求在1000个以上。长三角等区域拟定总计逾3000公里的城际铁路规划，加大了对动车组列车的需求。大功率IGBT模块是电力机车和高速动车组的必需组件。电力机车一般需要500个IGBT模块，动车组需要超过100个IGBT模块，一节地铁需要50-80个IGBT模块。高速列车市场的繁荣必然带动对IGBT模块的巨大需求。根据预测高铁领域每年对IGBT的市场需求达3亿元。

      7、电动汽车关键的瓶颈是电机驱动控制和充放电，这些更离不开由IGBT组成的逆变桥。北京理工大学、天津大学、中科院等机构都在研究电动车的样车、仿真车时都采用了英飞凌（Infenion）HybdPACK的IGBT功率模块，适用于电池电压为450V且功率高达20kW的轻度混合动力汽车。这种模块以英飞凌（Infenion）领先的IGBT沟槽栅场截止技术为基础,可实现较低的开关损耗.HybdPACK 1经过专门设计,长期工作结为150℃,采用六管三相桥结构,额定值高达400A/600V。

      8、智能电网广义上讲，风电、光伏发电等都是智能电网电源侧的重要组成部分。在电网部分的高压直流输电、FACTS柔性输电技术，负荷侧的电机变频控制、智能家电产品、LED照明驱动等方面也对IGBT等功率半导体形成了大量的需求。

五、IGBT中国产业链初具规模：

      目前国内厂商具备了芯片测试、封装、生产大功率IGBT模块的能力，与国外合作或采用国外先进的设备，可以满足功率器件所有常规可靠性测试要求，具备功率半导体行业产业链一体化的优势，多家厂商实现了IGBT多个批次的生产。

     科达股份建立了完善的功率半导体测试实验室和可靠性实验室，采用日本TESEC原产的动态参数测试系统，可以完成所有的动态参数的测试。静态参数测试方面，电压测试能力可达2000V，电流测试能力可达200A。在芯片封装上实现规模化生产。科达股份还采用美方的强力技术支持，直接利用世界的技术，能够生产出国内同类厂商无法生产的高端产品。同类产品科达半导体的晶片厚度远低于国内厂商，采用产品生产线也领先于国内同类厂商，2008年完成了1200V IGBT 4个批次的试流片，并对产出的芯片进行了封装，经测试产品性能良好，部分产品已送给客户试用，反映良好。

     华微电子15A/1200V IGBT产品在三家客户通过小批量，批量供货后将在一定程度上缓解当前市场供应紧张的局面。嘉兴斯达半导体有限公司针对工业应用中的中压大功率驱动市场，推出了1700V，2500V中大功率模块产品，电流达到3600A。同时采用优化的材料组合，利用特殊的工艺来增强其可靠性，产品适合于风力发电和中压大功率变频驱动等应用场合。通过与国外企业合作，部分企业掌握了先进技术。

     南车时代在2008年并购加拿大Dynex公司，南车时代集团通过此次并购，拥有了大功率IGBT、高压电力电子组件等产品和技术。  

     长电科技已拥有与国际先进技术同步的IC三大核心技术研发平台，形成年产集成电路75亿块、大中小功率晶体管250亿只、分立器件芯片120万片的生产能力。能提供硅片测试和硅片磨片等范围广泛的服务。

      上海先进半导体提供包括存储器电路、逻辑电路和混合信号电路的硅片测试以及硅片的磨片，可满足工厂的各种需求。

六、中国IGBT技术突破：

      利用外部资源开发大功率器件，已取得技术突破。2008年，南车时代并购加拿大Dynex公司，实现了在功率半导体领域技术和产业的跨越式发展。Dynex大功率半导体器件销售额居全球第6位，是国际上少数掌握高压IGBT制造技术的公司之一。南车时代集团通过此次并购，拥有了大功率IGBT、高压电力电子组件等产品和技术。现在已经生产出在高铁上广泛应用的IGBT，已经通过7MW变流器机组试验，还生产出在特高压直流输电工程上使用的6英寸高压晶闸管。2010年5月，南车时代电气在英国成立了半导体器件海外研发中心，成为公司吸收海内外半导体器件技术人才的窗口，将加速新型电力电子器件的技术提升，领导企业率先实现IGBT制造技术突破。华微电子公司6寸MOSFET生产线已经能够生产出1200V/35A的IGBT器件，产量约为4000片/月。引进国外技术，在高端封装技术上实现突破。 长电科技通过引进国外技术、自主创新以及收购国外集成电路封装技术研发机构，已进入了FCBGA、TSV、MIS等先进的封装技术领域的研发。同时实现了WLCSP、SiP等封装技术成果的产业化。在高密度、系统集成、微小体积封装技术领域已达到国际先进水平。

七、发展与展望：

      随着中国工业化进程加快，未来对IGBT等半导体器件的需求将保持快速增长，并成为全球主要市场。预计全球大功率电力电子市场增长的40％～50%会在中国，另外30%在欧洲，20%在美国，以IGBT为代表的大功率半导体器件的销售将大幅增长。IGBT模块迅速在中国发展，国外产品将努力争夺中国市场。随着家电产品对IGBT产品的需求增大，外国企业产品纷纷进入中国市场。变频家电对IGBT需求增大，飞兆、三菱、富士、三洋等IGBT智能模块产品纷纷打入国内市场。相机闪光灯充电器对于IGBT的需求量也很大，东芝、瑞萨等公司都推出了其相机闪光灯用IGBT。中国企业晋身成为的功率半导体器件供应商指日可待。IGBT模块迅速在中国发展将提升国产IGBT模块的国际地位。随着南车时代、华微电子等中国企业在IGBT领域实现技术突破，国内企业有望借助国内市场的从而实现快速成长。南车时代等企业借助海外并购，实现与海外企业联手拓展国际市场。南车时代电气已经在北美设立分公司，主要面向北美、南美地区的销售；欧洲则由并购后的Dynex负责销售，其大功率半导体器件已走出国门。

      未来化合物半导体等新材料的应用将把IGBT产业引入一个新的竞争平台，中国企业将与外国企业处于同一起跑线，前景看好。在传统硅基IGBT产品领域，欧美和日本的公司已经在过去20多年中产生了很多，从而形成技术壁垒。以化合物半导体等新材料为基础的IGBT将产业引入一个新的技术平台。采用碳化硅等新材料的半导体器件，具有无需冷却装置等性能优势正逐渐引起业界关注，中国企业在新材料形成大规模应用前夕积极开发将有望实现技术追赶。随着人们节能意识的逐步增强，变频空调、变频洗衣机等变频家电的比例逐年扩大，中国家电企业对IGBT模块国产化需求迫切。为了简化电路设计提高IGBT使用的可靠性，变频家电中主要使用集驱动电路、保护电路功能于一身的IGBT智能模块。中国IGBT模块企业技术成熟与产品良品率提升将推动家电领域IGBT模块国产化进程。目前IGBT智能模块还没形成技术规格标准化，因此半导体厂商与家电厂商密切合作颇为重要。因家电厂商若更换IGBT供应商就要对电路进行重新设计，势必造成产品成本的提升，所以半导体厂商应积极与家电等应用厂商建立紧密合作关系，与之一起分享市场增长。

企业名：十堰天舒机电科技有限公司

类型：

电话： 86-719-8208672

联系人：SYMEIJI

邮箱：SYMEIJI@126.COM

地址：湖北十堰天舒机电科技有限公司