IGBT,英文全稱Insulated Gate Bipolar Transistor,中文全名絕緣柵雙極晶體管,是一種復合全控型電壓驅動式功率半導體器件,作為電力電子技術的核心技術,是電機控制和功率變換器的首選器件。
   IGBT綜合了BJT、MOSFET兩種器件的優點,具有電壓控制、輸入阻抗大、驅動功率小、開關損耗低、工作頻率高、安全工作區寬和導通電阻小、電流密度大等特性。非常適合應用于直流電壓為600V及以上的變流系統如交流電機、變頻器、開關電源、照明電路、牽引傳動等領域。總體來說,現代電力電子器件向大功率、易驅動和高頻化的方向發展,所以,IGBT代表未來商業化電力電子器件的主流方向。
   IGBT作為電機控制和功率半導體器件首選器件,在軌道交通、航空航天、船舶驅動、新能源電動汽車、風力發電、太陽能發電、高壓變頻、工業傳動及電力傳輸等多個重要行業和領域廣泛運用。目前,在軌道交通高速動車組、大功率電力機車、城軌車輛幾乎普遍采用IGBT;在節能環保領域,IGBT成為節能設備最核心的部件;在電力傳輸領域,IGBT在柔性輸電等技術中發揮越來越大的作用。同時,大功率IGBT也是諧波治理中最理想的開關器件。因此,IGBT具有良好的市場前景。在未來很長一段時間內,為適應全球降低CO2排放的戰略需要,IGBT將更加廣泛地應用于可再生能源發電、智能配電與控制、分布式發電、電力牽引等領域,成為節能技術和低碳經濟的主要支撐。
   目前,全球IGBT市場中最主要的供應廠商由國外少數大公司控制,它們代表國際IGBT技術最高水平。包括日本三菱、東芝,德國英飛凌、瑞士ABB等公司,其中3300V-6500V等級IGBT主要由英飛凌、ABB、三菱與東芝等少數幾家所壟斷,英飛凌在奧地利的有一條6英寸高壓IGBT芯片生產線和大功率IGBT模塊封裝線,在馬來西亞的有一條月產達到10萬片8英寸芯片線,ABB擁有年產20萬片6英寸IGBT芯片的生產線,年產25萬只高壓大功率IGBT模塊封裝線;日本三菱是位于亞洲的最重要競爭對手,該公司產品與英飛凌類似,在大功率溝槽IGBT技術方面在國際上處于領先水平。
   我國IGBT的芯片設計、制造和模塊封裝技術還處于起步階段。IGBT芯片技術研究主要采取“設計+代工”模式(主要是低壓芯片),即已有一定IGBT封裝基礎的公司提出芯片設計方案,利用國內飽和的IC生產線的工藝技術完成大部分芯片工藝代工流片,模塊封裝再由封裝公司自行完成。這種模式雖然在突破空白技術初期有一定的積極意義,但在產業化階段則存在較大的弊端。因此,在IGBT芯片方面,國內院校一直處于研究、跟蹤階段,雖研制出少量低壓樣品,但技術水平基本處于國外上世紀八十年代的水平。1700V以上的高壓IGBT芯片基本依賴進口。在IGBT模塊封裝方面,國內現有數條1700V以下的低檔IGBT模塊封裝線,但受制于芯片供應,很難與國外同行競爭,不能滿足國內相關行業和領域的發展,在很大程度上制約了國內IGBT產業的健康發展。
   目前,我國已成為全球最大的功率半導體器件消費市場。僅2009年功率半導體器件市場規模達到1215.3億元,預計今后5年仍將有約8%的平均增長。根據歷史數據,功率IGBT模塊的市場銷售總額約占整個功率半導體市場的10%左右,但整個IGBT市場大部分由國外廠商占據。其中IGBT芯片完全依賴進口,關鍵技術被國外大公司壟斷,國內難以實現突破,成本難以降低。在軌道交通、電動汽車、工業傳動等領域,目前主要被國外的ABB、英飛凌和三菱所占據,國內IGBT產品還處在起步階段,1200V以下產品開始有小批量國內封裝的產品入市,開始嘗試在電動汽車和城軌車輛上批量應用,但在軌道交通用高壓大電流IGBT模塊基本被外國品牌壟斷。國內缺少IGBT的產業化設計、生產、封裝、測試和可靠性試驗等一套完整的技術,離掌握大功率IGBT技術還有很長一段路。 IGBT 的主要供應國家是德國和日本,目前我國部分廠商開始研發并生產IGBT,未來IGBT 的國產化,將使得變頻器的主要原料成本存在下降空間。
	









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