國內(nèi)及國際igbt廠家及情況調(diào)研

1、IGBTIGBT調(diào)研報告調(diào)研報告IGBT全稱為絕緣柵雙極型晶體管，是目前發(fā)展最迅速的新型功率器件，具有非常好的開關(guān)特性和導(dǎo)通特性。IGBT產(chǎn)品集合了高頻、高壓、大電流三大技術(shù)優(yōu)勢，是電力電子設(shè)備中的核心部件，涉及幾乎所有電壓等級下的電氣設(shè)備。IGBT(InsulatedGateBipolarTransist)，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MOSFE

2、T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，驅(qū)動電路復(fù)雜；MOSFET是單極型電壓驅(qū)動器件，驅(qū)動功率很小，開關(guān)速度快，驅(qū)動電路簡單，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(jī)、變頻器、開關(guān)電源、照明電路、牽引傳動等領(lǐng)域。IGBT也是三端器件，具有柵極G、集電極C和發(fā)射極E。下圖(a)給出了

3、一種由N溝道MOSFET與雙極型晶體管組合構(gòu)成的IGBT（為N溝道IGBT）的基本機(jī)構(gòu)。P注入?yún)^(qū)與N區(qū)形成了一個大面積的PN結(jié)J1.這使得IGBT導(dǎo)通時由P注入?yún)^(qū)向N基區(qū)發(fā)射少子，從而對漂移區(qū)電導(dǎo)率進(jìn)行調(diào)制，使得IGBT具有很強(qiáng)的通流能力。簡化等效圖如(b)，可看出這是用雙極型晶體管與MOSFET組成的達(dá)林頓結(jié)構(gòu)，相當(dāng)于一個由MOSFET驅(qū)動的厚基區(qū)PNP晶體管。圖RN為晶體管基區(qū)內(nèi)的調(diào)制電阻。因此，IGBT的驅(qū)動原理與電力MOSFET

4、基本相同，他也是場控器件。其開通和關(guān)斷是由柵極和發(fā)射極間的電壓uGE決定的，當(dāng)uGE為正且大于開啟電壓時，MOSFET內(nèi)形成溝道，并為晶體管提供基極電流進(jìn)而使IGBT導(dǎo)通。由于前面提到的電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，使得電阻RN減小，這樣高耐壓的IGBT也具有很低的通態(tài)壓降。當(dāng)柵極與發(fā)射極間施加反向電壓或不加信號時，MOSFET的溝道消失，晶體管的基極電流被切斷，使得IGBT關(guān)斷。下圖是IGBT結(jié)構(gòu)圖、等效圖：下圖為IGBT模塊的生產(chǎn)流程解析：于一身的

5、IGBT智能模塊，家電市場中主要三菱、仙童占據(jù)較大優(yōu)勢，仙童價格較便宜但穩(wěn)定性相對稍差。IGBT在汽車中的應(yīng)用主要集中在汽車點火器上，已成功地取代達(dá)林頓管成為汽車點火器的首選。飛兆、英飛凌、ST在該市場中有很強(qiáng)的競爭力。鐵路的發(fā)展離不開大量電力機(jī)車和高速動車組，電力機(jī)車需要500個IGBT，動車組需要超過100個IGBT，一節(jié)地鐵需要50~80個IGBT模塊。粗略估計上述軌道交通市場對IGBT模塊的需求將超過3百萬個，可以想見軌道交通給

6、IGBT市場所帶來的空前機(jī)遇和發(fā)展空間。當(dāng)?shù)吞冀?jīng)濟(jì)，節(jié)能減排成為經(jīng)濟(jì)工作的重點時，市場對節(jié)能概念接受能力較強(qiáng)。在節(jié)能減排的大環(huán)境下，IGBT一方面擁有新技術(shù)帶來的廣闊的市場空間，另一方面從技術(shù)發(fā)展路線來看又對以往的功率器件產(chǎn)品有一個逐步替代的作用。2009年我國IGBT市場為53億元左右，目前我國IGBT市場占整個功率器件市場份額尚不足10％，我們預(yù)計未來幾年IGBT市場隨著節(jié)能減排的推進(jìn)將得到快速發(fā)展，增速將達(dá)到20％30％，遠(yuǎn)超整個

7、功率器件市場。由于關(guān)鍵技術(shù)的缺失，中國功率器件市場絕大部分份額被國外廠商占領(lǐng)，在國家政策扶持下，目前中國IGBT行業(yè)中高端技術(shù)已有突破，部分廠商已具備量產(chǎn)能力。IGBT模塊發(fā)展趨向是高耐壓、大電流、高速度、低壓降、高可靠、低成本為目標(biāo)的，特別是發(fā)展高壓變頻器的應(yīng)用，簡化其主電路，減少使用器件，提高可靠性，降低制造成本，簡化調(diào)試工作等，都與IGBT有密切的內(nèi)在聯(lián)系。下表是國內(nèi)IGBT在幾個主要應(yīng)用領(lǐng)域的規(guī)模及增長情況。應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域20

8、102010（億元）億元）YOY(%)YOY(%)20112011（億（億元）元）YOY(%)YOY(%)20122012（億（億元）元）YOY(%)YOY(%)20132013（億（億元）元）YOY(%)YOY(%)變頻家電17.4827.60%24.6340.89%31.0426.03%38.6424.48%家電電磁爐4.613.80%5.315.22%6.115.09%714.75%中低壓變頻器34.8115.70%41.1918

9、.33%49.219.45%58.2718.43%電機(jī)節(jié)電高壓變頻器4.8230.00%6.3130.91%8.1429.00%10.4528.38%新能源光伏、風(fēng)電4.777.30%7.865.96%12.357.69%19.659.35%汽車汽車點火2.713.00%311.11%3.310.00%3.712.12%目前我國IGBT芯片約99%左右的市場仍為國外企業(yè)所占據(jù)。以家用電器市場為例，IPM模塊是變頻空調(diào)的核心控制部件，它將