全球功率半导体IGBT厂商产业链及其国内现状

2017-04-10 摘自电力电子网

      IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。

     IGBT模块是由IGBT(绝缘栅双极型晶体管芯片)与FWD(而极管芯片)通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品;封装后的IGBT模块直接应用于变频器、UPS不间断电源等设备上。

      IGBT模块具有节能、安装维修方便、散热稳定等特点;当前市场上销售的多为此类模块化产品，一般所说的IGBT也指IGBT模块;随着节能环保等理念的推进，此类产品在市场上将越来越多见。

包括基板在内的IGBT模块构架示意图

 国内IGBT厂商

       作为半导体分立器件重要的组成部分，IGBT潜在市场巨大。然而，纵观全球IGBT市场，主要被日、欧、美等国刮分。

       中国拥有全球最大的功率半导体市场，但是本土IGBT厂商与英飞凌、三菱和富士电机等国际大厂相比仍有很大差距。据悉，大陆现在的IGBT等功率元器件几乎都依赖进口，形势不容乐观。

      目前，国内的功率半导体技术包括芯片设计、制造和模块封装技术目前均处于起步阶段。功率半导体芯片技术研究一般采取“设计+代工”模式，即由设计公司提出芯片设计方案，由国内的一些集成电路公司代工生产。

      近年，中国IGBT产业在国家政策推动及市场牵引下得到迅速发展，已形成了IDM模式和代工模式的IGBT完整产业链，IGBT国产化的进程加快，有望摆脱进口依赖。以下为国内部分顶尖的IGBT厂商，涵盖了设计到制造：

      近几年国内IGBT技术发展也比较快，国外厂商垄断状况逐渐被打破，已取得一定的突破。主要亮点有：

2011年12月，北车西安永电成为国内第一个、世界第四个能够封装6500V以上IGBT产品的企业；

2013年9月，中车西安永电成功封装国内首件自主设计生产的50A/3300V IGBT芯片；

2014年6月，中车株洲时代推出全球第二条、国内首条8英寸IGBT芯片专业生产线投入使用；

2015年3月，天津中环自主研制的6英寸FZ单晶材料已批量应用，8英寸FZ单晶材料也已经取得重大突破；

2015年8月，上海先进与比亚迪、 国家电网建立战略产业联盟，正式进入比亚迪新能源汽车用IGBT供应链；

2015年10月，中车永电/上海先进联合开发的国内首个具有完全知识产权的6500V高铁机车用IGBT芯片通过高铁系统上车试验；

2015年底，中车株洲所旗下时代电气公司与北汽集团旗下的北汽新能源签署协议，全面启动汽车级IGBT、电机驱动系统等业务的合作，并宣布未来共同打造自主新能源汽车品牌。这被业界视为高铁技术与汽车行业的一次深度“联姻”，有望推动IGBT等汽车半导体产业的国产化进程；

2016年5月，华润上华/华虹宏力基于6英寸和8英寸的平面型和沟槽型1700V、 2500V和3300V IGBT芯片已进入量产。

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