IGBT市場未來趨勢預(yù)測 智能化、模塊化將成為IGBT發(fā)展熱門

• 黃文玉 2023年10月20日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 351 16
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IGBT是能源變換與傳輸?shù)暮诵钠骷?，俗稱電力電子裝置的“CPU”，作為國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，在軌道交通、智能電網(wǎng)、航空航天、電動汽車與新能源裝備等領(lǐng)域應(yīng)用極廣。GTR飽和壓降低，載流密度大，但驅(qū)動電流較大;MOSFET驅(qū)動功率很小，開關(guān)速度快，但導(dǎo)通壓降大，載流密度小

IGBT，絕緣柵雙極型晶體管，是由雙極型三極管和絕緣柵型場效應(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，集合了MOSFET開關(guān)速度快、輸入阻抗高、控制功率小、驅(qū)動電路簡單、開關(guān)損耗小和BJT導(dǎo)通電壓低、通態(tài)電流大、損耗小的優(yōu)點，能夠根據(jù)工業(yè)裝置中的信號指令來調(diào)節(jié)電路中的電壓、電流、頻率、相位等，以實現(xiàn)精準(zhǔn)調(diào)控的目的。根據(jù)封裝形式的不同，可以分為IGBT單管和IGBT模塊，由一個IGBT芯片和一個FRD續(xù)流二極管芯片封裝組成的是IGBT單管，由多個IGBT芯片和多個FRD續(xù)流二極管芯片封裝組成的是IGBT模塊。

IGBT模塊產(chǎn)業(yè)鏈主要包括IGBT芯片設(shè)計、制造、模塊封測三大部分，而根據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈覆蓋程度，可以行業(yè)分為IDM、Fabless和Foundry三種運作模式。其中IDM模式覆蓋了芯片設(shè)計、制造、封測三個部分;Fabless模式僅覆蓋了芯片的設(shè)計部分;Foundry模式則只覆蓋了制造、封測部分，不參與芯片設(shè)計環(huán)節(jié)。

IGBT行業(yè)市場發(fā)展現(xiàn)狀分析

IGBT是能源變換與傳輸?shù)暮诵钠骷?，俗稱電力電子裝置的“CPU”，作為國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，在軌道交通、智能電網(wǎng)、航空航天、電動汽車與新能源裝備等領(lǐng)域應(yīng)用極廣。GTR飽和壓降低，載流密度大，但驅(qū)動電流較大;MOSFET驅(qū)動功率很小，開關(guān)速度快，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、變頻器、開關(guān)電源、照明電路、牽引傳動等領(lǐng)域。

IGBT模塊是由IGBT(絕緣柵雙極型晶體管芯片)與FWD(續(xù)流二極管芯片)通過特定的電路橋接封裝而成的模塊化半導(dǎo)體產(chǎn)品;封裝后的IGBT模塊直接應(yīng)用于變頻器、UPS不間斷電源等設(shè)備上;IGBT模塊具有節(jié)能、安裝維修方便、散熱穩(wěn)定等特點;當(dāng)前市場上銷售的多為此類模塊化產(chǎn)品，一般所說的IGBT也指IGBT模塊;隨著節(jié)能環(huán)保等理念的推進，此類產(chǎn)品在市場上將越來越多見;IGBT是能源變換與傳輸?shù)暮诵钠骷?，俗稱電力電子裝置的“CPU”，作為國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，在軌道交通、智能電網(wǎng)、航空航天、電動汽車與新能源裝備等領(lǐng)域應(yīng)用極廣。

作為電力電子重要大功率主流器件之一，IGBT已經(jīng)廣泛應(yīng)用于家用電器、交通運輸、電力工程、可再生能源和智能電網(wǎng)等領(lǐng)域。在工業(yè)應(yīng)用方面，如交通控制、功率變換、工業(yè)電機、不間斷電源、風(fēng)電與太陽能設(shè)備，以及用于自動控制的變頻器。在消費電子方面，IGBT用于家用電器、相機和手機。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2023-2028年中國IGBT行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢預(yù)測報告》顯示：

IGBT核心技術(shù)掌握在發(fā)達國家企業(yè)手中，跟國內(nèi)廠商相比，英飛凌、三菱電機等國際龍頭具有強勢的品牌效應(yīng)。不過隨著國內(nèi)IGBT技術(shù)的發(fā)展，也涌現(xiàn)了比亞迪半導(dǎo)體、斯達半導(dǎo)等頭部企業(yè)，具有較強的品牌效應(yīng)。由于IGBT行業(yè)存在技術(shù)門檻較高、人才匱乏、市場開拓難度大、資金投入較大等困難，國內(nèi)企業(yè)在產(chǎn)業(yè)化進程中一直進展緩慢。隨著全球制造業(yè)向中國的轉(zhuǎn)移，中國已逐漸成為全球最大的IGBT市場，IGBT國產(chǎn)化需求已是刻不容緩。

全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)景氣度高漲帶動半導(dǎo)體設(shè)備市場規(guī)模持續(xù)擴張，數(shù)據(jù)顯示，2022年全球半導(dǎo)體設(shè)備銷售額將達到1076億美元，較2021年的1026億美元同比增長5%，創(chuàng)歷史記錄。分地區(qū)來看，盡管中國大陸在2022年的投資步伐同比放緩5%，但中國大陸仍連續(xù)第三年成為最大的半導(dǎo)體設(shè)備市場，銷售額達283億美元中國臺灣是第二大設(shè)備支出目的地，增長8%，達268億美元。

我國IGBT產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，技術(shù)水平屢屢有新的突破，已有產(chǎn)品可以大批量滿足下游應(yīng)用客戶的需求，提高IGBT器件國產(chǎn)替代率指日可待。我國IGBT目前主要有封裝、IDM、Fabless三種發(fā)展模式，核心芯片仍主要從國外進口，因而“中國芯”問題是IGBT量產(chǎn)的核心問題，據(jù)統(tǒng)計，截至2022年我國IGBT產(chǎn)量約為19198萬只，需求量約為74709萬只。近年來我國IGBT市場規(guī)模不斷增長，數(shù)據(jù)顯示，截至2022年我國IGBT市場規(guī)模約為220.23億元，其中汽車IGBT領(lǐng)域市場規(guī)模約為77.24億元，工控及其他領(lǐng)域IGBT市場規(guī)模約為142.99億元。

IGBT市場未來發(fā)展趨勢預(yù)測

IGBT功率模塊采用IC驅(qū)動，各種驅(qū)動保護電路，高性能IGBT芯片，新型封裝技術(shù)，從復(fù)合功率模塊PIM發(fā)展到智能功率模塊IPM、電力電子積木PEBB、電力模塊IPEM。PIM向高壓大電流發(fā)展，其產(chǎn)品水平為1200—1800A/1800—3300V，IPM除用于變頻調(diào)速外，600A/2000V的IPM已用于電力機車VVVF逆變器。平面低電感封裝技術(shù)是大電流IGBT模塊為有源器件的PEBB，用于艦艇上的導(dǎo)彈發(fā)射裝置。IPEM采用共燒瓷片多芯片模塊技術(shù)組裝PEBB，大大降低電路接線電感，進步系統(tǒng)效率，現(xiàn)已開發(fā)成功第二代IPEM，其中所有的無源元件以埋層方式掩埋在襯底中。智能化、模塊化成為IGBT發(fā)展熱門。

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  2023-2028年中國IGBT行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢預(yù)測報告

  IGBT，絕緣柵雙極型晶體管，是由雙極型三極管和絕緣柵型場效應(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，集合了MOSFET開關(guān)速度快、輸入阻抗高、控制功率小、驅(qū)動電路簡單、開關(guān)損耗小和BJTI...

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