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IGBT产业链梳理

第三代半导体产业联盟  · 公众号  ·  · 2019-01-08 19:28

正文

IGBT是什么?

IGBT是Insulated Gate Bipolar Transistor的缩写,即绝缘栅双极晶体管。它是由BJT和MOSFET组成的复合功率半导体器件,既有MOSFET的开关速度快、输入阻抗高、驱动功率小、驱动电路简单、开关损耗小的优点,又有BJT导通电压低、通态电流大的优点,在高压、大电流、高速等方面是其他器件不能比拟的。

IGBT模块是由IGBT与FWD(续流二极管芯片,通常采用快恢复二极管)通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品,具有节能、安装维修 方便、散热稳定等特点。

IGBT用在哪?

IGBT是能源转换与传输的核心器件,是电力电子装置的“CPU” 。采用IGBT进行功率变换,能够提高用电效率和质量,具有高效节能和绿色环保的特点,是解决能源短缺问题和降低碳排放的关键支撑技术。IGBT广泛应用于工业(如变频器、逆变焊机)、家用电器(如变频空调)、轨道交通(如动车、地铁)、新能源(如新能源汽车、风力发电)、医学(如医疗设备稳压电源)和军工航天(如飞机)等领域。

IGBT模块在新能源汽车中发挥着至关重要的作用,是新能源汽车电机控制、车载空调和充电桩等设备的核心元器件。




IGBT芯片技术的发展历程?

20世纪80年代至今,IGBT芯片经历了6代升级,从平面穿通型(PT)到沟槽型电场-截止型(FS-Trench),芯片面积、工艺线宽、通态饱和压降、关断时间、功率损耗等各项质保经历了不断的优化,阻断电压也从600V提高到6500V以上。

国内与国际技术差距有多大?

国外大多数IGBT厂商都涉足该领域有数十年之久。国外研发IGBT器件的公司主要有英飞凌、ABB、三菱、赛米控、日立、富士、TOSHIBA、IXYS和APT公司等,其IGBT技术成熟,已实现了大规模商品化生产。

国外IGBT产品电压规格涵盖600V-6500V,电流规格涵盖2A-3600A,形成了完善的IGBT产品系列。其中,赛米控、仙童(被安森美收购)等企业在1700V及以下电压等级的消费级IGBT领域处于优势地位;英飞凌、ABB、三菱电机在1700V-6500V电压等级的工业级IGBT领域占绝对优势,3300V以上电压等级的高压IGBT技术更是被英飞凌、ABB、三菱三家公司所垄断,它们代表着国际IGBT技术最高水平。

国产IGBT与国外存在较大差距。由于IGBT对设计及工艺要求高,而国内缺乏IGBT相关技术人才、工艺基础薄弱且企业产业化起步较晚,因而IGBT市场长期被大型跨国企业垄断。在电压结构中,仍然以600-1200V  IGBT产品所占比重最大,占整个市场绝大部分市场份额。


IGBT模块的工艺流程?


资料来源:斯达半导体招股说明书

IGBT模块的市场规模有多大?

据Yole预计,2018年全球IGBT模块市场规模约60亿美元。

2016年,国内IGBT模块市场规模为105亿元。

IGBT模块的市场竞争格局如何?

国际IGBT市场主要由欧洲和日本企业领导。2016年,国际前五大企业分别为德国英飞凌(市占率21.4%)、日本三菱(市占率17.8%)、日本富士电机(市占率9.6%)、德国赛米控(市占率9.30%)和美国安森美(市占率6%),合计市占率超过60%。

唯一进入前10名的国内IGBT模块企业是嘉兴斯达半导体,2016年全球市占率为2.50%。

国内主要参与企业有哪些?


关于斯达半导体的IGBT产品







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