用于新能源汽车、光伏及储能行业中的核心部件IGBT逆变器

IGBT是一种功率晶体管；是一个超级电子开关它能耐受超高电压。运用此种晶体设计之UPS可有效提升产品效能，使电源品质好、效率高、热损耗少、噪音低、体积小与产品寿命长等多种优点。

作为一种新型电力电子器件，IGBT是国际上公认的电力电子技术第三次革命具代表性的产品；IGBT广泛应用于光伏/风电设备、新能源汽车、家电、储能、轨道交通、电网、航空航天等领域。IGBT根据其电压等级的不同，可分为低压、中压和高压三大类。

IGBT的分类及应用介绍：

资料来源：公开资料整理

近年来，中国功率半导体器件行业受到各级政府的高度重视和国家产业政策的重点支持。国家陆续出台了多项政策，鼓励功率半导体器件行业发展与创新，为新型功率半导体器件行业的发展提供了明确、广阔的市场前景，为企业提供了良好的生产经营环境。

IGBT产品及其技术发展至如今，大致可以分为7代IGBT。其中IGBT7作为最新一代技术，其沟道密度更高，元胞间距也经过精心设计，并且优化了寄生电容参数，从而实现5kv/us下的最佳开关性能。目前，IGBT7尚未得到广泛应用，但发展前景广阔。

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IGBT用于变频器逆时将直流电压逆变成频率可调的交流电。它有阴极，阳极，和控制极。关断的时候其阻抗是非常大的基本是断路，接通的时候存在很小的电阻，通过接通或断开控制极来控制阴极和阳极之间的接通和关断。

在光伏和风电方面，IGBT是光伏和风电逆变器的核心器件，占逆变器价值量的20%-30%。

最典型的应用场景就是光伏逆变器，需要大量高压、超高压的IGBT模块，将光伏发出的粗电转换为可平稳上网的精细电，这是实现碳中和的核心环节

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光伏逆变器：新增装机与更新需求叠加

由于光伏组件发电想要实现并网必须得经过逆变器的转化，光伏逆变器随着光伏装机量的提升快速上升，从2014年以来，光伏逆变器年出货量已从39GW增长至2020年的185GW，年均复合增速高达29.6%。此外逆变器的寿命（10-15年）通常短于组件寿命（25-30年），未来将出现较快增长的替换需求，2024年替换需求预计将达到15GW，与光伏新增装机量共同成为市场推动力。

储能逆变器：开启逆变器市场新亮点

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不断推进的减碳政策及风光电的不稳定给储能带来巨大需求，其中电化学储能在储能市场中占比较小但提升迅速，2020年全球新增化学储能装机量达4.68GW，增长60%，国内新增1.56GW，增长144%。预计2025年我国电化学储能累计投运规模将达到35-56GW，储能逆变器作为电化学储能所必须的直接配套产品，我们预计其将与电化学储能同步保持约68%的年均复合增长率

新能源将是IGBT最大增量

目前行业需求工控为基本盘，中国年化规模增速在8%，全球在增速在3-5%，预计到2025年全球工业控制IGBT市场规模将达到170亿元。

新能源汽车是最大增量，IGBT是新能源汽车中的核心元器件，应用包括电机控制器、车载充电器(OBC)、车载空调、以及为新能源汽车充电的直流充电桩中。

新能源汽车销量的快速增长为IGBT带来了新增需求，2021年在新能源乘用车已经有着较大的销售规模的基础上实现了181%的销量增长。

目前，IGBT国产化已成为国家关键半导体器件的发展重点之一，IGBT也被列为国家“02专项”的重点扶持项目，相关产业进入高速发展阶段。同时，广阔的IGBT市场中也涌现出一批包括中车时代电气、比亚迪、斯达半导等在内的掌握IGBT核心技术的企业，在产业政策和市场需求的驱动下，IGBT国产化进程加速启动。

在市场需求的吸引下，一批具备IGBT相关经验的海外华人归国投身IGBT行业，同时国家大量资金流入IGBT行业，我国IGBT产业化水平有了一定提升，部分企业已经实现量产。

随着IGBT芯片技术的不断发展，芯片的最高工作结温与功率密度不断提高，IGBT模块技术也要与之相适应。未来IGBT模块技术将围绕 芯片背面焊接固定 与正面电极互连两方面改进。

在IGBT领域，台湾茂矽电子目前已实现650V-6500V IGBT全电压范围覆盖，并且自主设计、建造了全球首条6英寸高压IGBT芯片专业生产线，攻克了高压IGBT制造关键技术和成套工艺，是国内自主掌握高铁动力IGBT芯片及模块技术的企业，相关产品批量应用于轨道交通、输配电、新能源汽车等多个高端装备领域，市场优势地位明显。

茂矽电子成立于1987年，晶圆制造长期聚焦在功率半导体元件及电源管理IC领域，以MOS管、IGBT，模拟芯片、二极管等产品为主，并受到客户的青睐；

茂矽电子推出三款1200V6寸晶圆（【40A】P81MV022NL0013P、【25A】P81MV020NL0011P、【15A】P81MV023NL0014P）采用FS工艺技术1200V壕沟和现场停止技术；低开关损耗；正温度系数；简单的平行技术晶圆片；

由工采网代理的茂矽1200V IGBT晶圆系列采用纤薄晶圆场截止沟道技术，可显著降低开关及传导损耗，从而在较高频率下提升功率密度和效率。这些器件不仅为无需短路功能的应用进行了优化，如不间断电源、太阳能逆变器、焊接等应用，而且为电机驱动应用提供10微秒短路功能，与其它IR产品相辅相成。

总的来说，在技术差距方面有：高铁、智能电网、新能源与高压变频器等领域所采用的IGBT模块规格在6500V以上，技术壁垒较强；IGBT芯片设计制造、模块封装、失效分析、测试等IGBT产业核心技术仍掌握在发达国家企业手中。

近几年中国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。

受益于新能源汽车、轨道交通、智能电网等各种利好措施，IGBT市场将引来爆发点。希望国产IGBT企业能从中崛起。

在IGBT晶圆应用领域，台湾茂矽电子便是其中的佼佼者之一。了解更多关于台湾茂矽电子IGBT晶圆的技术应用，请联系：19168597394（微信同号）

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