IGBT在新能源汽车的作用和地位及市场分析

IGBT是一种大功率电力电子器件，具备高频率、高电压、大电流等特征，易于开通和关断，主要起到将直流电源逆变为交流电压的作用；以新能源汽车为例，新能源汽车中升压器（电控用）、逆变器（空调和电池热管理）和充电桩都需要IGBT。

IGBT，可以说是新能源汽车电控系统的核心组成部分如果将发动机比作燃油车的“心脏”那么IGBT就是新能源车的“心脏”作为“心脏”它能直接控制全车的交直流转换、功率调控等核心指标简单来说，IGBT就像一道桥梁将新能源车上的能源联系在一起。

新能源车的能源要么是纯电，要么是混合动力能源无论哪一种电，都是“不易驾驭”的能量这时，IGBT就要发挥作用了；它就好比一个开关将电流分为“开”和“关”两种状态分别对应着数字世界里的“1”和“0”那么新能源车系统就可以通过处理这两个数字来控制电的使用；当汽车的电能从电池出发一路小跑，来到电控系统报到电控系统中的IGBT就立即根据驾驶者的需要开始思考是开闸放电，还是关闸休息。

IGBT从1980年代商业化开始，逐步取代了BJT和MOSFET，目前其应用领域开始向消费电子行业渗透，并逐步拓展到电压超过650V的高功率场景，比如家电行业、新能源汽车领域、轨道交通等。由于下游应用端增长良好，因此IGBT也被称为功率器件中的朝阳行业。

按照IGBT模块工作时的电压，它的应用领域大致分为五类：

650V——应用于新能源汽车、家电和工业变频；

1200V——应用于光伏、电磁炉、电焊机、新能源汽车行业；

1700V——应用于太阳能，风电等领域；

3300V——应用于动车、高铁、国家电网等领域；

6500V——高铁、工业电机、动车、智能电网等领域；

目前，IGBT已经能够覆盖从600V~6500V的电压范围，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凭借其高工作频率、高电流性能、开关损耗小等优点在庞大的功率器件世界中赢得了自己的一片领域。

在新能源汽车领域

IGBT约占电机驱动系统成本的一半，而电机驱动系统占整车成本的15-20%，也就是说IGBT占整车成本的7-10%，是除电池之外成本第二高的元件，也决定了整车的能源效率。此外直流充电桩的核心也是IGBT管，直流充电桩30%的原材料成本就是IGBT。作为一种功率半导体，IGBT应用非常广泛，小到家电、大到飞机、舰船、交通、电网等战略性产业。此外，IGBT还是国家“02专项”的重点扶持项目，已经全面取代了传统的Power MOSFET，被称为电力电子行业里的“CPU”。

在电动汽车的“三电”方面，Model S使用的三相异步驱动电机，其中每一相的驱动控制需要使用28颗塑封的IGBT芯片，三相共需要使用84颗IGBT芯片。算算总量，就可知需求的庞大。此外，充电桩的核心部件也要用到IGBT芯片。

台湾茂矽电子降低晶圆导通电阻，通过六寸晶圆降低IGBT製造成本并得到较高的良率，并改善电动车关键零组件多得向英飞凌（Infineon）、意法半导体（ST）等国外大厂购买的情形。

目前市面上出现的晶圆直径主要是150mm、200mm、300mm，分别对应6英寸、8英寸、12英寸的晶圆；国产芯片在晶圆的产能上，也就是在6寸上有优势；

全球10大8”晶圆厂約有40座,其中33座在亚洲(台湾15座,中國8座)在2019-2021产能仅扩厂5%,仍不足以满足后续电动车与工业控制市场,导致IGBT持续涨价。

由工采网代理的台湾茂矽电子推出的IGBT晶圆 - P81MV022NL0013P是一款1200V、40A、FS工艺的6寸IGBT晶圆片；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。

芯片图：

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，打破国外垄断现象。

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