IGBT技術水平及行業前景分析（附報告目錄）
1、行業概況
IGBT 是 Insulated Gate Bipolar Transistor 的縮寫，即絕緣柵雙極型晶體管。它是由 BJT 和 MOSFET 組成的復合功率半導體器件，既有 MOSFET 的開關速度高、輸入阻抗高、控制功率小、驅動電路簡單、開關損耗小的優點，又有 BJT 導通電壓低、通態電流大、損耗小的優點，在高壓、大電流、高速等方面是其他功率器件不能比擬的，因而是電力電子領域較為理想的開關器件，是未來應用發展的主要方向。正是由于具有上述優點，IGBT 自 20 世紀 80 年代末開始工業化應用以來發展迅速，不僅在工業應用中取代了 MOSFET 和 GTR，甚至已擴展到 SCR及 GTO 占優勢的大功率應用領域，還在消費類電子應用中取代了 BJT、MOSFET等功率器件的許多應用領域。
相關報告：北京普華有策信息咨詢有限公司《2020-2026年IGBT行業需求前景及投資可行性研究報告》
IGBT主要應用
資料來源：普華有策
作為工業控制及自動化領域的核心器件，IGBT 模塊在電機節能、軌道交通、智能電網、航空航天、家用電器、汽車電子、新能源發電、新能源汽車等諸多領域都有廣泛的應用。隨著新能源汽車的發展以及變頻白色家電的普及，IGBT 的市場熱度持續升溫。它不僅在工業應用中提高了設備的自動化水平、控制精度等，也大幅提高了電能的應用效率，同時減小了產品體積和重量，節約了材料，有利于建設節約型社會。
2、IGBT 行業技術特點及技術水平
IGBT 核心技術為 IGBT 芯片、快恢復二極管芯片的設計和生產以及 IGBT模塊的設計、制造和測試。芯片設計、生產和模塊設計、制造和測試均為 IGBT模塊的核心生產工序。
（1）IGBT 芯片、快恢復二極管芯片的設計
IGBT 芯片由于其工作在大電流、高電壓、高頻率的環境下，對芯片的可靠性要求較高，同時芯片設計需保證開通關斷、抗短路能力和導通壓降（控制熱量）三者處于均衡狀態，芯片設計與參數調整優化十分特殊和復雜。
快恢復二極管芯片是二極管芯片中的高端產品，需要對芯片的終端結構及有源區結構根據應用的要求進行優化設計，在保證芯片具有承受高電壓、大電流能力的同時，還需要維持低于 200 納秒的反向恢復時間及低的反向恢復損耗。
（2）IGBT 芯片、快恢復二極管芯片的生產
IGBT 芯片和快恢復二極管芯片生產步驟多，需要的生產設備較多，生產的組織、控制、設備調試等工作龐雜，如果缺乏相關經驗需要較長時間的摸索才能掌握芯片的設計和生產工藝。
（3）IGBT 模塊的設計、制造和測試
IGBT 模塊的設計包括機械結構設計、電路布局設計、熱設計、電磁設計等，一款 IGBT 模塊的開發需要進行機-電-熱-磁等方面的優化并兼顧模塊生產工藝的可實現性等方面的因素。
IGBT 模塊制造是指根據特定的電路設計，將兩個或以上的 IGBT 芯片和快恢復二極管芯片貼片到 DBC 板上，并用金屬線鍵合連接，然后進行灌封，以滿足芯片、線路之間的絕緣、防潮、抗干擾等要求，最后將電路密封在絕緣外殼內，并與散熱底板絕緣的工藝。
IGBT 模塊由于集成度高，模塊內部不同器件之間通常只間隔幾毫米的距離，又需要能承受較大的電壓和電流及可能存在的惡劣運行環境，因此在產品設計和工藝實現時需要考慮絕緣、耐壓、散熱、抗干擾、電磁兼容性等諸多因素，產品在設計和生產過程中需要用到電力電子、控制、材料、力學、熱學、結構等多學科的知識。要能大批量地生產出可靠性、穩定性高的 IGBT 模塊，需要經過長時間的經驗積累，才能了解器件和材料的特性，掌握生產工藝。以貼片流程為例，就涉及到芯片位置的確定、不同材料的熱膨脹系數及其特性、回流爐回流曲線及其他參數的設置等，這些生產工藝往往需要經過長期的研發試驗才找到較為合適的方案。由于國外企業起步較早，制造經驗較為豐富，其制造工藝普遍領先于國內企業。
3、傳統工業控制及電源行業支撐 IGBT 市場穩步發展
IGBT 模塊是變頻器、逆變焊機等傳統工業控制及電源行業的核心元器件，且已在此領域中得到廣泛應用。目前，隨著工業控制及電源行業市場的逐步回暖，預計 IGBT 模塊在此領域的市場規模亦將得到逐步擴大。
（1）變頻器行業
IGBT 模塊在變頻器中不僅起到傳統的三極管的作用，亦包含了整流部分的作用。控制器產生的正弦波信號通過光藕隔離后進入 IGBT，IGBT 再根據信號的變化將 380V（220V）整流后的直流電再次轉化為交流電輸出。
（2）逆變焊機行業
逆變式弧焊電源，又稱弧焊逆變器，是一種新型的焊接電源。這種電源一般是將三相工頻（50 赫茲）交流網路電壓，先經輸入整流器整流和濾波，變成直流，再通過大功率開關電子元件（IGBT）的交替開關作用，逆變成幾千赫茲至幾萬赫茲的中頻交流電壓，同時經變壓器降至適合于焊接的幾十伏電壓，后再次整流并經電抗濾波輸出相當平穩的直流焊接電流。
4、新興行業加速IGBT未來市場
在國際節能環保的大趨勢下，IGBT 下游的新能源汽車、變頻家電、新能源發電等領域發展迅速，對 IGBT 模塊需求逐步擴大，新興行業的加速發展將持續推動 IGBT 市場的高速增長。
（1）新能源汽車行業
IGBT 模塊在新能源汽車領域中發揮著至關重要的作用，是新能源汽車電機控制器、車載空調、充電樁等設備的核心元器件。
（2）變頻白色家電行業
具有變頻功能的白色家電最核心的部件之一是其內部的“變頻器”，而IGBT 模塊作為變頻器的核心元器件，其高頻開閉合功能能夠帶來以下優點：a、較小的導通損耗和開關損耗；b、出色的 EMI 性能，可通過改變驅動電阻的大小滿足 EMI 需求的同時保持開關損耗在合理范圍內；c、強大的抗短路能力；d、較小的電壓尖峰（對家電起到保護作用）。中國作為全球最大的家電市場和生產基地，亦孕育著大規模的 IGBT 市場。以空調行業為例，中國作為全球最大的家電市場和生產基地，亦孕育著大規模的 IPM 市場。