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由于IGBT在电能转换中扮演的重要角色,它能够为各种高电压和大电流应用提供更高的效率和节能效果,被广泛应用于工业控制、新能源、变频家电等领域。特别是在新能源汽车中,IGBT 模块占电动车整车成本约5%左右,是除电池之外成本第二高的元件。根据IHS预测,全球汽车电动化用IGBT模块未来5年复合增长率高达23.5%。目前国内IGBT供需差距巨大,国产量仅为市场销量的七分。
2018 年国内市场 IGBT 模块需求量为7898万只,但是国内产量只有1115万只,供需缺口巨大。据业内人士透露,IGBT整体市场规模会保持每年10%以上的增长速度,主要受益于新能源汽车行业的发展。但是国产IGBT的增长速度会远高于此,以上市公司斯达半导体为例,2016年至2018年,连续保持45%以上的增长率。国内诸多公司以IGBT为主营业务的公司实现了高速增长。
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IGBT是事关国家经济发展的基础性产品,如此重要的IGBT,长期以来我国却不得不面对依赖进口的尴尬局面,市场主要被英飞凌、三菱、富士电机为首的国际成员垄断。自2005年开始,大量海外IGBT人才纷纷归国投入国产IGBT芯片和模块产业的发展,尤其是以美国国际整流器公司(IR)回国人员多。
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IGBT的本土市场机遇
什么是IGBT呢?IGBT是Insulated Gate Bipolar Transistor 的缩写,即绝缘栅双极型晶体管,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,是工业控制及自动化领域能源变换和传输的核心元器件。简单来说,IGBT可以理解为“非通即断”的开关,它可以将直流电压逆变成频率可调的交流电,主要用于变频逆变和其他逆变电路,被称为是电力电子装置的“CPU”。
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IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor),绝缘栅双极型晶体管,是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低,载流密度大,但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小,开关速度快,但导通压降大,载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点,驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。 IGBT模块是由IGBT(绝缘栅双极型晶体管芯片)与FWD(续流二极管芯片)通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品;封装后的IGBT模块直接应用于变频器、UPS不间断电源等设备上; IGBT模块具有节能、安装维修方便、散热稳定等特点;当前市场上销售的多为此类模块化产品,一般所说的IGBT也指IGBT模块;随着节能环保等理念的推进,此类产品在市场上将越来越多见; IGBT是能源变换与传输的核心器件,俗称电力电子装置的“CPU”,作为国家性新兴产业,在轨道交通、智能电网、航空航天、电动汽车与新能源装备等领域应用极广。
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