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在电力电子里面,重要的一个元件就是IGBT。没有IGBT就不会有高铁的便捷生活。
一说起IGBT,半导体制造的人都以为不就是一个分立器件(Power Disceret)嘛,都很瞧不上眼。然而他和28nm/16nm集成电路制造一样,是国家“02专项”的重点扶持项目,这玩意是现在目前功率电子器件里技术的产品,已经全面取代了传统的Power MOSFET,其应用非常广泛,小电、大到飞机、舰船、交通、电网等性产业,被称为电力电子行业里的“CPU”,长期以来,该产品(包括芯片)还是被垄断在少数IDM手上(FairChild、Infineon、TOSHIBA),位居“十二五”期间国家16个重大技术突破专项中的第二位(简称 “02专项”)。
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当下,国产IGBT进入的主要领域还是工业领域,这个领域对国产IGBT的接受度已经非常高。变频白色家电也具有广阔市场前景,以空调为例,按照国家政策,2020年停止生产非变频空调,2021年停止销售非变频空调。而目前变频空调的市场占比只有50%,这就意味着未来短短半年的时间内变频空调要增产一倍。而变频空调的核心器件就是IGBT为核心的IPM模块,变频空调的压缩机、内机风扇、外机风扇均需IPM来实现变频控制。
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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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