在新能源汽車中,，IGBT其實是很重要的一部分,，它對于一輛汽車的穩(wěn)定性與安全性有著至關(guān)重要的影響；燃油車和新能源汽車的差異,，主要體現(xiàn)在動力系統(tǒng)方面,，而動力系統(tǒng)=動力電池+電機(jī)+電控系統(tǒng),，在新能源汽車中，IGBT主要應(yīng)用于驅(qū)動系統(tǒng),、空調(diào)和充電樁領(lǐng)域,；新能源汽車中升壓器（電控用）,、逆變器（空調(diào)和電池?zé)峁芾恚┖统潆姌抖夹枰狪GBT。
IGBT產(chǎn)生的背景
在半導(dǎo)體領(lǐng)域中功率半導(dǎo)體是電子裝置中電能轉(zhuǎn)換與電路控制的核心,，主要用于改變電子裝置中電壓和頻率,、直流交流轉(zhuǎn)換等。功率半導(dǎo)體細(xì)分為功率器件（分立器件的一支）和功率IC（集成電路的一支）,。從技術(shù)發(fā)展來看,，功率分立器件的演進(jìn)路徑基本為二極管到晶閘管到MOSFET再到IGBT，其中,，IGBT是功率半導(dǎo)體新一代中的典型產(chǎn)品,。
功率器件按照驅(qū)動方式可以分為兩大類，分別是電壓型控制器件和電流型控制器件,。電壓型控制器件主要是通過改變調(diào)節(jié)控制端電壓來控制器件的開通與關(guān)斷,，而電流型控制器件則主要是通過改變調(diào)節(jié)控制端電流大小來控制器件的開通與關(guān)斷。電流控制型器件的共同特點是導(dǎo)通損耗小,，所需驅(qū)動功率小,，但是驅(qū)動電路復(fù)雜，工作頻率較低,，如晶閘管,、二極管、BJT等,。而電壓控制型器件的共同特點在于輸入阻抗高,、所需驅(qū)動功率小、驅(qū)動電路簡單,、工作頻率高,，如IGBT、MOSFET等,。
MOSFET主要應(yīng)用于中小功率場合如電腦功率電源,、家用電器等，具有門極輸入阻抗高,、驅(qū)動功率小,、開關(guān)速度快、開關(guān)損耗小的特點,。但隨著下游應(yīng)用發(fā)展越來越快,，MOSFET的電流能力顯然已經(jīng)不能滿足市場需求。為了在保留MOSFET優(yōu)點的前提下降低器件的導(dǎo)通電阻,，人們曾經(jīng)嘗試通過提高M(jìn)OSFET襯底的摻雜濃度以降低導(dǎo)通電阻,，但襯底摻雜的提高會降低器件的耐壓。如果在MOSFET結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上引入一個雙極型BJT結(jié)構(gòu),，就不僅能夠保留MOSFET的原有優(yōu)點,，還可以通過BJT結(jié)構(gòu)提高器件的電流能力。
BJT即為雙極型晶體管,，俗稱三極管,，在三極管中,空穴電子和自由電子都參與導(dǎo)電,稱為雙極型器件;而MOS管只有多子導(dǎo)電,稱為單極型器件。在放大狀態(tài)工作時,三極管發(fā)射結(jié)正偏,有基極電流,相應(yīng)的輸入電阻較小,約為103Ω,。由于BJT 是雙極性器件,，在工作過程中，器件結(jié)構(gòu)漂移區(qū)中有注入載流子貯存時間,，導(dǎo)致其不能在高頻下工作,。
在經(jīng)過技術(shù)上的不斷改進(jìn)后，結(jié)合了兩者優(yōu)勢的IGBT應(yīng)運(yùn)而生,。目前,，IGBT已經(jīng)能夠覆蓋從600V~6500V的電壓范圍，應(yīng)用涵蓋從工業(yè)電源,、變頻器,、新能源汽車、新能源發(fā)電到軌道交通,、國家電網(wǎng)等一系列領(lǐng)域,。IGBT憑借其高工作頻率、高電流性能,、開關(guān)損耗小等優(yōu)點在龐大的功率器件世界中贏得了自己的一片領(lǐng)域,。
在新能源汽車領(lǐng)域
IGBT約占電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)成本的一半，而電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)占整車成本的15-20%,，也就是說IGBT占整車成本的7-10%,，是除電池之外成本第二高的元件，也決定了整車的能源效率,。此外直流充電樁的核心也是IGBT管,，直流充電樁30%的原材料成本就是IGBT。作為一種功率半導(dǎo)體,，IGBT應(yīng)用非常廣泛,，小到家電、大到飛機(jī),、艦船,、交通、電網(wǎng)等戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè),。此外,，IGBT還是國家“02專項”的重點扶持項目，已經(jīng)全面取代了傳統(tǒng)的Power MOSFET，被稱為電力電子行業(yè)里的“CPU”,。
在電動汽車的“三電”方面,，TESLA的Model S使用的三相異步驅(qū)動電機(jī)，其中每一相的驅(qū)動控制需要使用28顆塑封的IGBT芯片,，三相共需要使用84顆IGBT芯片,。算算總量，就可知需求的龐大,。此外,，充電樁的核心部件也要用到IGBT芯片。
按照IGBT模塊工作時的電壓,，它的應(yīng)用領(lǐng)域大致分為五類：
650V——應(yīng)用于新能源汽車,、家電和工業(yè)變頻；
1200V——應(yīng)用于光伏,、電磁爐,、電焊機(jī)、新能源汽車行業(yè),；
1700V——應(yīng)用于太陽能,，風(fēng)電等領(lǐng)域；
3300V——應(yīng)用于動車,、高鐵,、國家電網(wǎng)等領(lǐng)域；
6500V——高鐵,、工業(yè)電機(jī),、動車、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域,；
從IGBT下游應(yīng)用領(lǐng)域的占比來看,，前三個場景分別是新能源汽車（占比31%）、家電（占比27%）,、工業(yè)控制（占比為20%）,。
臺灣茂矽電子成立于1987年；臺灣茂硅晶圓制造長期聚焦在功率半導(dǎo)體元件及電源管理IC領(lǐng)域,，主要產(chǎn)品有溝槽式功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)電晶體（Trench Power MOSFET）,、溝槽式絕緣柵雙極電晶體（Trench IGBT）、類比IC (Analog IC)以及各種二極體（Diode）等,，客戶終端產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于電腦,、液晶螢?zāi)慌c電視、手機(jī)電池,、工具機(jī),、LED照明,、電源及汽車電子等領(lǐng)域。
目前市面上出現(xiàn)的晶圓直徑主要是150mm,、200mm,、300mm，分別對應(yīng)6英寸,、8英寸,、12英寸的晶圓,；國產(chǎn)芯片在晶圓的產(chǎn)能上,，也就是在6寸上有優(yōu)勢；
全球10大8”晶圓廠約有40座,其中33座在亞洲(臺灣15座,中國8座)在2019-2021產(chǎn)能僅擴(kuò)廠5%,仍不足以滿足后續(xù)電動車與工業(yè)控制市場,導(dǎo)致IGBT持續(xù)漲價,。
由工采網(wǎng)代理的臺灣茂矽電子推出的IGBT晶圓是有幾款1200V,、FS工藝(15A、25A,、40A)6寸IGBT晶圓片,；1200V壕溝和現(xiàn)場停止技術(shù)；低開關(guān)損耗,；正溫度系數(shù),；簡單的平行技術(shù)。
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