2024IGBT產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢分析

• 黃文玉 2024年1月17日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 1052 67
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隨著電力電子系統(tǒng)的不斷發(fā)展，對IGBT的電流和電壓要求也越來越高。絕緣柵雙極晶體管綜合了電力晶體管和電力場效應晶體管的優(yōu)點，具有良好的特性，應用領(lǐng)域很廣泛；IGBT也是三端器件：柵極，集電極和發(fā)射極。

隨著電力電子系統(tǒng)的不斷發(fā)展，對IGBT的電流和電壓要求也越來越高。絕緣柵雙極晶體管綜合了電力晶體管和電力場效應晶體管的優(yōu)點，具有良好的特性，應用領(lǐng)域很廣泛；IGBT也是三端器件：柵極，集電極和發(fā)射極。IGBT是MOS結(jié)構(gòu)雙極器件，屬于具有功率MOSFET的高速性能與雙極的低電阻性能的功率器件。IGBT的應用范圍一般都在耐壓600V以上、電流10A以上、頻率為1kHz以上的區(qū)域。多使用在工業(yè)用電機、民用小容量電機、變換器(逆變器)、照相機的頻閃觀測器、感應加熱電飯鍋等領(lǐng)域。

根據(jù)封裝的不同，IGBT大致分為兩種類型，一種是模壓樹脂密封的三端單體封裝型，從TO-3P到小型表面貼裝都已形成系列。另一種是把IGBT與FWD成對地(2或6組)封裝起來的模塊型，主要應用在工業(yè)上。模塊的類型根據(jù)用途的不同，分為多種形狀及封裝方式，都已形成系列化。

IGBT是強電流、高壓應用和快速終端設(shè)備用垂直功率MOSFET的自然進化。MOSFET由于實現(xiàn)一個較高的擊穿電壓BVDSS需要一個源漏通道，而這個通道卻具有很高的電阻率，因而造成功率MOSFET具有RDS(on)數(shù)值高的特征，IGBT消除了現(xiàn)有功率MOSFET的這些主要缺點。雖然最新一代功率MOSFET器件大幅度改進了RDS(on)特性，但是在高電平時，功率導通損耗仍然要比IGBT 高出很多。IGBT較低的壓降，轉(zhuǎn)換成一個低VCE(sat)的能力，以及IGBT的結(jié)構(gòu)，與同一個標準雙極器件相比，可支持更高電流密度，并簡化IGBT驅(qū)動器的原理圖。

IGBT行業(yè)市場發(fā)展現(xiàn)狀分析

據(jù)統(tǒng)計，2022年全球半導體設(shè)備銷售額將達到1076億美元，較2021年的1026億美元同比增長5%，創(chuàng)歷史記錄。分地區(qū)來看，盡管中國大陸在2022年的投資步伐同比放緩5%，但中國大陸仍連續(xù)第三年成為最大的半導體設(shè)備市場，銷售額達283億美元中國臺灣是第二大設(shè)備支出目的地，增長8%，達268億美元。

近年來我國IGBT市場規(guī)模不斷增長，據(jù)統(tǒng)計，截至2022年我國IGBT市場規(guī)模約為220.23億元，其中汽車IGBT領(lǐng)域市場規(guī)模約為77.24億元，工控及其他領(lǐng)域IGBT市場規(guī)模約為142.99億元。IGBT(絕緣柵雙極晶體管)市場現(xiàn)狀呈現(xiàn)出供不應求的局面。由于新能源汽車、風電、光伏等領(lǐng)域的快速發(fā)展，對IGBT的需求大幅增加，但IGBT的產(chǎn)能卻未能跟上，導致市場缺口較大。

在新能源汽車領(lǐng)域，IGBT是實現(xiàn)車輛行駛控制的核心元件，用于控制電池能量回收、電機驅(qū)動以及車輛加速和減速等功能。由于新能源汽車市場的快速增長，對IGBT的需求量大幅增加，使得該領(lǐng)域的IGBT供不應求。在風電領(lǐng)域，風力發(fā)電系統(tǒng)的智能化和高壓化發(fā)展使得對IGBT的需求量也大幅增加。IGBT在風電系統(tǒng)中主要用于控制電機和實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)換，是風力發(fā)電系統(tǒng)中的重要組成部分。此外，光伏領(lǐng)域也對IGBT有較大的需求。IGBT在光伏逆變器中起著至關(guān)重要的作用，用于將太陽能轉(zhuǎn)化為直流電能，并實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。隨著光伏市場的不斷擴大，對IGBT的需求也不斷增加。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2024-2029年IGBT產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢分析報告》顯示：

IGBT屬于高端的功率半導體器件領(lǐng)域，行業(yè)準入門檻高，我國IGBT產(chǎn)業(yè)起步較晚，但在政策的鼓勵下，我國IGBT產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，技術(shù)水平屢屢有新的突破，已有產(chǎn)品可以大批量滿足下游應用客戶的需求，提高IGBT器件國產(chǎn)替代率指日可待。我國IGBT目前主要有封裝、IDM、Fabless三種發(fā)展模式，核心芯片仍主要從國外進口，因而“中國芯”問題是IGBT量產(chǎn)的核心問題，據(jù)統(tǒng)計，截至2022年我國IGBT產(chǎn)量約為19198萬只，需求量約為74709萬只。

目前IGBT的產(chǎn)能卻未能跟上市場需求的變化。雖然一些廠商正在積極擴大IGBT的產(chǎn)能，但由于技術(shù)難度較大、生產(chǎn)成本較高等因素的影響，IGBT的產(chǎn)能增長速度仍相對較慢。這導致了IGBT市場的供不應求局面，也使得IGBT的價格呈現(xiàn)上漲趨勢。

IGBT核心技術(shù)掌握在發(fā)達國家企業(yè)手中，跟國內(nèi)廠商相比，英飛凌、三菱電機等國際龍頭具有強勢的品牌效應。不過隨著國內(nèi)IGBT技術(shù)的發(fā)展，也涌現(xiàn)了比亞迪半導體、斯達半導等頭部企業(yè)，具有較強的品牌效應。中國已逐漸成為全球最大的IGBT市場，IGBT國產(chǎn)化需求已是刻不容緩。在市場需求的吸引下，一批具備IGBT相關(guān)經(jīng)驗的海外華人歸國投身IGBT行業(yè)，同時國家大量資金流入IGBT行業(yè)，我國IGBT產(chǎn)業(yè)化水平有了一定提升，部分企業(yè)已經(jīng)實現(xiàn)量產(chǎn)，IGBT國產(chǎn)化的進程加快。

IGBT行業(yè)市場未來發(fā)展趨勢分析

IGBT市場現(xiàn)狀是供不應求，需求大幅增加而產(chǎn)能未能跟上。未來隨著新能源汽車、風電、光伏等領(lǐng)域的持續(xù)發(fā)展，IGBT市場的缺口仍將存在，但也將吸引更多的廠商進入該領(lǐng)域，推動IGBT技術(shù)的不斷創(chuàng)新和產(chǎn)能的擴大。隨著全球?qū)Νh(huán)保和節(jié)能的重視，新能源汽車市場將繼續(xù)保持快速增長。而IGBT作為新能源汽車電機控制系統(tǒng)的關(guān)鍵元件，其需求量也將隨之不斷增長。隨著全球各國政府對節(jié)能減排和綠色能源的重視，將出臺更多有利于IGBT應用的政策和標準。這些政策和標準將進一步推動IGBT市場的增長。

IGBT市場的發(fā)展也面臨著一些挑戰(zhàn)，例如技術(shù)難度高、生產(chǎn)成本高、產(chǎn)能不足等問題。因此，廠商需要不斷加強技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)能，以滿足市場需求。總的來說，IGBT的未來前景非常廣闊，但廠商需要不斷創(chuàng)新和提高競爭力，以適應市場的變化和需求。

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