IGBT是功率半導(dǎo)體器件第三次技術(shù)革命的代表性產(chǎn)品，具有高頻率、高電壓、大電流，易于開關(guān)等優(yōu)良性能，被業(yè)界譽為功率變流裝置的“CPU”，廣泛應(yīng)用于軌道交通、航空航天、船舶驅(qū)動、智能電網(wǎng)、新能源、交流變頻、風(fēng)力發(fā)電、電機傳動、汽車等強電控制等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。隨著以軌道交通為代表的新興市場興起，中國已經(jīng)成為全球IGBT最大需求市場。

IGBT按電壓分布應(yīng)用領(lǐng)域

來源：SITRI產(chǎn)業(yè)研究搜集整理

IGBT技術(shù)發(fā)展史

從上世紀80年代至今，IGBT經(jīng)歷了六代技術(shù)的發(fā)展演變，這個過程是很艱苦的，面對的是大量的結(jié)構(gòu)設(shè)計調(diào)整和工藝上的難題。

IGBT從第一代到第六代的演變發(fā)展進程

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IGBT技術(shù)發(fā)展歷史

來源：內(nèi)部資料

回顧IGBT的發(fā)展歷程，其主要從三方面發(fā)展演變：

（1）器件縱向結(jié)構(gòu)：非穿通型(NPT)結(jié)構(gòu)→擁有緩沖層的穿通型(PT)結(jié)構(gòu)→場終止型（FS）、軟穿通型（SPT）結(jié)構(gòu)

（2）柵極結(jié)構(gòu)：平面柵結(jié)構(gòu)→垂直于芯片表面的溝槽型結(jié)構(gòu)

（3）硅片的加工工藝：外延生長技術(shù)→區(qū)熔硅單晶

縱觀全球市場，IGBT主要供應(yīng)廠商基本是歐美及日本幾家公司，它們代表著目前IGBT技術(shù)的最高水平，包括德國英飛凌、瑞士ABB、美國IR、飛兆以及日本三菱、東芝、富士等公司。其IGBT技術(shù)基本發(fā)展到第六代技術(shù)產(chǎn)品，IGBT產(chǎn)品覆蓋了600-6500V/2-3600A全線產(chǎn)品。在高電壓等級領(lǐng)域（3300V以上）更是完全由英飛凌、ABB、三菱三大公司所控制，在大功率溝槽技術(shù)方面，英飛凌與三菱公司處于國際領(lǐng)先水平。

國內(nèi)IGBT產(chǎn)業(yè)鏈主要廠商

我國的IGBT廠商主要包含IDM廠商株洲中車時代電氣、深圳比亞迪、杭州士蘭微、吉林華微、中航微電子、中環(huán)股份等；模組廠商西安永電、西安愛帕克、威海新佳、江蘇宏微、嘉興斯達、南京銀茂、深圳比亞迪等；芯片設(shè)計廠商中科君芯、西安芯派、寧波達新、無錫同方微、無錫新潔能、山東科達等；芯片制造廠商華虹宏力、上海先進、深圳方正微、中芯國際、華潤上華等。

國內(nèi)IGBT產(chǎn)業(yè)鏈主要公司及主要產(chǎn)品

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在電壓結(jié)構(gòu)中，仍然以600-1200V IGBT產(chǎn)品所占比重最大，占整個市場絕大部分市場份額。600V以下的產(chǎn)品主要應(yīng)用在消費電子領(lǐng)域中，1200V以上的IGBT產(chǎn)品應(yīng)用在高鐵、動車、汽車電子及電力設(shè)備中。

國內(nèi)IGBT技術(shù)進展

近幾年國內(nèi)IGBT技術(shù)發(fā)展也比較快，國外廠商壟斷狀況逐漸被打破，已取得一定的突破。主要亮點有：

中車集團的株洲時代電氣已建成全球第二條、國內(nèi)首條8英寸IGBT芯片專業(yè)生產(chǎn)線，具備年產(chǎn)12萬片芯片、并配套形成年產(chǎn)100萬只IGBT模塊的自動化封裝測試能力，芯片與模塊電壓范圍實現(xiàn)從650V到6500V的全覆蓋。

中車集團的西安永電電氣有限責(zé)任公司生產(chǎn)的6500V/600A IGBT功率模塊已成功下線，使其成為全球第四個、國內(nèi)第一個能夠封裝6500V以上電壓等級IGBT的廠家。

上海北車永電電子科技有限公司與上海先進半導(dǎo)體制造股份有限公司聯(lián)合開發(fā)的國內(nèi)首個具有完全知識產(chǎn)權(quán)的6500V高鐵機車用IGBT芯片通過高鐵系統(tǒng)上車試驗，實現(xiàn)產(chǎn)品化應(yīng)用，技術(shù)達到世界先進水平，標志著國內(nèi)機車用高壓、大電流6500V IGBT芯片設(shè)計、芯片工藝研發(fā)制造技術(shù)的重大突破，特別是攻克了6500V IGBT關(guān)斷安全工作區(qū)，短路工作區(qū)等關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。

華潤上華和華虹宏力基于6英寸和8英寸的平面型和溝槽型1700V、2500V和3300V IGBT芯片已進入量產(chǎn)。

深圳比亞迪微電子有限公司、國家電網(wǎng)與上海先進半導(dǎo)體制造股份有限公司建立戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，將具有自主知識產(chǎn)權(quán)的IGBT核心關(guān)鍵技術(shù)和半導(dǎo)體芯片制造技術(shù)進行“強強聯(lián)合”，共同打造IGBT國產(chǎn)化產(chǎn)業(yè)鏈。2015年8月，上海先進半導(dǎo)體正式進入比亞迪新能源汽車用IGBT的供應(yīng)鏈。

2015年底，中車株洲所旗下時代電氣公司與北汽集團旗下的北汽新能源簽署協(xié)議，全面啟動汽車級IGBT、電機驅(qū)動系統(tǒng)等業(yè)務(wù)的合作，并宣布未來共同打造自主新能源汽車品牌。這被業(yè)界視為高鐵技術(shù)與汽車行業(yè)的一次深度“聯(lián)姻”，有望推動IGBT等汽車半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的國產(chǎn)化進程。