揭秘 IGBT:从核心技术到万亿市场的机遇密码

B站影视 港台电影 2025-08-07 10:21 1

摘要:在现代科技飞速发展的时代,有一种关键器件在众多领域发挥着不可替代的作用,它就是IGBT。或许很多人对这个名字感到陌生,但它却实实在在地影响着我们生活的方方面面。

在现代科技飞速发展的时代,有一种关键器件在众多领域发挥着不可替代的作用,它就是 IGBT。或许很多人对这个名字感到陌生,但它却实实在在地影响着我们生活的方方面面。


一、IGBT 是什么?

IGBT,即绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor),是一种全控型电压驱动式功率半导体器件。它巧妙地将双极结型晶体管(BJT)和金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管(MOSFET)的优点集于一身。IGBT 具备输入阻抗高、控制功率小、易于驱动、开关频率高、导通电流大和导通损耗小等诸多优势。形象地说,IGBT 就像是一个能够精准控制电流通断的 “超级开关”,可以将直流电压逆变成频率可调的交流电,在电力电子装置中扮演着 “CPU” 的关键角色,也是实现高效节能减排的主力军。



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二、IGBT 的主要应用领域

(一)新能源汽车

在新能源汽车领域,IGBT 至关重要。它主要应用于汽车的电机控制器,负责控制电机的运转速度和扭矩。一辆新能源汽车性能的优劣,很大程度上取决于 IGBT 模块的性能。IGBT 能够实现高效的电能转换,减少能量损耗,提升汽车的续航里程。随着新能源汽车市场的蓬勃发展,对 IGBT 的需求也在急剧增长。


(二)工业控制

在工业控制领域,IGBT 广泛应用于变频器、UPS 不间断电源等设备中。变频器通过 IGBT 实现对电机转速的精确调节,从而达到节能和精准控制生产过程的目的。UPS 不间断电源则依靠 IGBT 在市电中断时迅速切换,保障设备的持续运行,避免因停电造成的生产中断和数据丢失。


(三)新能源发电

在光伏和风力发电系统中,IGBT 用于将不稳定的直流电转换为交流电并入电网。例如,光伏逆变器通过 IGBT 的高频开关动作,实现最大功率点跟踪,提高光伏发电的效率。风力发电中的变流器同样离不开 IGBT,它确保风机在不同风速下都能稳定地将电能输送到电网。


(四)轨道交通

IGBT 在轨道交通中用于列车的牵引变流器,实现电能到机械能的高效转换,驱动列车运行。其高电压、大电流的处理能力满足了轨道交通对大功率电力转换的需求,保障了列车的稳定、高效运行。


三、国内 IGBT 做得好的五家企业

(一)斯达半导(603290.SH

斯达半导专注于 IGBT 和 SiC 功率模块的设计研发,在车规级 IGBT 模块领域成绩斐然,已为超 200 万套新能源汽车主电机控制器提供配套。该企业凭借第七代微沟槽 TrenchFieldStop 技术实现了低损耗,其 1200V 车规级 IGBT 模块适配 800V 高压平台,在全球 IGBT 模块市场排名第五,国内第一,产品广泛覆盖新能源汽车、工业控制、光伏储能等领域。


(二)士兰微(600460.SH

士兰微采用 IDM 模式(垂直整合制造),业务涵盖 IGBT 单管、IPM 模块及 SiCMOSFET 芯片。其第五代 IGBT 芯片已批量供货比亚迪、吉利等车企,SiCMOSFET 芯片月产能达 6000 片,并计划在 2024 年扩至 12000 片。在新能源汽车主驱模块、光伏逆变器、工业变频器等应用场景中表现出色,2023 年光伏 IGBT 器件出货量占国内市场 15%。


(三)时代电气(688187.SH

时代电气是高压 IGBT 龙头企业,其 6500VIGBT 模块打破了国外垄断,在高铁、电网及新能源汽车等领域均有应用。该企业在技术布局上积极进取,第三代 1200VSiCMOSFET 芯片达到国内先进水平,6 英寸 SiC 衬底产能逐步释放,2023 年新增北汽、上汽等车企订单,在集中式光伏 IGBT 模块市占率国内第一,轨交领域市占率超 90%。


(四)宏微科技(688711.SH

宏微科技聚焦车规级 IGBT 模块及 SiC 芯片,产品覆盖新能源汽车、充电桩及工业设备。其 M7i 微沟槽芯片技术实现了低导通压降与开关损耗的良好平衡,自产 IGBT 芯片技术达到国际先进水平。并且,该企业规划在 2025 年将 IGBT 模块产能提升至 500 万套 / 年,SiC 器件产线也已进入试生产阶段。


(五)新洁能(605111.SH

新洁能是光伏储能领域 IGBT 单管龙头,产品适配 1500V 高压系统,2023 年光伏逆变器用 IGBT 出货量同比增长 120%。该企业推出的 IGBT 与 SiC 混合并联驱动方案,能有效提升系统效率 5%-8%,在储能变流器及电动汽车 OBC 等领域得到应用。


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四、IGBT 市场现状

目前,全球 IGBT 市场呈现出蓬勃发展的态势。在 “双碳” 战略持续推进与新能源产业高速发展的双重驱动下,市场对 IGBT 的需求急剧攀升。QYResearch 报告指出,2025 年绝缘栅双极型晶体管(IGBT)市场规模有望突破 600 亿元,年复合增长率达 18.7%。在市场竞争格局方面,国际企业如英飞凌、三菱电机等在全球市场占据重要地位,但国内企业也在迅速崛起,逐渐缩小与国际企业的差距,在部分领域甚至实现了反超。


五、国际上 IGBT 做得好的企业

(一)英飞凌

英飞凌在 IGBT 领域实力强劲,其产品系列丰富,涵盖不同电压和电流等级的分立器件、压接式器件、功率模块以及组件解决方案。产品广泛应用于汽车、牵引、能源传输、工业和消费系统等多个领域,以高效率和高可靠性著称。例如,其汽车 IGBT 分立器件能在不增加开关损耗的情况下降低饱和电压,为各种功率等级的应用设计提供了极大的灵活性和可扩展性。


(二)三菱电机

三菱电机的 IGBT 产品在全球市场也颇具影响力,尤其在工业和电力领域应用广泛。该企业不断投入研发,推动 IGBT 技术的创新,其产品在性能和稳定性方面表现优异,为众多工业设备和电力系统提供了可靠的电力转换解决方案。


六、IGBT 未来市场趋势

未来,IGBT 市场前景依然广阔。随着新能源汽车、光伏 / 风电逆变器、以 5G 通信、特高压和充电桩为代表的新基建等领域的持续发展,将进一步拉动对 IGBT 的需求。并且,行业也在不断探索新型 IGBT 技术,如超结 IGBT(SJ - IGBT)凭借卓越的功率密度与低损耗特性,已成为新能源汽车、智能电网、轨道交通等领域技术革新的核心突破口。虽然目前该技术在商业化落地过程中面临工艺复杂、制造成本高的挑战,但随着技术的不断成熟和成本的降低,有望在更多领域得到广泛应用。


七、IGBT 的价位

IGBT 的价格因型号、规格、应用领域以及市场供需关系等因素而有所不同。一般来说,普通的 IGBT 单管价格可能在几元到几十元不等,而应用于新能源汽车等高端领域的 IGBT 模块,价格则相对较高,可能达到几百元甚至上千元。例如,新能源汽车单台 IGBT 模块价值量已突破 2000 元。随着技术的进步和产能的提升,部分 IGBT 产品价格有下降趋势,但高端、高性能的 IGBT 产品由于研发成本高、技术难度大,价格仍相对坚挺。


IGBT 作为电力电子领域的核心器件,在当今社会的众多关键领域发挥着重要作用。无论是国内还是国际企业,都在不断推动 IGBT 技术的发展和市场的拓展。随着未来相关产业的持续繁荣,IGBT 必将迎来更广阔的发展空间,继续闪耀在科技的舞台上。

来源:汽车半导体情报局

来源:芯片测试赵工

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