2023中国IGBT市场现状分析及发展前景预测

• 黄文玉 2023年6月5日 来源：互联网 1388 91
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IGBT，绝缘栅双极型晶体管，是由双极型三极管和绝缘栅型场效应管组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有金氧半场效晶体管的高输入阻抗和电力晶体管的低导通压降两方面的优点。

IGBT绝缘栅双极型晶体管是指什么?

IGBT，绝缘栅双极型晶体管，是由双极型三极管和绝缘栅型场效应管组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有金氧半场效晶体管的高输入阻抗和电力晶体管的低导通压降两方面的优点。能够根据工业装置中的信号指令来调节电路中的电压、电流、频率、相位等，以实现精准调控的目的。根据封装形式的不同，可以分为IGBT单管和IGBT模块，由一个IGBT芯片和一个FRD续流二极管芯片封装组成的是IGBT单管，由多个IGBT芯片和多个FRD续流二极管芯片封装组成的是IGBT模块。

GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。IGBT是能源变换与传输的核心器件，俗称电力电子装置的“CPU”，作为国家战略性新兴产业，在轨道交通、智能电网、航空航天、电动汽车与新能源装备等领域应用极广。

IGBT模块是由IGBT(绝缘栅双极型晶体管芯片)与FWD(续流二极管芯片)通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品;封装后的IGBT模块直接应用于变频器、UPS不间断电源等设备上。IGBT模块具有节能、安装维修方便、散热稳定等特点;当前市场上销售的多为此类模块化产品，一般所说的IGBT也指IGBT模块;随着节能环保等理念的推进，此类产品在市场上将越来越多见。

IGBT行业市场发展现状分析

IGBT产业链的上游原材料主要为硅晶圆、光刻板、引线框架、新型宽禁带材料以及其他辅助材料等;中游包括产品的设计、研发生产和封装等工序，产品大致可以分为功率分立器件、功率IC和功率模组三大类，目前专业从事IGBT产品研发设计和销售的企业主要有英飞凌、三菱、富士电机、安森美、斯达半导、士兰微、时代电气等等;产业链的下游应用市场有消费电子、家用电器、轨道交通、工业控制、网络通信、军工航天以及新能源产业链。

IGBT的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道，给PNP(原来为NPN)晶体管提供基极电流，使IGBT导通。反之，加反向门极电压消除沟道，切断基极电流，使IGBT关断。IGBT的驱动方法和MOSFET基本相同，只需控制输入极N-沟道MOSFET，所以具有高输入阻抗特性。当MOSFET的沟道形成后，从P+基极注入到N-层的空穴(少子)，对N-层进行电导调制，减小N-层的电阻，使IGBT在高电压时，也具有低的通态电压。

根据中研普华产业研究院发布的《2022-2027年中国IGBT市场现状分析及发展前景预测报告》显示：

数据显示，2017-2022 年全球 IGBT 市场规模CAGR 达7.04%，中国市场主要应 用包括新能源汽车、工控、消费电子。受益于工业控制及电源行业市场的 逐步回暖，以及下游的变频家电、新能源汽车等领域的迅速发展，全球及 中国 IGBT 市场规模持续增长。根据 WSTS 数据，预计 2022 年全球 IGBT 市场规模将达到近 57 亿美元，2017-2022 年 CAGR 达到 7.04%。从下游应用领域规模占比来看，2020 年中国 IGBT 市场应用以新能源 汽车、工业控制及消费电子类为主，占比分别为 30%、27%及 22%。

现在,大电流高电压的IGBT已模块化,它的驱动电路除上面介绍的由分立元件构成之外,现在已制造出集成化的IGBT专用驱动电路.其性能更好,整机的可靠性更高及体积更小。2021年10月30日22时，国家电网自主研发生产的3300伏IGBT器件经过连续两天2次12小时40万千瓦功率大负荷连续试运行，在福建厦门柔直鹭岛换流站完成调试。

IGBT(绝缘栅双极晶体管)作为新型电力半导体场控自关断器件，集功率MOSFET的高速性能与双极性器件的低电阻于一体，具有输进阻抗高，电压控制功耗低，控制电路简单，耐高压，承受电流大等特性，在各种电力变换中获得极广泛的应用。与此同时，各大半导体生产厂商不断开发IGBT的高耐压、大电流、高速、低饱和压降、高可靠、低本钱技术，主要采用1um以下制作工艺，研制开发取得一些新进展。

目前，英飞凌等头部企业在第七代IGBT上已经达到量产水平。由于IGBT的生命周期较长，产品迭代速率不追求你摩尔定律，使用周期较长，虽然老一代产品的损耗较大，但其芯片的面积较大，稳定性较好，部分领域仍会选择使用旧代产品，因此，IGBT在市场上呈现多代共存的状态。

作为电力电子重要大功率主流器件之一，IGBT已经广泛应用于家用电器、交通运输、电力工程、可再生能源和智能电网等领域。在工业应用方面，如交通控制、功率变换、工业电机、不间断电源、风电与太阳能设备，以及用于自动控制的变频器。在消费电子方面，IGBT用于家用电器、相机和手机。

从全球IGBT行业应用情况来看，工业控制、新能源汽车和新能源发电是最主要的需求领域，需求占比之和约为74%。其中工业控制占比约为37%，新能源汽车占比约为28%，新能源发展占比约为9%。

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