七张图彻底看懂IGBT

时间： 2024-02-26 来源：芯长征科技公众号

功率半导体是半导体行业的细分领域，虽不像集成电路一样被大众熟知，但其重要性不可忽视。IGBT是功率半导体的一种，作为电子电力装置和系统中的“CPU”，高效节能减排的主力军。

回顾IGBT的技术发展，IGBT主要经历了7代技术及工艺改进。

新能源汽车的成本构成中，最大头当然是动力电池，第二高的就是IGBT。

在电动汽车特斯拉Model 3上，提供电源的是，7000节18650电池，这些电池提供400伏直流电，而特斯拉电动车的电机转动必须用交流电，通过改变电机的交流电的频率，来改变电机的转速，从而精准的改变车辆行驶的速度和加速能力。电动汽车3秒可以加速到100公里的强悍起步能力，就是因为交流电机转速启动特别快，这其中的转换主要就是IGBT的功劳。

在充电桩上，充电桩从电网上接出来的电流是标准的220伏交流电，而特斯拉电动汽车的电池充电，需要直流电充电，这就需要IGBT将交流电变成直流电，并把电压提高到电动车需要的400伏的电压上，才能给7000节18650电池充电。IGBT的性能直接决定了电动车的充电效率和充电速度。

IGBT 门槛较高，长期以来主要由英飞凌、富士电机等垄断，市场竞争方面，英飞凌占据了绝对的领先地位，其模组产品市占率35.6%、分立器件产品市占率 32.5%。不过国内 IGBT 企业也在奋起直追，新参与者也不断涌入。

IGBT 新参与者主要分为三类：
一是老牌功率器件厂商逐渐向 IGBT 等高端业务扩展业务。
二是终端厂商向供应链上游拓展，如比亚迪于 2005 年进入IGBT产业，目前其推出的 IGBT 4.0 产品在电流输出、综合损耗及温度循环寿命等许多关键指标上超越了英飞凌等主流企业的产品，并实现了对外供应。
三是新创企业进入IGBT 赛道，如芯聚能半导体于 2019 年 9 月开启 25 亿元的投资项目，目标面向新能源汽车用功率模块。

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