在新能源汽車中，IGBT其實(shí)是很重要的一部分，它對(duì)于一輛汽車的穩(wěn)定性與安全性有著至關(guān)重要的影響；燃油車和新能源汽車的差異，主要體現(xiàn)在動(dòng)力系統(tǒng)方面，而動(dòng)力系統(tǒng)=動(dòng)力電池+電機(jī)+電控系統(tǒng)，在新能源汽車中，IGBT主要應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、空調(diào)和充電樁領(lǐng)域；新能源汽車中升壓器（電控用）、逆變器（空調(diào)和電池?zé)峁芾恚┖统潆姌抖夹枰狪GBT。
IGBT產(chǎn)生的背景
在半導(dǎo)體領(lǐng)域中功率半導(dǎo)體是電子裝置中電能轉(zhuǎn)換與電路控制的核心，主要用于改變電子裝置中電壓和頻率、直流交流轉(zhuǎn)換等。功率半導(dǎo)體細(xì)分為功率器件（分立器件的一支）和功率IC（集成電路的一支）。從技術(shù)發(fā)展來(lái)看，功率分立器件的演進(jìn)路徑基本為二極管到晶閘管到MOSFET再到IGBT，其中，IGBT是功率半導(dǎo)體新一代中的典型產(chǎn)品。
功率器件按照驅(qū)動(dòng)方式可以分為兩大類，分別是電壓型控制器件和電流型控制器件。電壓型控制器件主要是通過(guò)改變調(diào)節(jié)控制端電壓來(lái)控制器件的開(kāi)通與關(guān)斷，而電流型控制器件則主要是通過(guò)改變調(diào)節(jié)控制端電流大小來(lái)控制器件的開(kāi)通與關(guān)斷。電流控制型器件的共同特點(diǎn)是導(dǎo)通損耗小，所需驅(qū)動(dòng)功率小，但是驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜，工作頻率較低，如晶閘管、二極管、BJT等。而電壓控制型器件的共同特點(diǎn)在于輸入阻抗高、所需驅(qū)動(dòng)功率小、驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單、工作頻率高，如IGBT、MOSFET等。
MOSFET主要應(yīng)用于中小功率場(chǎng)合如電腦功率電源、家用電器等，具有門(mén)極輸入阻抗高、驅(qū)動(dòng)功率小、開(kāi)關(guān)速度快、開(kāi)關(guān)損耗小的特點(diǎn)。但隨著下游應(yīng)用發(fā)展越來(lái)越快，MOSFET的電流能力顯然已經(jīng)不能滿足市場(chǎng)需求。為了在保留MOSFET優(yōu)點(diǎn)的前提下降低器件的導(dǎo)通電阻，人們?cè)?jīng)嘗試通過(guò)提高M(jìn)OSFET襯底的摻雜濃度以降低導(dǎo)通電阻，但襯底摻雜的提高會(huì)降低器件的耐壓。如果在MOSFET結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上引入一個(gè)雙極型BJT結(jié)構(gòu)，就不僅能夠保留MOSFET的原有優(yōu)點(diǎn)，還可以通過(guò)BJT結(jié)構(gòu)提高器件的電流能力。
BJT即為雙極型晶體管，俗稱三極管，在三極管中,空穴電子和自由電子都參與導(dǎo)電,稱為雙極型器件;而MOS管只有多子導(dǎo)電,稱為單極型器件。在放大狀態(tài)工作時(shí),三極管發(fā)射結(jié)正偏,有基極電流,相應(yīng)的輸入電阻較小,約為103Ω。由于BJT 是雙極性器件，在工作過(guò)程中，器件結(jié)構(gòu)漂移區(qū)中有注入載流子貯存時(shí)間，導(dǎo)致其不能在高頻下工作。
在經(jīng)過(guò)技術(shù)上的不斷改進(jìn)后，結(jié)合了兩者優(yōu)勢(shì)的IGBT應(yīng)運(yùn)而生。目前，IGBT已經(jīng)能夠覆蓋從600V~6500V的電壓范圍，應(yīng)用涵蓋從工業(yè)電源、變頻器、新能源汽車、新能源發(fā)電到軌道交通、國(guó)家電網(wǎng)等一系列領(lǐng)域。IGBT憑借其高工作頻率、高電流性能、開(kāi)關(guān)損耗小等優(yōu)點(diǎn)在龐大的功率器件世界中贏得了自己的一片領(lǐng)域。
在新能源汽車領(lǐng)域
IGBT約占電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)成本的一半，而電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)占整車成本的15-20%，也就是說(shuō)IGBT占整車成本的7-10%，是除電池之外成本第二高的元件，也決定了整車的能源效率。此外直流充電樁的核心也是IGBT管，直流充電樁30%的原材料成本就是IGBT。作為一種功率半導(dǎo)體，IGBT應(yīng)用非常廣泛，小到家電、大到飛機(jī)、艦船、交通、電網(wǎng)等戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。此外，IGBT還是國(guó)家“02專項(xiàng)”的重點(diǎn)扶持項(xiàng)目，已經(jīng)全面取代了傳統(tǒng)的Power MOSFET，被稱為電力電子行業(yè)里的“CPU”。
在電動(dòng)汽車的“三電”方面，TESLA的Model S使用的三相異步驅(qū)動(dòng)電機(jī)，其中每一相的驅(qū)動(dòng)控制需要使用28顆塑封的IGBT芯片，三相共需要使用84顆IGBT芯片。算算總量，就可知需求的龐大。此外，充電樁的核心部件也要用到IGBT芯片。
按照IGBT模塊工作時(shí)的電壓，它的應(yīng)用領(lǐng)域大致分為五類：
650V——應(yīng)用于新能源汽車、家電和工業(yè)變頻；
1200V——應(yīng)用于光伏、電磁爐、電焊機(jī)、新能源汽車行業(yè)；
1700V——應(yīng)用于太陽(yáng)能，風(fēng)電等領(lǐng)域；
3300V——應(yīng)用于動(dòng)車、高鐵、國(guó)家電網(wǎng)等領(lǐng)域；
6500V——高鐵、工業(yè)電機(jī)、動(dòng)車、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域；
從IGBT下游應(yīng)用領(lǐng)域的占比來(lái)看，前三個(gè)場(chǎng)景分別是新能源汽車（占比31%）、家電（占比27%）、工業(yè)控制（占比為20%）。
臺(tái)灣茂矽電子成立于1987年；臺(tái)灣茂硅晶圓制造長(zhǎng)期聚焦在功率半導(dǎo)體元件及電源管理IC領(lǐng)域，主要產(chǎn)品有溝槽式功率金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)電晶體（Trench Power MOSFET）、溝槽式絕緣柵雙極電晶體（Trench IGBT）、類比IC (Analog IC)以及各種二極體（Diode）等，客戶終端產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于電腦、液晶螢?zāi)慌c電視、手機(jī)電池、工具機(jī)、LED照明、電源及汽車電子等領(lǐng)域。
目前市面上出現(xiàn)的晶圓直徑主要是150mm、200mm、300mm，分別對(duì)應(yīng)6英寸、8英寸、12英寸的晶圓；國(guó)產(chǎn)芯片在晶圓的產(chǎn)能上，也就是在6寸上有優(yōu)勢(shì)；
全球10大8”晶圓廠約有40座,其中33座在亞洲(臺(tái)灣15座,中國(guó)8座)在2019-2021產(chǎn)能僅擴(kuò)廠5%,仍不足以滿足后續(xù)電動(dòng)車與工業(yè)控制市場(chǎng),導(dǎo)致IGBT持續(xù)漲價(jià)。
由工采網(wǎng)代理的臺(tái)灣茂矽電子推出的IGBT晶圓是有幾款1200V、FS工藝(15A、25A、40A)6寸IGBT晶圓片；1200V壕溝和現(xiàn)場(chǎng)停止技術(shù)；低開(kāi)關(guān)損耗；正溫度系數(shù)；簡(jiǎn)單的平行技術(shù)。
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