中国半导体产业观察之IGBT

IGBT是功率器件技术演变的产品，是未来功率器件的主流发展方向。IGBT 器件（绝缘栅双极型晶体管）是一种MOSFET与双极晶体管复合器件。既有功率MOSFET易于驱动、控制简单、开关频率高的优点。又有功率晶体管的导通电压低、通态电流大、损耗小的优点。基于技术和功能上的优势，IGBT产品可以实现对以往功率器件产品的逐步替代。IGBT产品集合了高频、高压、大电流三大技术优势。IGBT能够实现节能减排，具有很好的环境保护效益。IGBT被*为是电力电子技术第三次革命代表性的产品，是未来应用发展的必然方向。IGBT可广泛应用于电力领域、消费电子、汽车电子、新能源等传统和新兴领域，市场前景广阔。

　　变频家电市场的爆发性增长推动IGBT的快速成长。低功率IGBT主要应用于变频家电，目前中国变频家电渗透率低，具有较大市场潜力。除了变频家电，无火烹饪时尚电磁炉也有IGBT 的用武之地。电磁炉正逐渐演变为主要炊具，IGBT由于其高频、低损耗的特性成为电磁炉内的关键器件。目前中国电磁炉年产量为4000万台，未来将以20%~30%速度增长，直接带动IGBT单管的发展。

　　电机用电是国家用电主体，变频器节能地位的凸显，是IGBT产业成长的另一大助力。变频器是目前的电机节能设备，有着极为广阔的应用空间。通过应用变频调速技术，变频器能过调节电机转速，使电动机在zui节能的转速下运行，大大降低运行时的电能消耗。IGBT是变频器的关键零部件。IGBT是3kV及以上高压变频器的重要零部件，单台高压变频器中IGBT占成本4%~15%。3kV以下中低压变频器方面，根据深圳英威腾资料显示，IGBT占总成本26% 左右。目前中国电机配备变频器不足10%，尚处于粗放式用电的阶段，市场潜力巨大。变频器还广泛应用于造纸、机床、冶金等领域，对IGBT部件的需求广泛。

　　高速列车市场对IGBT有巨大的需求潜力。未来三年中国高速铁路需完成1万公里的里程建设，铁路建设进度加快。截至2009年底中国高速铁路运营总里程为 2830公里，而根据规划2012年需达到1.3万公里。地铁、城铁规划风生水起。至少25个城市计划建设或扩展地铁，总计达数千公里，对车厢需求在 1000个以上。长三角等区域拟定总计逾3000公里的城际铁路规划，加大了对动车组列车的需求。大功率IGBT模块是电力机车和高速动车组的必需组件。电力机车一般需要500个IGBT模块，动车组需要超过100个IGBT模块，一节地铁需要50-80个IGBT模块。高速列车市场的繁荣必然带动对 IGBT模块的巨大需求。根据预测高铁领域每年对IGBT的市场需求达3亿元。

　　新能源产业的兴起成为未来IGBT市场的突破点。太阳能和风能发电都需用到逆变器，IGBT是解决逆变器的通用方式。太阳能需要将直流电变为交流电，再并网使用；风力发电需要将产生的非固定频率交流电进行“交—直—交”转换，再并网使用。太阳能、风能在发电过程中需要逆变器才能实现电流的转换。IGBT是逆变器的重要部件，决定逆变器的性能。混合动力汽车（HEV）和电动汽车（EV）的出现为IGBT 创造了一个新的市场。在HEV和EV领域，IGBT 应用于逆变器中，逆变器负责蓄电池的直-交转换，从而驱动电机运转。

　　智能电网从规划到大规模的实施，也将成为IGBT 新的市场增长点。在智能电网领域，中国拥有超高压直流输变电技术与特高压交流输电技术。2009年*向家坝至上海±800千伏特高压直流输电线路全线贯通，该工程多项创新直流输电技术处于世界水平。IGBT是超高压直流输变电技术、特高压交流输电技术的核心元器件，为技术提供保障。智能电网的大规模实施将实现中国IGBT和智能电网的“双赢”。智能电网对IGBT需求量每年可达4亿元，IGBT将直接受益于其巨大的市场需求。同时，IGBT国产化有利于维护中国在智能电网领域的地位。