全球及中國IGBT市場現(xiàn)狀分析及發(fā)展前景預(yù)測

• 2022年11月1日 HuangWenYu來源：百度百科 中研報告 WSTS SEMI 501 27
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IGBT，絕緣柵雙極型晶體管，是由雙極型三極管和絕緣柵型場效應(yīng)管組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動式功率半導(dǎo)體器件，兼有金氧半場效晶體管的高輸入阻抗和電力晶體管的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點。

IGBT的概念

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，絕緣柵雙極型晶體管，是由(Bipolar Junction Transistor，BJT)雙極型三極管和絕緣柵型場效應(yīng)管組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動式功率半導(dǎo)體器件，兼有金氧半場效晶體管的高輸入阻抗和電力晶體管的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點。

GTR飽和壓降低，載流密度大，但驅(qū)動電流較大;MOSFET驅(qū)動功率很小，開關(guān)速度快，但導(dǎo)通壓降大，載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點，驅(qū)動功率小而飽和壓降低。非常適合應(yīng)用于直流電壓為600V及以上的變流系統(tǒng)如交流電機、變頻器、開關(guān)電源、照明電路、牽引傳動等領(lǐng)域。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2022-2027年中國IGBT市場現(xiàn)狀分析及發(fā)展前景預(yù)測報告》顯示：

IGBT是能源變換與傳輸?shù)暮诵钠骷?，俗稱電力電子裝置的“CPU”，作為國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，在軌道交通、智能電網(wǎng)、航空航天、電動汽車與新能源裝備等領(lǐng)域應(yīng)用極廣。IGBT模塊是由IGBT(絕緣柵雙極型晶體管芯片)與FWD(續(xù)流二極管芯片)通過特定的電路橋接封裝而成的模塊化半導(dǎo)體產(chǎn)品;封裝后的IGBT模塊直接應(yīng)用于變頻器、UPS不間斷電源等設(shè)備上。

IGBT模塊具有節(jié)能、安裝維修方便、散熱穩(wěn)定等特點;當前市場上銷售的多為此類模塊化產(chǎn)品，一般所說的IGBT也指IGBT模塊;隨著節(jié)能環(huán)保等理念的推進，此類產(chǎn)品在市場上將越來越多見。據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2021年我國半導(dǎo)體材料行業(yè)市場規(guī)模達99億美元，同比增長12.3%，預(yù)計2022年中國半導(dǎo)體材料市場規(guī)模將達107億美元。

IGBT行業(yè)市場現(xiàn)狀分析

從20世紀80年代至今，IGBT芯片經(jīng)歷了6代升級，從平面穿通型到溝槽型電場到截止型，芯片面積、工藝線寬、通態(tài)飽和壓降、關(guān)斷時間、功率損耗等各項指標經(jīng)歷了不斷的優(yōu)化，斷態(tài)電壓也從600V提高到了6500V以上。IGBT是誕生于20世紀80年代的功率半導(dǎo)體分立器件，進入工業(yè)應(yīng)用時間較晚，雖然目前占整體功率半導(dǎo)體分立器件市場份額較小，但它代表了未來的發(fā)展方向，市場規(guī)模增長很快。其中IGBT7作為最新一代技術(shù)，其溝道密度更高，元胞間距也經(jīng)過精心設(shè)計，并且優(yōu)化了寄生電容參數(shù)，從而實現(xiàn)5kv/us下的最佳開關(guān)性能。

從我國IGBT應(yīng)用結(jié)構(gòu)情況來看，工業(yè)控制、新能源汽車、新能源發(fā)電已然是IGBT主要的應(yīng)用領(lǐng)域。其中新能源汽車占比約為31%，工業(yè)控制占比約為20%，新能源發(fā)電占比約為11%。

現(xiàn)在,大電流高電壓的IGBT已模塊化,它的驅(qū)動電路除上面介紹的由分立元件構(gòu)成之外,現(xiàn)在已制造出集成化的IGBT專用驅(qū)動電路.其性能更好,整機的可靠性更高及體積更小。2021年10月30日22時，國家電網(wǎng)自主研發(fā)生產(chǎn)的3300伏IGBT器件經(jīng)過連續(xù)兩天2次12小時40萬千瓦功率大負荷連續(xù)試運行，在福建廈門柔直鷺島換流站完成調(diào)試。

隨著近年來全球IGBT行業(yè)發(fā)展向好，其市場規(guī)模也隨之逐年遞增。據(jù)資料顯示，2021年全球IGBT市場規(guī)模約為70.9億美元，同比增長6.6%。2021年我國IGBT產(chǎn)量為2580萬只，同比增長27.7%;需求量為13200萬只，同比增長20%。

作為電力電子重要大功率主流器件之一，IGBT已經(jīng)廣泛應(yīng)用于家用電器、交通運輸、電力工程、可再生能源和智能電網(wǎng)等領(lǐng)域。在工業(yè)應(yīng)用方面，如交通控制、功率變換、工業(yè)電機、不間斷電源、風電與太陽能設(shè)備，以及用于自動控制的變頻器。在消費電子方面，IGBT用于家用電器、相機和手機。

2017-2022 年全球 IGBT 市場規(guī)模 CAGR 達 7.04%，中國市場主要應(yīng) 用包括新能源汽車、工控、消費電子。受益于工業(yè)控制及電源行業(yè)市場的 逐步回暖，以及下游的變頻家電、新能源汽車等領(lǐng)域的迅速發(fā)展，全球及中國 IGBT 市場規(guī)模持續(xù)增長。預(yù)計2022年全球 IGBT 市場規(guī)模將達到近 57 億美元，2017-2022 年CAGR 達到 7.04%。

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