國內(nèi)的企業(yè)在不斷進行科技研究，縮小現(xiàn)在IGBT技術(shù)和應用的差距，未來的IGBT也會在這些方面逐步實現(xiàn)突破。

IGBT技術(shù)發(fā)展方向

1、低功率IGBT

IGBT應用范圍一般都在600V、1KA、1KHz以上區(qū)域，為滿足家電行業(yè)的發(fā)展需求，摩托羅拉、ST半導體、三菱等公司推出低功率IGBT產(chǎn)品，實用于家電行業(yè)的微波爐、洗衣機、電磁灶、電子整流器、照相機等產(chǎn)品的應用。

2、U-IGBT

U(溝槽結(jié)構(gòu))－－IGBT是在管芯上刻槽，芯片元胞內(nèi)部形成溝槽式柵極。采用溝道結(jié)構(gòu)后，可進一步縮小元胞尺寸，減少溝道電阻，進步電流密度，制造相同額定電流而芯片尺寸最少的產(chǎn)品。現(xiàn)有多家公司生產(chǎn)各種U—IGBT產(chǎn)品，適用低電壓驅(qū)動、表面貼裝的要求。

3、NPT-IGBT

NPT(非穿通型)－－IGBT采用薄硅片技術(shù)，以離子注進發(fā)射區(qū)代替高復雜、高本錢的厚層高阻外延，可降低生產(chǎn)本錢25%左右，耐壓越高本錢差越大，在性能上更具有特色，高速、低損耗、正溫度系數(shù)，無鎖定效應，在設(shè)計600—1200V的IGBT時，NPT—IGBT可靠性最高。西門子公司可提供600V、1200V、1700V系列產(chǎn)品和6500V高壓IGBT，并推出低飽和壓降DLC型NPT—IGBT，依克賽斯、哈里斯、英特西爾、東芝等公司也相繼研制出NPT—IGBT及其模塊系列，富士電機、摩托羅拉等在研制之中，NPT型正成為IGBT發(fā)展方向。

4、SDB－－IGBT

鑒于目前廠家對IGBT的開發(fā)非常重視，三星、快捷等公司采用SDB(硅片直接鍵合)技術(shù)，在IC生產(chǎn)線上制作第四代高速IGBT及模塊系列產(chǎn)品，特點為高速，低飽和壓降，低拖尾電流，正溫度系數(shù)易于并聯(lián)，在600V和1200V電壓范圍性能優(yōu)良，分為UF、RUF兩大系統(tǒng)。

5、超快速IGBT

國際整流器IR公司的研發(fā)重點在于減少IGBT的拖尾效應，使其能快速關(guān)斷，研制的超快速IGBT可最大限度地減少拖尾效應，關(guān)斷時間不超過2000ns，采用特殊高能照射分層技術(shù)，關(guān)斷時間可在100ns以下，拖尾更短，重點產(chǎn)品專為電機控制而設(shè)計，現(xiàn)有6種型號，另可用在大功率電源變換器中。

6、IGBT/FRD

IR公司在IGBT基礎(chǔ)上推出兩款結(jié)合FRD(快速恢復二極管)的新型器件，IGBT/FRD有效結(jié)合，將轉(zhuǎn)換狀態(tài)的損耗減少20%，采用TO—247外型封裝，額定規(guī)格為1200V、25、50、75、100A，用于電機驅(qū)動和功率轉(zhuǎn)換，以IGBT及FRD為基礎(chǔ)的新技術(shù)便于器件并聯(lián)，在多芯片模塊中實現(xiàn)更均勻的溫度，進步整體可靠性。

7、IGBT功率模塊

IGBT功率模塊采用IC驅(qū)動，各種驅(qū)動保護電路，高性能IGBT芯片，新型封裝技術(shù)，從復合功率模塊PIM發(fā)展到智能功率模塊IPM、電力電子積木PEBB、電力模塊IPEM。PIM向高壓大電流發(fā)展，其產(chǎn)品水平為1200—1800A/1800—3300V，IPM除用于變頻調(diào)速外，600A/2000V的IPM已用于電力機車VVVF逆變器。平面低電感封裝技術(shù)是大電流IGBT模塊為有源器件的PEBB，用于艦艇上的導彈發(fā)射裝置。IPEM采用共燒瓷片多芯片模塊技術(shù)組裝PEBB，大大降低電路接線電感，進步系統(tǒng)效率，現(xiàn)已開發(fā)成功第二代IPEM，其中所有的無源元件以埋層方式掩埋在襯底中。智能化、模塊化成為IGBT發(fā)展熱門。

IGBT市場發(fā)展方向

首先是綠色能源：目前我國的總體能源利用效率為33%左右，比發(fā)達國家低10%，節(jié)能工作面臨較大壓力，綠色能源的推動必不可少。

而目前中國已成為太陽能電池生產(chǎn)的第一大國，風力發(fā)電的累計裝機容量也是連續(xù)實現(xiàn)翻番。無論是太陽能電池還是風力發(fā)電，其系統(tǒng)應用都需要把直流電轉(zhuǎn)化為交流電，而承擔這一任務的部件是逆變器，逆變器的核心“心臟”器件就是IGBT。

其次，新能源汽車：到目前為止，已有英、法、德等六國先后提出停售燃油車的時間表(挪威/荷蘭2025年，德國/印度2030年，英法2040年)，我國工信部也表態(tài)已經(jīng)開始研究制定傳統(tǒng)燃油車停售的時間表。

2013~2016年，我國新能源車產(chǎn)量從2萬輛暴漲到50萬輛，根據(jù)國務院發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，至2020年，我國純電動汽車和插電式混合動力汽車生產(chǎn)能力達200萬輛，累計產(chǎn)銷量超過500萬輛，等效為8寸IGBT晶圓需求為100萬片，累計250萬片，市場相當龐大。

若拆解來看IGBT的模塊約占新能源車成本10%、占充電樁成本約20%，預計未來5年，國內(nèi)的新能源汽車及充電樁可望帶動約200億IGBT模塊的市場需求。

另外就是工業(yè)自動化領(lǐng)域：機器人的大量使用，是近年來制造業(yè)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級的突出特點。我國自2013年成為世界最大工業(yè)機器人市場后，工業(yè)機器人使用量大幅攀升，年復合增長率超過20%，2016年機器人安裝量更是高達8.5萬臺，超過全球新增工業(yè)機器人數(shù)量的30%。IGBT在工業(yè)用機器人領(lǐng)域也扮演重要的角色。

進口替代是我國IGBT發(fā)展趨勢。我國IGBT器件90%依賴進口，國產(chǎn)市場份額主要被歐美、日本企業(yè)壟斷。中國IGBT企業(yè)在研發(fā)與制造工藝方面極度缺乏經(jīng)驗，與世界先進水平差距很大。同時IGBT都是關(guān)鍵設(shè)備上的核心部件，設(shè)備廠商更換國產(chǎn)產(chǎn)品風險很大，這也是制約國內(nèi)企業(yè)產(chǎn)品進入高端市場的障礙。

IGBT的發(fā)展受到政策的支持，其發(fā)展途徑和發(fā)展途徑都能得到好的保障，在這些扶持項目的背后，科技的提升和產(chǎn)業(yè)化的進程都能得到加快。