90%依赖进口，我国IGBT到底落后在哪？

近年媒体的报道，让我们知道中国集成电路离世界先进水平还很远。但在这里我先说一个很少被报道的产业，中国也几乎都依赖进口，那就是IGBT等功率元器件。我认为这是真的重点发展，且必须重视的产业，因为在高铁和现在大力发展的新能源汽车领域，IGBT是必不可少的，如果都掌握在别人手里，那就会对发展造成影响。

我们先从什么是IGBT说起。

所谓IGBT(绝缘栅双极型晶体管），是由 BJT(双极结型晶体三极管) 和 MOS(绝缘栅型场效应管) 组成的复合全控型-电压驱动式-功率半导体器件,其具有自关断的特征。

简单讲，是一个非通即断的开关，IGBT没有放大电压的功能，导通时可以看做导线，断开时当做开路。IGBT融合了BJT和MOSFET的两种器件的优点，如驱动功率小和饱和压降低等。

而平时我们在实际中使用的IGBT模块是由IGBT与FWD（续流二极管芯片）通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品，具有节能、安装维修方便、散热稳定等特点。

为什么要重视IGBT？

IGBT是能源转换与传输的核心器件，是电力电子装置的"CPU" 。采用IGBT进行功率变换，能够提高用电效率和质量，具有高效节能和绿色环保的特点，是解决能源短缺问题和降低碳排放的关键支撑技术。

IGBT的应用领域

按电压分布的应用领域

IGBT各代之间的技术差异

要了解这个，我们先看一下IGBT的发展历程。

工程师在实际应用中发现，需要一种新功率器件能同时满足：·驱动电路简单,以降低成本与开关功耗；通态压降较低，以减小器件自身的功耗。

回顾他们在1950-60年代发明的双极型器件SCR,GTR和GTO通态电阻很小；电流控制，控制电路复杂且功耗大；1970年代推出的单极型器件VD-MOSFET通态电阻很大；电压控制，控制电路简单且功耗小；因此到了1980年代，他们试图把MOS与BJT技术集成起来的研究，导致了IGBT的发明。 1985年前后美国GE成功试制工业样品（可惜后来放弃）。自此以后， IGBT主要经历了6代技术及工艺改进。

而经过这么多年的发展，我们清楚明白到，从结构上看，IGBT主要有三个发展方向，分别是IGBT纵向结构、IGBT栅极结构和IGBT硅片加工工艺。而在这三个方面的改良过程中，厂商聚焦在降低损耗和降低生产成本两个方面。

在一代代工程师的努力下，IGBT芯片在六代的演变过程中，经历了以下变化：

而前面我们已经提到，开发者一般在实际设计中都是使用IGBT模块应用到实际产品中，所以我们简略对这个介绍一下。

IGBT模块按封装工艺来看主要可分为焊接式与压接式两类。高压IGBT模块一般以标准焊接式封装为主，中低压IGBT模块则出现了很多新技术，如烧结取代焊接，压力接触取代引线键合的压接式封装工艺。

随着IGBT芯片技术的不断发展，芯片的最高工作结温与功率密度不断提高， IGBT模块

技术也要与之相适应。未来IGBT模块技术将围绕 芯片背面焊接固定 与 正面电极互连 两方面改进。模块技术发展趋势：无焊接、 无引线键合及无衬板/基板封装技术；内部集成温度传感器、电流传感器及驱动电路等功能元件，不断提高IGBT模块的功率密度、集成度及智能度。

国内IGBT与国外的差距

先说一下IGBT的全球发展状态，从市场竞争格局来看，美国功率器件处于世界领先地位，拥有一批具有全球影响力的厂商，例如 TI、Fairchild、NS、Linear、IR、Maxim、ADI、ONSemiconductor、AOS 和 Vishay 等厂商。欧洲拥有 Infineon、ST 和 NXP 三家全球半导体大厂，产品线齐全，无论是功率 IC 还是功率分离器件都具有领先实力。

日本功率器件厂商主要有 Toshiba、Renesas、NEC、Ricoh、Sanke、Seiko、Sanyo、Sharp、Fujitsu、Toshiba、Rohm、Matsushita、Fuji Electric 等等。日本厂商在分立功率器件方面做的较好，但在功率芯片方面，虽然厂商数量众多，但很多厂商的核心业务并非功率芯片，

从整体市场份额来看，日本厂商落后于美国厂商。近年来，中国台湾的功率芯片市场发展较快，拥有立锜、富鼎先进、茂达、安茂、致新和沛亨等一批厂商。台湾厂商主要偏重于 DC/DC 领域，主要产品包括线性稳压器、PWMIC(Pulse Width Modulation IC，脉宽调制集成电路)和功率MOSFET，从事前两种 IC 产品开发的公司居多。

总体来看，台湾功率厂商的发展较快，技术方面和国际领先厂商的差距进一步缩小，产品主要应用于计算机主板、显卡、数码产品和 LCD 等设备

而中国大陆功率半导体市场占世界市场的50%以上，但在中高端MOSFET及IGBT主流器件市场上，90％主要依赖进口，基本被国外欧美、日本企业垄断。

2015年国