中国IGBT芯片应用领域
IGBT(绝缘栅双极型晶体管)是电力控制和电力转换的核心器件,是由BJT(双极型晶体管)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,具有高输入阻抗、低导通压降、高速开关特性和低导通状态损耗等特点,在较高频率的大、中功率应用中占据了主导地位。
目前IGBT已经能够覆盖从600V-6500V的电压范围,按照使用电压的情况,IGBT可以分为低压、中压和高压三大类产品,不同的电压范围适用不同的应用场景。
不同电压等级IGBT芯片应用及厂商布局
低压IGBT一般电压在1200V及以下,且适用于低消耗的消费电子和太阳能逆变器领域,中国本土厂商几乎都有布局低压领域。
中压IGBT一般电压在1200-2500V,适用于新能源汽车、风力发电等领域,由于碳中和计划的持续推行以及新能源领域的高速发展,该领域是中国IGBT本土厂商未来主要发力的领域。
高压IGBT一般电压大于2500V,主要适用于高铁、动车、智能电网等领域,中国本土厂商仅中车时代和斯达半导有所布局,中国高铁里程数全球第一,需求量大,促进中上游技术发展,因此该领域率先实现了国产替代。
中国IGBT厂商产品电压覆盖范围
中国的IGBT厂商多集中在中低压市场,如宏微科技、比亚迪半导体、士兰微、新洁能等厂商的IGBT产品均集中在1500V以下的IGBT市场,产品主要适用于新能源汽车、家电、电焊机等领域,时代电气和斯达半导则在高压3300V及以上也有布局,产品主要适用于高铁、电网传输等。
注:蓝底表示产品有所覆盖。
中国高压IGBT芯片技术突破及瓶颈
在不同的功率以及频率范围中,对器件的特性要求有所不同。在大功率的应用场景中,例如轨道交通、直流输电,此时器件的开关频率非常低,开关损耗导致的发热量较低,主要以导通损耗为主。而在设备功率较小的时候,例如白色家电、伺服电机等领域,工作频率较高,导通损耗占比较低,开关损耗产生的热量较大。因此,在实际的工作时,需要根据应用要求,进行折中优化设计,才能使系统的效率达到最大化。
2021年7月,国务院国资委向全社会发布《中央企业科技创新成果推荐目录(2020年版)》,包括核心电子元器件、关键零部件、分析测试仪器和高端装备等共计8个领域、178项科技创新成果。其中,全球能源互联网研究院有限公司研制的3300伏特(V)绝缘栅双极型晶体管(IGBT)芯片和模块被列入目录。历时4年,联研院攻关团队突破了制约国内高压IGBT发展坚固性差、可靠性低等技术瓶颈,打破了国外技术垄断。该团队牵头承担的国家重点研发计划项目“柔性直流输电装备压接型定制化超大功率IGBT关键技术及应用”通过了工业和信息化部组织开展的综合绩效评价。项目自主研制出满足柔性直流输电装备需求的4500V/3000A低通态压降和3300V/3000A高关断能力IGBT器件,解决了高压大容量压接型IGBT芯片和器件缺乏的问题。
高压IGBT芯片和器件的开发周期长,涉及到材料、芯片设计、芯片工艺、器件封装与测试各个环节,需要多学科交叉融合、多行业协同开发。
根据联研院功率半导体研究所所长表示,当前,研发面向电力系统应用的高压IGBT器件的技术瓶颈主要有4个方面:
IGBT(绝缘栅双极晶体管)的应用领域非常广泛,主要包括:
工业用途: 在工业设备中,IGBT常被用作高效率的变频器。
家电领域: IGBT在家用电器中很常见,例如变频空调、洗衣机和冰箱等。
轨道交通: 在高铁、地铁和轻轨等轨道交通领域,IGBT是关键的电力电子成分。
军工航空领域: 用于飞机和舰艇等军事和航空领域的电力系统。
新能源领域: IGBT在新能源汽车、风力发电等新能源领域同样扮演重要角色,新能源汽车的电机驱动系统内,IGBT模块是关键器件,其也被用在该领域的发电机和空调部分。
igbt半导体是什么意思啊
IGBT作为电力电子重要大功率主流器件之一,已经广泛应用于家用电器、交通运输、电力工程、可再生能源和智能电网等领域。在工业应用方面,如交通控制、功率变换、工业电机、不间断电源、风电与太阳能设备,以及用于自动控制的变频器。在消费电子方面,IGBT用于家用电器、相机和手机。
igbt属于什么类别
2. 应用领域:由于其高效、快速、节能的特性,IGBT被广泛应用于电力转换和电机驱动等领域。例如,在电动汽车中,IGBT用于电机驱动和控制,以及电池管理系统中;在工业自动化领域,IGBT用于电机驱动、变频器等。此外,在可再生能源领域如太阳能逆变器、风力发电系统等,IGBT也发挥着关键作用。3. 与其他功率...
igbt代表什么
2. 作为国家战略性新兴产业,IGBT在轨道交通、智能电网、航空航天、电动汽车与新能源装备等领域有着广泛的应用。3. IGBT模块是由IGBT芯片与续流二极管芯片通过特定电路桥接封装而成的模块化半导体产品。4. 这些模块化产品直接应用于变频器、UPS等设备,具有节能、安装维修方便、散热稳定等特点。5. 市场上...
什么是igbt产品
3. 应用领域:由于IGBT的高效率和可靠性,它被广泛应用于各种领域。在电动汽车中,IGBT用于驱动电机和控制电池管理系统。在工业自动化领域,它用于电机驱动、电源转换和过程控制。此外,它还在可再生能源、铁路交通、电力系统等领域发挥着重要作用。4. 产品特点:IGBT产品具有许多优点,如高效率、快速响应、...
为什么要用igbt
一、高效能量转换 IGBT具有高效率和快速开关特性,能够在高电压和大电流条件下工作。这使得它在需要高效能量转换的场合,如电动汽车、电力系统稳定器、工业电机驱动等领域得到广泛应用。二、优秀的控制能力 IGBT能够快速地切换状态,实现对电流的精确控制。在需要精确控制电流的系统中,如变频器、UPS电源等,...
igbt属于什么器件
2. 应用领域:由于其高效、快速和节能的特点,IGBT被广泛应用于电力转换和电机驱动等领域。例如,在电动汽车中,IGBT用于电机驱动和控制,以及电池管理系统;在工业自动化领域,IGBT用于电机驱动和变频器;在可再生能源领域,如太阳能逆变器和风力发电系统,IGBT也扮演着关键角色。3. 与其他功率半导体器件的...
igbt的作用与功能 igbt主要应用在哪些场合
IGBT的应用领域广泛,特别是在新能源汽车、智能电网和轨道交通领域,其作用不可或缺。在新能源汽车中,IGBT是电动汽车及充电桩等设备的核心技术部件。在电动汽车中,IGBT主要应用于电动控制系统、车载空调控制系统以及充电桩。在电动控制系统方面,IGBT用于大功率直流\/交流逆变后汽车电机的驱动,实现高效的动力...
igbt的作用与功能 igbt主要应用在哪些场合
IGBT的应用范围非常广泛。在新能源汽车领域,它是电动汽车及其充电站等设备的关键部件。具体应用包括电动车的充电桩、电动控制系统及车载空调系统。在电动车的电动控制系统中,IGBT通过大功率直流\/交流逆变实现对汽车电机的驱动。而在车载空调控制系统中,它则用于小功率直流\/交流的逆变。此外,在智能充电桩中...
igbt产业是什么
IGBT产业是一种新兴的半导体产业,专注于绝缘栅双极晶体管的研发、制造和应用。IGBT是一种功率半导体器件,广泛应用于电力转换和电机控制等场合。IGBT产业主要涉及IGBT器件的设计、制造、封装和测试等环节。在新能源汽车、风能发电、太阳能逆变器等领域,IGBT扮演着不可或缺的角色,是实现高效能量转换和控制的...
igbt是什么
GTR饱和压降低,载流密度大,但驱动电流较大。MOSFET驱动功率很小,开关速度快,但导通压降大,载流密度小。2、IGBT综合了两种器件的优点,驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。