中国IGBT和国外的差距到底有多大？.doc

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1、中国IGBT和国外的差距到底有多大？　　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。　　中国

2、IGBT和国外的差距到底有多大？　　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。　　中国IG

3、BT和国外的差距到底有多大？　　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，

4、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

5、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

6、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

7、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。　　

8、　　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、Max