IGBT是功率半導體器件第三次技術(shù)革命的代表性產(chǎn)品，具有高頻率、高電壓、大電流，易于開關(guān)等優(yōu)良性能，被業(yè)界譽為功率變流裝置的“CPU”，廣泛應用于軌道交通、航空航天、船舶驅(qū)動、智能電網(wǎng)、新能源、交流變頻、風力發(fā)電、電機傳動、汽車等強電控制等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。隨著以軌道交通為代表的新興市場興起，中國已經(jīng)成為全球IGBT最大需求市場。
IGBT按電壓分布應用領(lǐng)域
來源：SITRI產(chǎn)業(yè)研究搜集整理
IGBT技術(shù)發(fā)展史
從上世紀80年代至今，IGBT經(jīng)歷了六代技術(shù)的發(fā)展演變，這個過程是很艱苦的，面對的是大量的結(jié)構(gòu)設(shè)計調(diào)整和工藝上的難題。
IGBT從第一代到第六代的演變發(fā)展進程
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IGBT技術(shù)發(fā)展歷史
來源：內(nèi)部資料
回顧IGBT的發(fā)展歷程，其主要從三方面發(fā)展演變：
（1）器件縱向結(jié)構(gòu)：非穿通型(NPT)結(jié)構(gòu)→擁有緩沖層的穿通型(PT)結(jié)構(gòu)→場終止型（FS）、軟穿通型（SPT）結(jié)構(gòu)
（2）柵極結(jié)構(gòu)：平面柵結(jié)構(gòu)→垂直于芯片表面的溝槽型結(jié)構(gòu)
（3）硅片的加工工藝：外延生長技術(shù)→區(qū)熔硅單晶
縱觀全球市場，IGBT主要供應廠商基本是歐美及日本幾家公司，它們代表著目前IGBT技術(shù)的最高水平，包括德國英飛凌、瑞士ABB、美國IR、飛兆以及日本三菱、東芝、富士等公司。其IGBT技術(shù)基本發(fā)展到第六代技術(shù)產(chǎn)品，IGBT產(chǎn)品覆蓋了600-6500V/2-3600A全線產(chǎn)品。在高電壓等級領(lǐng)域（3300V以上）更是完全由英飛凌、ABB、三菱三大公司所控制，在大功率溝槽技術(shù)方面，英飛凌與三菱公司處于國際領(lǐng)先水平。
國內(nèi)IGBT產(chǎn)業(yè)鏈主要廠商
我國的IGBT廠商主要包含IDM廠商株洲中車時代電氣、深圳比亞迪、杭州士蘭微、吉林華微、中航微電子、中環(huán)股份等；模組廠商西安永電、西安愛帕克、威海新佳、江蘇宏微、嘉興斯達、南京銀茂、深圳比亞迪等；芯片設(shè)計廠商中科君芯、西安芯派、寧波達新、無錫同方微、無錫新潔能、山東科達等；芯片制造廠商華虹宏力、上海先進、深圳方正微、中芯國際、華潤上華等。
國內(nèi)IGBT產(chǎn)業(yè)鏈主要公司及主要產(chǎn)品
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在電壓結(jié)構(gòu)中，仍然以600-1200V IGBT產(chǎn)品所占比重最大，占整個市場絕大部分市場份額。600V以下的產(chǎn)品主要應用在消費電子領(lǐng)域中，1200V以上的IGBT產(chǎn)品應用在高鐵、動車、汽車電子及電力設(shè)備中。
國內(nèi)IGBT技術(shù)進展
近幾年國內(nèi)IGBT技術(shù)發(fā)展也比較快，國外廠商壟斷狀況逐漸被打破，已取得一定的突破。主要亮點有：
中車集團的株洲時代電氣已建成全球第二條、國內(nèi)首條8英寸IGBT芯片專業(yè)生產(chǎn)線，具備年產(chǎn)12萬片芯片、并配套形成年產(chǎn)100萬只IGBT模塊的自動化封裝測試能力，芯片與模塊電壓范圍實現(xiàn)從650V到6500V的全覆蓋。
中車集團的西安永電電氣有限責任公司生產(chǎn)的6500V/600A IGBT功率模塊已成功下線，使其成為全球第四個、國內(nèi)第一個能夠封裝6500V以上電壓等級IGBT的廠家。
上海北車永電電子科技有限公司與上海先進半導體制造股份有限公司聯(lián)合開發(fā)的國內(nèi)首個具有完全知識產(chǎn)權(quán)的6500V高鐵機車用IGBT芯片通過高鐵系統(tǒng)上車試驗，實現(xiàn)產(chǎn)品化應用，技術(shù)達到世界先進水平，標志著國內(nèi)機車用高壓、大電流6500V IGBT芯片設(shè)計、芯片工藝研發(fā)制造技術(shù)的重大突破，特別是攻克了6500V IGBT關(guān)斷安全工作區(qū)，短路工作區(qū)等關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。
華潤上華和華虹宏力基于6英寸和8英寸的平面型和溝槽型1700V、2500V和3300V IGBT芯片已進入量產(chǎn)。
深圳比亞迪微電子有限公司、國家電網(wǎng)與上海先進半導體制造股份有限公司建立戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，將具有自主知識產(chǎn)權(quán)的IGBT核心關(guān)鍵技術(shù)和半導體芯片制造技術(shù)進行“強強聯(lián)合”，共同打造IGBT國產(chǎn)化產(chǎn)業(yè)鏈。2015年8月，上海先進半導體正式進入比亞迪新能源汽車用IGBT的供應鏈。
2015年底，中車株洲所旗下時代電氣公司與北汽集團旗下的北汽新能源簽署協(xié)議，全面啟動汽車級IGBT、電機驅(qū)動系統(tǒng)等業(yè)務的合作，并宣布未來共同打造自主新能源汽車品牌。這被業(yè)界視為高鐵技術(shù)與汽車行業(yè)的一次深度“聯(lián)姻”，有望推動IGBT等汽車半導體產(chǎn)業(yè)的國產(chǎn)化進程。