IGBT崛起——國產(chǎn)功率器件的曙光

　　IGBT是功率器件技術(shù)演變的最新產(chǎn)品，是未來功率器件的主流發(fā)展方向。IGBT器件(絕緣柵雙極型晶體管)是一種MOSFET與雙極晶體管復(fù)合器件。既有功率MOSFET易于驅(qū)動、控制簡單、開關(guān)頻率高的優(yōu)點。又有功率晶體管的導(dǎo)通電壓低、通態(tài)電流大、損耗小的優(yōu)點。基于技術(shù)和功能上的優(yōu)勢，IGBT產(chǎn)品可以實現(xiàn)對以往功率器件產(chǎn)品的逐步替代。IGBT產(chǎn)品集合了高頻、高壓、大電流三大技術(shù)優(yōu)勢。IGBT能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能減排，具有很好的環(huán)境保護效益。IGBT被公認(rèn)為是電力電子技術(shù)第三次革命最具代表性的產(chǎn)品，是未來應(yīng)用發(fā)展的必然方向。IGBT可廣泛應(yīng)用于電力領(lǐng)域、消費電子、汽車電子、新能源等傳統(tǒng)和新興領(lǐng)域，市場前景廣闊。

　　變頻家電市場的爆發(fā)性增長推動IGBT的快速成長。低功率IGBT主要應(yīng)用于變頻家電，目前中國變頻家電滲透率低，具有較大市場潛力。除了變頻家電，無火烹飪時尚電磁爐也有IGBT的用武之地。電磁爐正逐漸演變?yōu)橹饕毒?，IGBT由于其高頻、低損耗的特性成為電磁爐內(nèi)的關(guān)鍵器件。目前中國電磁爐年產(chǎn)量為4000萬臺，未來將以20%~30%速度增長，直接帶動IGBT單管的發(fā)展。

　　電機用電是國家用電主體，變頻器節(jié)能地位的凸顯，是IGBT產(chǎn)業(yè)成長的另一大助力。變頻器是目前最理想的電機節(jié)能設(shè)備，有著極為廣闊的應(yīng)用空間。通過應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)，變頻器能過調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速，使電動機在最節(jié)能的轉(zhuǎn)速下運行，大大降低運行時的電能消耗。IGBT是變頻器的關(guān)鍵零部件。IGBT是3kV及以上高壓變頻器的重要零部件，單臺高壓變頻器中IGBT占成本4%~15%。3kV以下中低壓變頻器方面，根據(jù)深圳英威騰資料顯示，IGBT占總成本26%左右。目前中國電機配備變頻器不足10%，尚處于粗放式用電的階段，市場潛力巨大。變頻器還廣泛應(yīng)用于造紙、機床、冶金等領(lǐng)域，對IGBT部件的需求廣泛。

　　高速列車市場對IGBT有巨大的需求潛力。未來三年中國高速鐵路需完成1萬公里的里程建設(shè)，鐵路建設(shè)進度加快。截至2009年底中國高速鐵路運營總里程為2830公里，而根據(jù)規(guī)劃2012年需達到1.3萬公里。地鐵、城鐵規(guī)劃風(fēng)生水起。至少25個城市計劃建設(shè)或擴展地鐵，總計達數(shù)千公里，對車廂需求在1000個以上。長三角等區(qū)域擬定總計逾3000公里的城際鐵路規(guī)劃，加大了對動車組列車的需求。大功率IGBT模塊是電力機車和高速動車組的必需組件。電力機車一般需要500個IGBT模塊，動車組需要超過100個IGBT模塊，一節(jié)地鐵需要50-80個IGBT模塊。高速列車市場的繁榮必然帶動對IGBT模塊的巨大需求。根據(jù)預(yù)測高鐵領(lǐng)域每年對IGBT的市場需求達3億元。

　　新能源產(chǎn)業(yè)的興起成為未來IGBT市場的突破點。太陽能和風(fēng)能發(fā)電都需用到逆變器，IGBT是解決逆變器的通用方式。太陽能需要將直流電變?yōu)榻涣麟?，再并網(wǎng)使用;風(fēng)力發(fā)電需要將產(chǎn)生的非固定頻率交流電進行“交—直—交”轉(zhuǎn)換，再并網(wǎng)使用。太陽能、風(fēng)能在發(fā)電過程中需要逆變器才能實現(xiàn)電流的轉(zhuǎn)換。IGBT是逆變器的重要部件，決定逆變器的性能?；旌蟿恿ζ?HEV)和電動汽車(EV)的出現(xiàn)為IGBT創(chuàng)造了一個新的市場。在HEV和EV領(lǐng)域，IGBT應(yīng)用于逆變器中，逆變器負(fù)責(zé)蓄電池的直-交轉(zhuǎn)換，從而驅(qū)動電機運轉(zhuǎn)。

　　智能電網(wǎng)從規(guī)劃到大規(guī)模的實施，也將成為IGBT新的市場增長點。在智能電網(wǎng)領(lǐng)域，中國擁有全球領(lǐng)先超高壓直流輸變電技術(shù)與特高壓交流輸電技術(shù)。2009年國家電網(wǎng)向家壩至上海±800千伏特高壓直流輸電線路全線貫通，該工程多項創(chuàng)新直流輸電技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平。IGBT是超高壓直流輸變電技術(shù)、特高壓交流輸電技術(shù)的核心元器件，為技術(shù)提供保障。智能電網(wǎng)的大規(guī)模實施將實現(xiàn)中國IGBT和智能電網(wǎng)的“雙贏”。智能電網(wǎng)對IGBT需求量每年可達4億元，IGBT將直接受益于其巨大的市場需求。同時，IGBT國產(chǎn)化有利于維護中國在智能電網(wǎng)領(lǐng)域的全球領(lǐng)先地位。