近年來，IGBT被廣泛關注，隨著技術的發(fā)展，其應用前景被廣泛看好，作為國家戰(zhàn)略性新興產業(yè)IGBT，在很多領域應用廣泛。
什么是IGBT？
IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，絕緣柵雙極型晶體管，是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場效應管)組成的復合全控型電壓驅動式功率半導體器件, 兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導通壓降兩方面的優(yōu)點。GTR飽和壓降低，載流密度大，但驅動電流較大；MOSFET驅動功率很小，開關速度快，但導通壓降大，載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點，驅動功率小而飽和壓降低。非常適合應用于直流電壓為600V及以上的變流系統如交流電機、變頻器、開關電源、照明電路、牽引傳動等領域。
IGBT的原理
IGBT是將強電流、高壓應用和快速終端設備用垂直功率MOSFET的自然進化。由于實現一個較高的擊穿電壓BVDSS需要一個源漏通道，而這個通道卻具有很高的電阻率，因而造成功率MOSFET具有RDS(on)數值高的特征，IGBT消除了現有功率MOSFET的這些主要缺點。雖然最新一代功率MOSFET 器件大幅度改進了RDS(on)特性，但是在高電平時，功率導通損耗仍然要比IGBT 技術高出很多。較低的壓降，轉換成一個低VCE(sat)的能力，以及IGBT的結構，同一個標準雙極器件相比，可支持更高電流密度，并簡化IGBT驅動器的原理圖。
IGBT模塊的特點與應用
IGBT模塊是由IGBT（絕緣柵雙極型晶體管芯片）與FWD（續(xù)流二極管芯片）通過特定的電路橋接封裝而成的模塊化半導體產品；封裝后的IGBT模塊直接應用于變頻器、UPS不間斷電源等設備上；IGBT模塊具有節(jié)能、安裝維修方便、散熱穩(wěn)定等特點；當前市場上銷售的多為此類模塊化產品，一般所說的IGBT也指IGBT模塊；隨著節(jié)能環(huán)保等理念的推進，此類產品在市場上將越來越多見；
IGBT是能源變換與傳輸的核心器件，俗稱電力電子裝置的“CPU”，作為國家戰(zhàn)略性新興產業(yè)，在軌道交通、智能電網、航空航天、電動汽車與新能源裝備等領域應用極廣。
IGBT技術的幾大發(fā)展方向
1、低功率IGBT
IGBT應用范圍一般都在600V、1KA、1KHz以上區(qū)域，為滿足家電行業(yè)的發(fā)展需求，摩托羅拉、ST半導體、三菱等公司推出低功率IGBT產品，實用于家電行業(yè)的微波爐、洗衣機、電磁灶、電子整流器、照相機等產品的應用。
2、U-IGBT
U（溝槽結構）--IGBT是在管芯上刻槽，芯片元胞內部形成溝槽式柵極。采用溝道結構后，可進一步縮小元胞尺寸，減少溝道電阻，進步電流密度，制造相同額定電流而芯片尺寸最少的產品。現有多家公司生產各種U—IGBT產品，適用低電壓驅動、表面貼裝的要求。
3、NPT-IGBT
NPT（非穿通型）--IGBT采用薄硅片技術，以離子注進發(fā)射區(qū)代替高復雜、高本錢的厚層高阻外延，可降低生產本錢25%左右，耐壓越高本錢差越大，在性能上更具有特色，高速、低損耗、正溫度系數，無鎖定效應，在設計600—1200V的IGBT時，NPT—IGBT可靠性最高。西門子公司可提供600V、1200V、1700V系列產品和6500V高壓IGBT，并推出低飽和壓降DLC型NPT—IGBT，依克賽斯、哈里斯、英特西爾、東芝等公司也相繼研制出NPT—IGBT及其模塊系列，富士電機、摩托羅拉等在研制之中，NPT型正成為IGBT發(fā)展方向。
4、SDB--IGBT
鑒于目前廠家對IGBT的開發(fā)非常重視，三星、快捷等公司采用SDB（硅片直接鍵合）技術，在IC生產線上制作第四代高速IGBT及模塊系列產品，特點為高速，低飽和壓降，低拖尾電流，正溫度系數易于并聯，在600V和1200V電壓范圍性能優(yōu)良，分為UF、RUF兩大系統。
5、超快速IGBT
國際整流器IR公司的研發(fā)重點在于減少IGBT的拖尾效應，使其能快速關斷，研制的超快速IGBT可最大限度地減少拖尾效應，關斷時間不超過2000ns，采用特殊高能照射分層技術，關斷時間可在100ns以下，拖尾更短，重點產品專為電機控制而設計，現有6種型號，另可用在大功率電源變換器中。
6、IGBT/FRD
IR公司在IGBT基礎上推出兩款結合FRD（快速恢復二極管）的新型器件，IGBT/FRD有效結合，將轉換狀態(tài)的損耗減少20%，采用TO—247外型封裝，額定規(guī)格為1200V、25、50、75、100A，用于電機驅動和功率轉換，以IGBT及FRD為基礎的新技術便于器件并聯，在多芯片模塊中實現更均勻的溫度，進步整體可靠性。
7、IGBT功率模塊
IGBT功率模塊采用IC驅動，各種驅動保護電路，高性能IGBT芯片，新型封裝技術，從復合功率模塊PIM發(fā)展到智能功率模塊IPM、電力電子積木PEBB、電力模塊IPEM。PIM向高壓大電流發(fā)展，其產品水平為1200—1800A/1800—3300V，IPM除用于變頻調速外，600A/2000V的IPM已用于電力機車VVVF逆變器。平面低電感封裝技術是大電流IGBT模塊為有源器件的PEBB，用于艦艇上的導彈發(fā)射裝置。IPEM采用共燒瓷片多芯片模塊技術組裝PEBB，大大降低電路接線電感，進步系統效率，現已開發(fā)成功第二代IPEM，其中所有的無源元件以埋層方式掩埋在襯底中。智能化、模塊化成為IGBT發(fā)展熱門。
綜述：國內市場需求急劇上升曾使得IGBT市場一度被看好。雖然長期來看，IGBT是一個值得期待的市場，可是到目前為止IGBT的核心技術和產業(yè)為大多數歐美IDM半導體廠商所掌控，中國在2014年6月成功研制出8寸IGBT專業(yè)芯片，打破國際壟斷 。
據最新調查報告顯示，各種IGBT器件和模塊的銷售額在2013年將有一定程度的復蘇，2014年稍稍減速，待經濟復蘇并穩(wěn)定后，從2015年開始將穩(wěn)定增長。雖然2013年IGBT市場增長趨勢有所下降，但隨著國內技術的進步，其發(fā)展前景還是十分被看好的。
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