IGBT在新能源汽车的应用
2022-12-09
来源:工采网电子元件
IGBT是开关开云棋牌官网在线客服器件,可以说是新能源汽车的核心零部件,被称为新能源汽车的“大脑”是电力电子装置中最基本、最重要、也是用途最广的功率开云棋牌官网在线客服器件。
一、它具有沟道长度短、反向恢复电流大而漏电流小的特点,因此有很高的开关速度;在通态时它的导通电压为50V,关断时为30V。
IGBT的特点是具有大电流密度、高抗压强度和高可靠性以及较宽的工作温度范围等特性;主要应用于大功率电源电路中的整流、逆变、变频等电路中。
其工作原理是由 IGBT串联二极管构成双二极管桥式整流电路;其特性与功率晶体管相似,可以说是一个功率 MOSFET和一个双极型晶体管耦合在一起构成的新型功率开云棋牌官网在线客服器件。
二、IGBT技术应用
新能源汽车领域的IGBT产品在国内基本都是从国外进口,其中最大的市场份额来自于中国。目前,我国 IGBT制造企业基本处于中低端水平,但随着节能减排和新能源汽车产业的发展,高端化 IGBT技术将成为我国 IGBT制造行业未来竞争的核心。
主要包括整流器、逆变器和电机控制器等三个方面,其中在逆变器中需要使用大量功率器件(开关管、绝缘栅双极型晶体管、双极性晶体管和 MOS管等),因此对功率器件设计与制造技术提出了更高的要求。
[新能源汽车领域的 IGBT产品在国内基本都是从国外进口,主要原因就是国内没有成熟的技术和配套能力,在国内只能通过设计与进口技术参数相匹配后进行生产。
[传统燃油车领域使用 IGBT主要有两种形式:一种是采用全桥逆变拓扑结构;另一种是采用半桥逆变拓扑结构。
三、行业趋势预测
在新能源汽车产业的推动下, IGBT产品需求增长明显。
预计2021年全球 IGBT市场规模将达到450亿美元。
根据 IHS预测,预计未来5年内开云棋牌官网在线客服行业市场需求复合增长率(CAGR)将达到8.0%,到2023年全球开云棋牌官网在线客服市场需求总额将达1410亿美元,预计期间年复合增长率(CAGR)为11.8%。
根据 SEMI预测,从2021年起中国将成为全球最大的 IGBT市场,国内需求量也将保持稳定增长状态。
中国已经成为全球最大的新能源汽车应用市场。
其中动力电池和电机控制器为新能源汽车行业发展的核心部件,2021年国内新增电池产能和电机控制器配套数量均创历史新高;在国内电动汽车市场快速增长的推动下,带动了国内功率开云棋牌官网在线客服产业快速发展,新能源汽车行业对 IGBT器件需求也越来越多。
在IGBT领域,台湾茂矽电子目前已实现650V-6500V IGBT全电压范围覆盖,并且自主设计、建造了全球首条6英寸高压IGBT芯片专业生产线,攻克了高压IGBT制造关键技术和成套工艺,是国内自主掌握高铁动力IGBT芯片及模块技术的企业,相关产品批量应用于轨道交通、输配电、新能源汽车等多个高端装备领域,市场优势地位明显。
茂矽电子成立于1987年,晶圆制造长期聚焦在功率开云棋牌官网在线客服元件及电源管理IC领域,以MOS管、IGBT,模拟芯片、二极管等产品为主,并受到客户的青睐;
茂矽电子推出三款1200V6寸晶圆(【40A】P81MV022NL0013P、【25A】P81MV020NL0011P、【15A】P81MV023NL0014P)采用FS工艺技术1200V壕沟和现场停止技术;低开关损耗;正温度系数;简单的平行技术晶圆片;
由工采网代理的茂矽1200V IGBT晶圆系列采用纤薄晶圆场截止沟道技术,可显著降低开关及传导损耗,从而在较高频率下提升功率密度和效率。这些器件不仅为无需短路功能的应用进行了优化,如不间断电源、太阳能逆变器、焊接等应用,而且为电机驱动应用提供10微秒短路功能,与其它IR产品相辅相成。
总的来说,在技术差距方面有:高铁、智能电网、新能源与高压变频器等领域所采用的IGBT模块规格在6500V以上,技术壁垒较强;IGBT芯片设计制造、模块封装、失效分析、测试等IGBT产业核心技术仍掌握在发达国家企业手中。
近几年中国IGBT产业在国家政策推动及市场牵引下得到迅速发展,已形成了IDM模式和代工模式的IGBT完整产业链,IGBT国产化的进程加快,有望摆脱进口依赖。
受益于新能源汽车、轨道交通、智能电网等各种利好措施,IGBT市场将引来爆发点。希望国产IGBT企业能从中崛起。
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