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从功率半导体到IGBT
功率半导体器件也被称作电力电子器件或功率器件，它是具有包括变频、变压、变流、功率管理等功率管理能力的一种特殊开关。在计算机、通信、消费电子、新能源、汽车、工业制造、等领域有着广泛的应用。今天SPEA和大家重点介绍下功率器件中的明星IGBT模块。
业内通常将功率半导体开器件分为三大类：
二极管：开关状态由主电路（功率电路）自身控制，因此又称为一被动开关、不可控开关。
可控硅：能够被低功率的控制信号打开，但只能由主电路（功率电路）自身来关断而不能被控制信号关断，因此又被称为半可控开关。
可控开关：半导体可控开关包括GTO、IGCT、GTR、IGBT、VMOS等
在功率器件中，IGBT模块备受各行业青睐，甚至还入选了我国重大科技专项重点扶持项目。它兼具MOSFET（绝缘栅型场效应管）及BJT（双极型三极管）两类器件优势，开关速度快、输入阻抗高、控制功率小、驱动电路简单、开关损耗小、导通电压低、通态电流大、损耗小，在高压、大电流、高速等方面同样优势明显。
IGBT功率半导体的主要引用领域有哪些？
IGBT模块可以分为低压（600V以下），中压（600V-1200V）和？压（1200V-6700V），IGBT主要用于变频器逆变和其他逆变电路。将直流电压逆变成频率可调的交流电。它有阴极，阳极，和控制极。关断的时候其阻抗是非常大的基本是断路，接通的时候存在很小的电阻，通过接通或断开控制极来控制阴极和阳极之间的接通和关断。其主要应用领域如下：
1、新能源汽车
在新能源汽车中，IGBT模块是电动汽车及充电桩等设备的核心技术部件。IGBT模块占电动汽车成本将近5％，占充电桩成本约20％。IGBT主要应用于电动汽车领域中以下几个方面：
A、电动控制系统大功率直流／交流（DC／AC）逆变后驱动汽车电机。
B、车载空调控制系统小功率直流／交流（DC／AC）逆变，使用电流较小的IGBT和FRD。
C、充电桩智能充电桩中IGBT模块被作为开关元件使用。
2、轨道交通
IGBT器件已成为轨道交通车辆牵引变流器和各种辅助变流器的主流电力电子器件。交流传动技术是现代轨道交通的核心技术之一，在交流传动系统中牵引变流器是关键部件，而IGBT又是牵引变流器最核心的器件之一
3、电网及家电
电网系统在朝着智能化方向发展，智能电网的发电端、输电端、变电端及用电端与IGBT联系密切，风力发电、光伏发电中的整流器和逆变器都需要使用IGBT模块。特高压直流输电中FACTS柔性输电技术需要大量使用IGBT等功率器件，此外IGBT是电力电子变压器（PET）的关键器件。在家电中，微波炉、LED照明驱动等对于IGBT需求也在持续提升。
4、光伏产业
IGBT是光伏逆变器、储能逆变器的核心器件。IGBT模块占光伏逆变器价值量的15%至20%，不同的光伏电站需要的IGBT产品略有不同，比如集中式光伏主要采用IGBT模块，而分部式光伏主要采用IGBT单管或模块。
IGBT原理与技术
IGBT是什么？
IGBT，绝缘栅双极型晶体管，是由（BJT）双极型三极管和绝缘栅型场效应管（MOS）组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件, 兼有（MOSFET）金氧半场效晶体管的高输入阻抗和电力晶体管（GTR）的低导通压降两方面的优点。 GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大；（因为Vbe=0.7V,而Ic可以很大（跟PN结材料和厚度有关）） MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。（因为MOS管有Rds，如果Ids比较大，就会导致Vds很大） IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。 IGBT最主要的作用就是把高压直流变为交流，以及变频。（所以用在电动车上比较多）
2.IGBT的工作原理 忽略复杂的半导体物理推导过程，下面是简化后的工作原理。 IGBT有N沟道型和P沟道型两种，主流的N沟道IGBT的电路图符号及其等效电路如下：
所以整个过程就很简单： 当栅极G为高电平时，NMOS导通，所以PNP的CE也导通，电流从CE流过。 当栅极G为低电平时，NMOS截止，所以PNP的CE截止，没有电流流过。
IGBT与MOSFET不同，内部没有寄生的反向二极管，因此在实际使用中(感性负载)需要搭配适当的快恢复二极管。
3.IGBT的优缺点 优点： 1、具有更高的电压和电流处理能力。 2、极高的输入阻抗。 3、可以使用非常低的电压切换非常高的电流。 4、电压控制装置，即它没有输入电流和低输入损耗。 5、栅极驱动电路简单且便宜，降低了栅极驱动的要求 6、通过施加正电压可以很容易地打开它，通过施加零电压或稍微负电压可以很容易地关闭它。 7、具有非常低的导通电阻。 8、具有高电流密度，使其能够具有更小的芯片尺寸。 9、具有比 BJT 和 MOS 管更高的功率增益。 10、具有比 BJT 更高的开关速度。 11、可以使用低控制电压切换高电流电平。 12、双极性质，增强了传导性。 13、安全可靠。 缺点： 1、开关速度低于 MOS管。 2、因为是单向的，在没有附加电路的情况下无法处理AC波形。 3、不能阻挡更高的反向电压。 4、比 BJT 和 MOS管价格更高。 5、类似于晶闸管的P-N-P-N结构，因此它存在锁存问题 4.IGBT的主要参数 （1）集电极-发射极额定电压UCES是IGBT在截止状态下集电极与发射极之间能够承受的最大电压，一般UCES小于或等于器件的雪崩击穿电压。 （2）栅极-发射极额定电压UGE是IGBT栅极与发射极之间允许施加的最大电压，通常为20V。栅极的电压信号控制IGBT的导通和关断，其电压不可超过UGE。 （3）集电极额定电流IC是IGBT在饱和导通状态下，允许持续通过的最大电流。 （4）集电极-发射极饱和电压UCE是IGBT在饱和导通状态下，集电极与发射极之间的电压降。该值越小，则管子的功率损耗越小。 （5）开关频率在IGBT的使用说明书中，开关频率是以开通时间tON、下降时间t1和关断时间tOFF给出的，根据这些参数可估算出IGBT的开关频率，一般可达30～40kHz。在变频器中，实际使用的载波频率大多在15kHz以下。 6.IGBT的静态特性曲线 IGBT静态特性曲线包括转移特性曲线和输出特性曲线：其中左侧用于表示IC-VGE关系的曲线叫做转移特性曲线，右侧表示IC-VCE关系的曲线叫做输出特性曲线。
（1）转移特性曲线 IGBT的转移特性曲线是指输出集电极电流IC与栅极-发射极电压VGE之间的关系曲线。 为了便于理解，这里我们可通过分析MOSFET来理解IGBT的转移特性。 当VGS=0V时，源极S和漏极D之间相当于存在两个背靠背的pn结，因此不论漏极-源极电压VDS之间加多大或什么极性的电压，总有一个pn结处于反偏状态，漏、源极间没有导电沟道，器件无法导通，漏极电流ID为N+PN+管的漏电流，接近于0。 当0
这里MOSFET的栅源电压VGS类似于IGBT的栅射电压VGE，漏极电流ID类似于IGBT的集电极电流IC。IGBT中，当VGE≥VGE（th）时，IGBT表面形成沟道，器件导通。 （2）输出特性曲线 IGBT的输出特性通常表示的是以栅极-发射极电压VGE为参变量时，漏极电流IC和集电极-发射极电压VCE之间的关系曲线。
由于IGBT可等效理解为MOSFET和PNP的复合结构，它的输出特性曲线与MOSFET强相关，因此这里我们依旧以MOSFET为例来讲解其输出特性。
其中当VDS>0且较小时，ID随着VDS的增大而增大，这部分区域在MOSFET中称为可变电阻区，在IGBT中称为非饱和区；
当VDS继续增大，ID-VDS的斜率逐渐减小为0时，该部分区域在MOSFET中称为恒流区，在IGBT中称为饱和区；
当VDS增加到雪崩击穿时，该区域在MOSFET和IGBT中都称为击穿区。
IGBT的栅极-发射极电压VGE类似于MOSFET的栅极-源极电压VGS，集电极电流IC类似于漏极电流ID，集电极-发射极电压VCE类似于漏源电压VDS。
MOSFET与IGBT在线性区之间存在差异（红框所标位置）。
这主要是由于IGBT在导通初期，发射极P+/N-结需要约为0.7V的电压降使得该结从零偏转变为正偏所导致的。 6.IGBT如何选型 （1）IGBT额定电压的选择 三相380V输入电压经过整流和滤波后，直流母线电压的最大值：在开关工作的条件下，IGBT的额定电压一般要求高于直流母线电压的两倍，根据IGBT规格的电压等级，选择1200V电压等级的IGBT。 （2）IGBT额定电流的选择 以30kW变频器为例，负载电流约为79A，由于负载电气启动或加速时，电流过载，一般要求1分钟的时间内，承受1.5倍的过流，择最大负载电流约为119A ，建议选择150A电流等级的IGBT。 （3）IGBT开关参数的选择 变频器的开关频率一般小于10kHZ，而在实际工作的过程中，IGBT的通态损耗所占比重比较大，建议选择低通态型IGBT。 （4）影响IGBT可靠性因素 （1）栅电压 IGBT工作时，必须有正向栅电压，常用的栅驱动电压值为15～187，最高用到20V， 而棚电压与栅极电阻Rg有很大关系，在设计IGBT驱动电路时， 参考IGBT Datasheet中的额定Rg值，设计合适驱动参数，保证合理正向栅电压。因为IGBT的工作状态与正向棚电压有很大关系，正向栅电压越高，开通损耗越小，正向压降也咯小。 在桥式电路和大功率应用情况下，为了避免干扰，在IGBT关断时，栅极加负电压，一般在-5- 15V，保证IGBT的关断，避免Miller效应影响。 （2）Miller效应 为了降低Miller效应的影响，在IGBT栅驱动电路中采用改进措施： (1)开通和关断采用不同栅电阻Rg,ON和Rg,off，确保IGBT的有效开通和关断; (2)栅源间加电容c，对Miller效应产生的电压进行能量泄放; (3)关断时加负栅压。在实际设计中，采用三者合理组合，对改进Mille r效应的效果更佳。 7.IGBT的应用 （IGBT最主要的作用就是高压直流转交流，以及变频） 1、新能源汽车
功率器件模块封装结构演进趋势
IGBT作为重要的电力电子的核心器件，其可靠性是决定整个装置安全运行的最重要因素。由于IGBT采取了叠层封装技术，该技术不但提高了封装密度，同时也缩短了芯片之间导线的互连长度，从而提高了器件的运行速率。传统Si基功率模块封装存在寄生参数过高，散热效率差的问题，这主要是由于传统封装采用了引线键合和单边散热技术，针对这两大问题，SiC功率模块封装在结构上采用了无引线互连（wireless interconnection）和双面散热（double-side cooling）技术，同时选用了导热系数更好的衬底材料，并尝试在模块结构中集成去耦电容、温度/电流传感器以及驱动电路等，研发出了多种不同的模块封装技术。
直接导线键合结构（DLB）
直接导线键合结构最大的特点就是利用焊料，将铜导线与芯片表面直接连接在一起，相对引线键合技术，该技术使用的铜导线可有效降低寄生电感，同时由于铜导线与芯片表面互连面积大，还可以提高互连可靠性。三菱公司利用该结构开发的IGBT模块，相比引线键合模块内部电感降低至57%，内部引线电阻减小一半。
DLB结构
SKiN结构
SKiN模块结构也是一种无引线键合的结构，它采用了双层柔软的印刷线路板同时用于连接MOSFET和用作电流通路。
SKiN结构 2.5D和3D模块封装结构
为进一步降低寄生效应，使用多层衬底的2.5D和3D模块封装结构被开发出来用于功率芯片之间或者功率芯片与驱动电路之间的互连。在2.5D结构中，不同的功率芯片被焊接在同一块衬底上，而芯片间的互连通过增加的一层转接板中的金属连线实现，转接板与功率芯片靠得很近，需要使用耐高温的材料，低温共烧陶瓷（LTCC）转接板常被用于该结构，下图为一种2.5D模块封装结构。
2.5D模块封装结构 而在3D模块封装结构中，两块功率芯片或者功率芯片和驱动电路通过金属通孔或凸块实现垂直互连，下图是一种利用紧压工艺（Press-Pack）实现的3D模块封装，这种紧压工艺采用直接接触的方式而不是引线键合或者焊接方式实现金属和芯片间的互连，该结构包含3层导电导热的平板，平板间放置功率芯片，平板的尺寸由互连的芯片尺寸以及芯片表面需要互连的版图结构确定，整个结构的厚度一般小于5mm。
采用紧压工艺的3D模块封装结构 下图是另一种3D模块封装结构，该结构通过低温共烧陶瓷工艺，实现了功率芯片和驱动电路的垂直互连，该结构还可以方便地将被动元件集成在低温共烧陶瓷衬底上。
IGBT模块封装流程简介 1、丝网印刷：将锡膏按设定图形印刷于散热底板和DBC铜板表面，为自动贴片做好前期准备 印刷效果； 2、自动贴片：将IGBT芯片与FRED芯片贴装于DBC印刷锡膏表面； 3、真空回流焊接：将完成贴片的DBC半成品置于真空炉内，进行回流焊接； 4、超声波清洗：通过清洗剂对焊接完成后的DBC半成品进行清洗，以保证IGBT芯片表面洁净度满足键合打线要求； 5、X-RAY缺陷检测：通过X光检测筛选出空洞大小符合标准的半成品，防止不良品流入下一道工序； 6、自动键合：通过键合打线，将各个IGBT芯片或DBC间连结起来，形成完整的电路结构； 7、激光打标：对模块壳体表面进行激光打标，标明产品型号、日期等信息； 8、壳体塑封：对壳体进行点胶并加装底板，起到粘合底板的作用； 9、功率端子键合 10、壳体灌胶与固化：对壳体内部进行加注A、B胶并抽真空，高温固化 ，达到绝缘保护作用； 11、封装、端子成形：对产品进行加装顶盖并对端子进行折弯成形； 12、功能测试：对成形后产品进行高低温冲击检验、老化检验后，测试IGBT静态参数、动态参数以符合出厂标准 IGBT 模块成品。 功率半导体模块封装是其加工过程中一个非常关键的环节，它关系到功率半导体器件是否能形成更高的功率密度，能否适用于更高的温度、拥有更高的可用性、可靠性，更好地适应恶劣环境。功率半导体器件的封装技术特点为：设计紧凑可靠、输出功率大。其中的关键是使硅片与散热器之间的热阻达到最小，同样使模块输人输出接线端子之间的接触阻抗最低。 IGBT在汽车领域的应用 当前的新能源车的模块系统由很多部分组成，如电池、VCU、BSM、电机等，但是这些都是发展比较成熟的产品，国内外的模块厂商已经开发了很多，但是有一个模块需要引起行业内的重视，那就是电机驱动部分最核心的元件IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor绝缘栅双极型晶体管芯片）。作为电力电子行业里的“CPU”，IGBT（绝缘栅双极型晶体管）是国际上公认的电子革命中最具代表性的产品。将多个IGBT芯片集成封装在一起形成IGBT模块，其功率更大、散热能力更强，在新能源汽车领域发挥着极为重要的功用和影响。 01什么是“三电系统”和“电驱系统”？
三电系统，即动力电池（简称电池）、驱动电机（简称电机）、电机控制器（简称电控），也被人们成为三大件，加起来约占新能源车总成本的70%以上，是决定整车运动性能核心的组件。
电驱系统，我们一般简单把电机、电控、减速器，合称为电驱系统。
但严格定义上讲，根据进精电动招股说明书，电驱动系统包括三大总成：驱动电机总成（将动力电池的电能转化为旋转的机械能，是输出动力的来源）、控制器总成（基于功率半导体的硬件及软件设计，对驱动电机的工作状态进行实时控制，并持续丰富其他控制功能）、传动总成（通过齿轮组降低输出转速提高输出扭矩，以保证电驱动系统持续运行在高效区间）。
图：电驱系统示意图
电驱系统工作：在驾驶新能源汽车时，电机控制器把动力电池放出的直流电（DC）变为交流电（AC）（这个过程即逆变），让驱动电机工作，电机将电能转换成机械能，再通过传动系统（主要是减速器）让汽车的轮子跑起来。反过来，把车轮的机械能转换存储到电池的过程就是动能回收。电驱系统工作示意图如下：
02、IGBT模块究竟如何工作？
IGBT模块的标准封装形式是一个扁平的类长方体，下图为HP1模块的正上方视角，最外面白色的都是塑料外壳，底部是导热散热的金属底板（一般是铜材料）。可以看到模块外面还有非常多的端子和引脚，各自有自己的作用：
图：HP1模块等效电路图
图：HP1模块等效电路图
在电控模块中，IGBT模块是逆变器的最核心部件，总结其工作原理：
通过非通即断的半导体特性，不考虑过渡过程和寄生效应，我们将单个IGBT芯片看做一个理想的开关。我们在模块内部搭建起若干个IGBT芯片单元的并串联结构，当直流电通过模块时，通过不同开关组合的快速开断，来改变电流的流出方向和频率，从而输出得到我们想要的交流电。
03、IGBT模块的生产流程
IGBT行业的门槛非常高。除了芯片的设计和生产，IGBT模块封装测试的开发和生产等环节同样有着非常高的技术要求和工艺要求。
图：IGBT标准封装结构横切面
如上图所示，可以看到IGBT模块横切面的界面，目前壳封工艺的模块基本结构都相差不大。IGBT模块封装的流程大致如下：
贴片→真空回流焊接→超声波清洗→X-ray缺陷检测→引线键合→静态测试→二次焊接→壳体灌胶与固化→端子成形→功能测试（动态测试、绝缘测试、反偏测试）
贴片，首先将IGBT wafer上的每一个die贴片到DBC上。DBC是覆铜陶瓷基板，中间是陶瓷，双面覆铜，DBC类似PCB起到导电和电气隔离等作用，常用的陶瓷绝缘材料为氧化铝（Al2O3）和氮化铝（AlN）；
真空焊接，贴片后通过真空焊接将die与DBC固定，一般焊料是锡片或锡膏；
X-ray空洞检测，需要检测在敢接过程中出现的气泡情况，即空洞，空洞的存在将会严重影响器件的热阻和散热效率，以致出现过温、烧坏、爆炸等问题。一般汽车IGBT模块要求空洞率低于1%；
接下来是wire bonding工艺，用金属线将die和DBC键合，使用最多的是铝线，其他常用的包括铜线、铜带、铝带；
中间会有一系列的外观检测、静态测试，过程中有问题的模块直接报废；
重复以上工序将DBC焊接和键合到铜底板上，然后是灌胶、封壳、激光打码等工序；
出厂前会做最后的功能测试，包括电气性能的动态测试、绝缘测试、反偏测试等等。
04、常见的汽车IGBT模块封装类型有哪些？
Econodual系列半桥封装，应用在商用车上为主，主要规格为1200V/450A，1200V/600A等；
HP1全桥封装，主要用在中小功率车型上，包括部分A级车、绝大部分的A0、A00车，峰值功率一般在70kW以内，型号以650V400A为主，其他规格如750V300A、750V400A、750V550A等；
HPD全桥封装，中大功率型车上使用，大部分A级车及以上，以750V820A的规格占据市场主流，其他规格如750V550A等；
DC6全桥封装，基于UVW三相全桥的整体式封装方案，具备封装紧凑，功率密度高，散热性能好等特点；
TO247单管并联，市场上也有少量使用TO247单管封装的电控系统方案。使用单管并联方案的优势主要有两点：①单管方案可以实现灵活的线路设计，需要多大的电流就用相应的单管并联就好了，所以成本也有一定优势；②寄生电感问题比IGBT模块好解决。但是使用单管并联也存在一些待解决的难点：①每个并联单管之间均流和平衡比较困难，一致性比较难得到保障，例如实现同时的开断，相同的电流、温度等；②客户的系统设计、工艺难度非常大；③接口比较多，对产线的要求很高。
05、中国汽车IGBT市场情况
随着国内新能源汽车产业的快速发展，产业链上游大有逐步完成国产替代，甚至引领世界的趋势，诸如整车品牌、动力电池、电池材料等等已经走得比较靠前。而汽车电控IGBT模块是新能源汽车最核心的功率器件，之前一直被诸如英飞凌、安森美、赛米控、三菱电机等国外供应商垄断，但随着比亚迪半导体、斯达半导、中车时代、士兰微、翠展微等国内供应商的崛起，目前在一定程度上已经能够满足国产需求，相信在不久的将来，国内汽车半导体企业会更大更强！
图：汽车电控IGBT模块市场情况
06、主要汽车IGBT模块供应商介绍
英飞凌
英飞凌科技公司于1999年4月1日在德国慕尼黑正式成立，是全球领先的半导体公司之一。其前身是西门子集团的半导体部门，于1999年独立，2000年上市。英飞凌的业务遍及全球，在全球共有56家研发机构和20家生产工厂。
主营产品：
微控制器、智能传感器、射频收发IC、雷达、分立式和集成式功率半导体、充电模块、充电器、控制器、DCDC、IGBT、智能网联处理器、网关芯片、AI芯片
配套客户：
丰田汽车、大陆电子、大众汽车、日立电线、宝马、奥迪等
比亚迪半导体
比亚迪半导体股份有限公司是国内领先的半导体企业，成立于2004年10月15日，主要从事功率半导体、智能控制IC、智能传感器、光电半导体，半导体制造及服务，覆盖了对光、电、磁等信号的感应、处理及控制，产品广泛应用于汽车、能源、工业和消费电子等领域，具有广阔的市场前景。比亚迪半导体矢志成为高效、智能、集成的新型半导体供应商。
主营产品：
电源管理芯片、功率MOSFET、LED驱动芯片、电量计、复位芯片、IGBT芯片及模组、智能功率模块及IGBT智能驱动模块、CMOS图像传感器、音频功放、消噪IC、笔记本触控面板、触摸控制芯片、TVS管和电流传感器、摄像头
配套客户：
比亚迪，小鹏G3等
斯达半导
嘉兴斯达半导体股份有限公司成立于2005年4月，是一家专业从事功率半导体芯片和模块尤其是IGBT芯片和模块研发、生产和销售服务的国家级高新技术企业。公司总部位于浙江嘉兴，在上海和欧洲均设有子公司，并在国内和欧洲设有研发中心，是目前国内IGBT领域的领军企业。
主营产品：
IGBT模块、MOSFET模块
配套客户：
英威腾电气、汇川技术、巨一动力、电驱动
间接配套：
宇通、比亚迪、上汽、小鹏等
瑞萨电子株式会社，是全球无线网络、汽车、消费与工业市场设计制造嵌入式半导体的全球领先供应商，产品包括微控制器、SoC解决方案和各种模拟与功率器件。现在的瑞萨电子，是由NEC、三菱半导体、日立半导体，三大巨头构成的。2003年4月1日由日立制作所半导体部门和三菱电机半导体部门合并成立了瑞萨科技，NEC电子和瑞萨科技于2010年4月合并，由此诞生了瑞萨电子。
主营产品：
微控制器、微处理器、传感器、模拟功率器件、SoC产品、AI芯片、电源管理、电池管理、抬头显示、网关芯片
配套客户：
丰田、日产、奥迪、铃木、博世、爱信精机、德尔福、Ryosan
日本电装
日本电装公司(DENSO股份有限公司）成立于1949年12月16日，是世界汽车系统零部件的顶级供应商，目前共拥有198家公司(日本63、北美21、欧洲27、亚洲80、其他7)。
主营产品：
动力传动系统产品（如喷油器、燃油泵、ECU等）、空调相关产品（如空调单元、压缩机、冷凝器等）、车身相关产品（如雨刮系统，仪表等）、驾驶安全相关产品（如安全气囊ECU，毫米波雷达等）、信息通信产品（如车载导航等）、汽车后市场产品（如火花塞、雨刮片等）以及机械手、扫码器等其他领域产品、IGBT，OTA方案、W-HUD、中控仪表、车载DMS系统、T-Box、智能座舱、导航影音一体机/车机、液晶仪表、安全带提醒器（SBR）、座椅电机、域控制器、W-BMS业务
配套客户：
丰田/马自达（WHUD）、本田、日产、广汽传祺GA6等
富士电机
富士电机控股公司FUJI ELECTRIC HOLDINGS CO., LTD.成立于成立时间：1923年8月29日，富士电机是古河电器工业与德国西门子以资本技术资本合作成立的公司。产品涵盖电机系统、电子设备、零售终端设备、半导体、发电设备、能源管理等。
主营产品：
IGBT系统（刹车辅助、转向辅助、新能源电机控制器上的部件）
配套客户：
苏州汇川
三菱电机
三菱电机株式会社，是三菱MITSUBISHI财团之一，全球500强。公司成立于1921年1月15日，当时三菱造船公司（现在的三菱重工业株式会社）将日本神户的一家工厂脱离出去，组建了一家名为三菱电机株式会社的新公司，专门为远洋船舶制造电机。目前三菱业务范围包括重电系统、工业自动化系统、信息通讯系统、电子元器件、家用电器等。
主营产品：
变压器、高压开关、IGBT、LED显示系统、功率器件、光器件和光模块、微波和射频器件、液晶显示屏
中车时代
株洲中车时代电气股份有限公司（下称中车时代电气）是中国中车旗下股份制企业，其前身及母公司——中车株洲电力机车研究所有限公司创立于1959年。中车时代电气秉承“双高双效”高速牵引管理模式，坚持“同心多元化”发展战略，围绕技术与市场，形成了“基础器件+装置与系统+整机与工程”的完整产业链结构，产业涉及高铁、机车、城轨、轨道工程机械、通信信号、大功率半导体、传感器、海工装备、新能源汽车、环保、通用变频器等多个领域，业务遍及全球20多个国家和地区。
主营产品：
大功率半导体产业（IGBT、双极器件、功率组件）、新能源乘用车电驱动系统
配套客户：
长安汽车、一汽集团、江铃集团
翠展微电子
浙江翠展微电子有限公司是车规级IGBT模块设计生产供应商，成立于2018年,公司总部及生产基地位于浙江省嘉兴市，同时在上海、苏州、合肥、天津、重庆、深圳设立子（分）公司。公司是国内为数不多的汽车电控IGBT模块量产供应商，位于嘉善的IGBT模块产线已经通过IATF 16949质量认证体系认证，公司产品的性能和生产良率处于国内领先水平，并已经批量给多个汽车客户供应自主IGBT模块。
主营产品：
汽车主电控IGBT模块、定制一体化IGBT模块、SIC模块，工业IGBT模块，PIR芯片、TO247单管，汽车底层软件服务、电机控制方案、软件开发工具链等。
配套客户：
公司的客户有上汽集团，比亚迪，江淮汽车，吉利汽车，长城汽车，奇瑞汽车，滴滴，蔚来汽车，小鹏汽车，威马汽车，北汽新能源，上海电气，昌辉汽车，鸿创新能源，华人运通，株洲中车时代，德欧科技、日虹科技、深川变频、廊坊科森等业内知名企业。
赛米控
赛米控是全球领先的功率模块和系统制造商之一,产品主要涉及中等功率输出范围(约2 kW至10 MW)。我们的产品是现代节能型电机驱动器和工业自动化系统中的核心器件
主营产品：
IGBT模块、SiC（全碳化硅功率模块、混合碳化硅功率模块）、分立元件（芯片、二极管、晶闸管）、MOSFET模块、晶闸管/二极管模块、桥式整流器模块、IPM、IGBT驱动、热界面材料等
配套客户：
LG
安森美
安森美半导体(ON Semiconductor)是应用于高能效电子产品的首要高性能硅方案供应商。公司的产品系列包括电源和信号管理、逻辑、分立及定制器件，帮助客户解决他们在汽车、通信、计算机、消费电子、工业、LED照明、医疗、军事/航空及电源应用的独特设计挑战，既快速又符合高性价比。
主营产品：
1.汽车功能电气化-全新IGBT及碳化硅(SiC)模块方案
2.汽车功能电气化- SiC MOSFET及门极驱动器方案
3.汽车功能电气化-智能功率模块(IPM)方案
4.汽车功能电气化-中压功率MOSFET分立器件和模块
6.智能驾驶舱方案-图像传感器
配套客户：
通用、福特等各大主机厂
罗姆半导体
罗姆半导体（上海）有限公司ROHM(罗姆)成立于1958年，是全球知名的半导体厂商。
主营产品：
存储器、放大器/比较器、电源管理、时钟/计时器、开关/多路转换器/逻辑、数据转换器、传感器/MEMS、显示用驱动器、电机/执行机构驱动器、接口、通信LSI(LAPIS)、音频/视频、MOSFET、双极晶体管、二极管、功率晶体管、功率二极管SiC（碳化硅）功率元器件、IGBT、智能功率模块、电阻器、导电性高分子电容器、钽电容器、贴片LED、LED显示器、激光二极管、光学传感器、无线通信模块热敏打印头、薄膜压电MEMS、晶圆(LAPIS)、WL-CSP(LAPIS)
配套客户：
国内主机厂、日系、德系等车企
宏微科技
江苏宏微科技股份有限公司是由一批长期在国内外从事电力电子产品研发和生产，具有多种专项技术的科技人员组建的国家重点高新技术企业。是国家高技术产业化示范工程基地，国家IGBT和FRED标准起草单位；江苏省新型高频电力半导体器件工程技术研究中心等。
主营产品：
快恢复二极管芯片、分立器件（IGBT分立器件、MOSFET分立器件、FRED分立器件）、功率模块（IGBT模块、快恢复二极管模块、整流二极管模块、晶闸管模块、整流桥模块），电源模组（新能源大巴空调控制器、车载DCDC、预充单元PTC控制器、车载逆变器、风机调速模块）等
配套客户：
汇川、英威腾、蓝海华腾、科陆电子、合康变频等变频器厂家；
佳士、凯尔达、奥太、时代、沪工等电焊厂家；
海尔、美的、长虹、创维等家用电器厂家；
阳光、兆伏、山亿等新能源厂家；
台达、新誉、康丘乐等轨道交通电动汽车控制器厂家；
科华、志成冠军、易思特等UPS厂家
意法半导体（中国）投资有限公司1987年，两家历史悠久的半导体公司-意大利SGS Microelettronica和法国汤姆逊半导体公司（Thomson Semiconducteurs）-合并成立了今天的意法半导体公司，1994年起成为上市公司。意法半导体拥有丰富的芯片制造工艺，包括先进的FD-SOI（全耗尽绝缘体上硅）、CMOS（互补金属氧化物半导体）、混合信号、模拟和电源制造工艺，是国际半导体开发联盟（ISDA）开发下一代CMOS技术的合作企业之一。
主营产品：
半导体解决方案、集成电路、毫米波雷达、网关芯片、IGBT
配套客户：
中科君芯
江苏中科君芯科技有限公司是一家专注于IGBT、FRD等新型电力电子芯片研发的中外合资高科技企业。公司成立于2011年底，依托中国科学院的科研团队和研发平台，结合海内外的技术精英以及专业的市场管理团队共同组建而成。
主营产品：
IGBT芯片、IGBT单管、IGBT模块、FRD单管、FRD芯片、FRD模块
配套客户：
上海华虹宏力
华微电子
吉林华微电子股份有限公司是集功率半导体器件设计研发、芯片加工、封装测试及产品营销为一体的国家级高新技术企业，公司经科技部、中科院等国家机构认证。目前公司已形成IGBT、MOSFET、SCR、SBD、IPM、FRD、BJT等为营销主线的系列产品，产品种类基本覆盖功率半导体器件全部范围，广泛应用于汽车电子、电力电子、光伏逆变、工业控制与LED照明等领域，并不断在新能源汽车、光伏、变频等战略性新兴领域快速拓展。
主营产品：
功率半导体器件设计研发、芯片加工、封装测试（IGBT、MOSFET、SCR、SBD、IPM、FRD、BJT等）
配套客户：
欧普照明、松下电器、长城、LG
东芝电子元件（上海）有限公司提供各种车载半导体器件，有提高驾驶安全性的车载图像识别处理器，有针对新能源汽车的变频器控制方案，相关电机驱动器和功率器件，以及车载信息娱乐解决方案等。
主营产品：
新能源车用光耦隔离器件TLX系列、ADAS用最新图像识别芯片Visconti4、新能源车用IGBT芯片、冷却水泵控制芯片、无刷EPS电机驱动芯片与MOSFET、新能源车冷却水阀驱动芯片等
配套客户：
日系主机厂、自主品牌主机厂、合资品牌主机厂
2023年2月IGBT专家会议纪要问答环节：
Q：怎么看国产替代
是一个必然趋势，现在中美关系下大家都会做国产备份，这几年在我们产品还是有优势的情况下，我们还是给国内OEM带来先进的方向，未来即使他们选择国产的，也是一个正向引导。国内有几个IGBT厂商做的还是不错的，我比较推崇的是中车，他产品是不错的，但产能还不太足，而且做了很多国内的合资可能会成为拖累。斯达和士兰微的口号很响，但性能的稳定性和产品一致性上，还是有一定差距的，我们也做过对比，中车的东西确实让我们看到了追赶的脚步，其他厂商还是差一些的。
Q：汽车这种可靠性为主的领域，产品价格波动会是什么幅度？
今年IGBT和碳化硅产品线上，我们看不到太多降价的方向。去年看EA德国展上，我们公司和很多外资公司都参加了，给我们的感受是非常清晰的，海外车厂是非常想快速进入新能源赛道的，速度会比我们想象要快。我们之前全世界大部分新能源车产能是在中国的，但国外赛道现在也启动了，由主机厂牵头的IGBT和碳化硅的需求量级是非常大的，一个进来，一年的需求就顶得上国内两三个车厂的需求。国内车厂有降价的需求，也打着国产的旗号进行价格磋商，但我们在国外可以很轻易销售出去，我们在国内IGBT是保持比较一致的方式，只要你和我前长期合同，我们都是按量来匘配价格的，国外想快速进入，短期的采购行为已经影响到国内的价格。我们之前考虑过全球可能新能源增速在放缓，中国去年11-12月比较明显，现在也感受到国内增速确实有可能减缓的，但也不敢确定，现在国内是说850万新能源车产销，去年是650万辆，增长20%多，我们看海外增速+国内增速，以及我们的产能看，降价的可能性不大，还是会和国产的保持一定价差。但也不会涨价。
Q：现在IGBT有没有紧缺？
目前我认为IGBT是比较稳定的，1月份产能都是出乎大家意料的，很多厂商是大幅缩减。
Q：车规级MOS缺货的类型是哪些？价格如何？
MOS缺货是持续了一年半以上时间了，它集中在40V及以上的全品类的MOS管，40/60/100/150V几乎是全品类缺货。很多A00级车是用的MOS，虽然很多是采用了国产的MOS管，但稳定性还是有很大问题的，所以对海外厂商的MOS基本上是供不应求，大范围缺。
Q：超洁在车的供应情况
也是生产多少就销售多少，很多都是全球在抢，我们很多产能都是按国际买方订单生产的。
Q：安世半导体的MOS在四季度是涨价的，现在趋势如何？
我们也在涨价，每个季度都会有增长。
Q：混动车型的IGBT模块用量是要比纯电的多，是用在什么地方？
混动和纯电的IGBT用量是一样的，增程比如理想、岚图和马上推出的问界，还有比亚迪的车型，增程这一块是大家非常看好的，增程的产品定义是纯电的，不是混动，只是增加了一个发电机，国内是用汽油发电机，这种增程式国家也不认可为新能源车。这一块多在要有一个发电机，相当于增程式是2套电机的控制单元，而传统的纯电是单电机的。还有一些方式，比如前轮和后轮可以单独有，这种电车也是用了2套。再看理想的增程式，也是四驱，相当于有3个电机。
Q：你们在碳化硅倾斜了很多资源，怎么看碳化硅和JBGT的布局？会不会IGBT尽量就退出部分市场，注重开发碳化硅？
碳化硅一定是未来，是行业一致认可的。IGBT我们和国内半导体公司性能差距是在缩减的，除非我们碳化硅产品一直无法退出，不得不继续采用IGBT，只有这种情况下才会继续研发下一代。我们看IGBT的研发已经第七代了，不必继续研发下一代了。和中国厂商刺刀见红的可能性国际厂商是很少去做的。国际碳化硅主流玩家这两年投资都是非常大的，和国内国产碳化硅厂商比，数字占比是要超过国内的，是国际厂商的押宝，都在赌未来三五年，碳化硅可以带来足够的利润。
Q：国际厂商对未来的预测，碳化硅增速是非常大的，是基于什么原因？
要从碳化硅的特性，IGBT是传统的MOS管加上三极管的放大，控制频率是比较低效的，损耗比较大。碳化硅可以理解为高速MOS管，损耗是非常小的。大家都是做逆变，谁的频率高，损耗小，体积有优势。全球汽车方向也是轻量化和小型化，这样方向走下来还用传统IGBT是达不到的，碳化硅是必然趋势了。再加上碳化硅的衬底生产上我们有非常多前期积累，我们可以很快进入生产。
Q：你们手上是确实拿到了很多订单吗？是哪些客户？
现在订单主要是海外的，碳化硅国内也有，主要集中在OBC上，这一块用碳化硅可以实现双向，既可以给车供电，也可以反向对外输出，主要一个OBC使用在国内是非常火的，带动了单管碳化硅的使用。去年我们主要碳化硅收入是来自这一块的。今年开始，我们看到模组类的碳化硅大规模使用，就是海外厂商，已经进入量产节奏了。今年很多车型会逐步宣称使用了碳化硅，但比例不会一下子达到非常高，国内真正推出碳化硅车型的寥寥无几，下半年就会看到很多。
Q：是哪些品牌会推出碳化硅？
国内就是比亚迪汉和蔚来，小鹏G9很多还是没有正式量产。今年开始我们拿到的车厂信息，吉利，长安，广汽，北汽等很多都会推出碳化硅车型。Q3可能就会有一些车型面世。初期大家更多是观望态度，国内需求不会太大，而且它想要的话也拿不到太多产能。国外去年有发布一些车型，今年是在走量了。
Q：怎么看超洁在OBC里的占比和竞争？
我不认为超洁的MOS会和大功率碳化硅形成直接竞争，MOS和碳化硅速度都是非常快的，IBGT不占优势。大多数车厂选择都是240-320千瓦功率段使用碳化硅，毕竟太贵了，IGBT便宜很多，200千瓦以下，比如120-180，大家更多会使用IGBT，在70-120之间可能还会选择单管IGBT。超洁可能在100千瓦以内的小功率范围。他们变压等级也不一样，IGBT可以探到1200V，也是碳化硅的补充。除非碳化硅价格降下来，才可能在20万元以下车型使用，也是价格的原因会导致一段时间的共存。
Q：现在大家都说充电桩的充电模块有壁垒，这个东西和IGBT有关吗？
充电桩大致是属于工业领域，虽然是给车充电的，但国内充电桩机会都是采用的工业级产品。
Q：800V高压平台车型使用碳化硅，是不是充电桩也需要用碳化硅？
我认为是的，因为耐压要提升上来，你要输出800V的，IGBT可能不合适，碳化硅损耗会比较小。
Q：800V会不会存在很多充电桩用不了？
是的，现在只有一些快充站才可以充高压，普通的就充不了。碳化硅在1200V高压有优势，最大的制约一个是价格贵，第二是配套设斲还是需要社会有支撑。后面效应车型才会有比较快增长。800V车型也可以用普通充电桩，车载OBC就可以充，就是充的慢而已，享受不到快充。
Q：高压充电桩会对地方电网有影响吗？
所以必须要国网来在电网布局里规划，你要是申请不到电力支持是做不了快充站的。比如这一批住宅区供电功率不大，快充对电力消化是非常大的，小区周边就不合适。所以快充不会建在小区周边。现在电网是不足以支撑密集的快充网点的。
Q：光储充一体化的站和改造变压器的成本怎么比？
不了解。
Q：碳化硅的需求是翻倍的，因为除了车的需求，充电桩也需要
快充一定是在碳化硅基础上，或者1200V的IGBT但效率太低了。如果工作时间长，使用IGBT产品，消耗掉的能量会比较大。
Q：中车的IBGT比斯达要好，是车规级吗？
是汽车级IGBT模块，我没有测过他们的碳化硅。汽车级明显是中车好于斯达，是行业一致的。
编辑：黄飞
IGBT是电动汽车及充电桩等设备的核心技术部件，在电动汽车中发挥着至关重要的作用，主要作用于电动车汽车的充电桩、电动控制系统以及车载空调控制系统。
（1）电动控制系统
作用于大功率直流/交流(DC/AC)逆变后汽车电机的驱动；
（2）车载空调控制系统
作用于小功率直流/交流(DC/AC)的逆变；
（3）充电桩
智能充电桩中被作为开关元件使用； 2、智能电网
智能电网的发电端、输电端、变电端及用电端均需使用IGBT。
（1）发电端
风力发电、光伏发电中的整流器和逆变器都需使用IGBT。
（2）输电端
特高压直流输电中FACTS柔性输电技术需大量使用IGBT。
（3）变电端
IGBT是电力电子变压器的关键器件。
（4）用电端
家用白电、 微波炉、LED照明驱动等都对IGBT有大量的需求。 3、轨道交通
众所周知，交流传动技术是现代轨道交通的核心技术之一，在交流传动系统中牵引变流器是关键部件，而IGBT又是牵引变流器最核心的器件之一，可以说该器件已成为轨道交通车辆牵引变流器和各种辅助变流器的主流电力电子器件。 车载IGBT的模块封装与流程 近些年，电动汽车的蓬勃发展带动了功率模块封装技术的更新迭代。目前电动汽车主逆变器功率半导体技术，代表着中等功率模块技术的先进水平，高可靠性、高功率密度并且要求成本竞争力是其首先需要满足的要求。
工商网监
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