最强梳理！IGBT原来是这么玩的

不论是千元的低端机，还是售价颇高的苹果华为，它其实都包含着人类最伟大的科技艺术品—芯片。

芯片表面的样子，很多人都见过，比如手机上的 SoC，微不足道的一片，面积比一枚硬币还小。

但就在这一平方厘米不到的芯片里，居然塞下了几十亿个晶体管 。

如果你对这个数字没概念，机哥打个不严谨的比方。把芯片等比例放大，如果一个晶体管占地 1m2，那你知道华为的麒麟 980、苹果 A12 芯片会有多大吗?

超过一个上海市的面积!

仅仅是把这些晶体管做进这么小的面积里，已经很让人难以置信了，结果它们还能以极其严密的顺序排布，整齐划一地工作，紧密无间地配合。带动整个手机数不清的运算，让你享受发微信、刷微博、玩吃鸡的快乐。这简直是神仙操作啊。

我们再来看看这些芯片的诞生，这些神一般的芯片，最开始就是我们生活中毫不起眼的沙子 。

通过纯化、切割，变成硅晶圆 。

再经过光刻、蚀刻、离子注入、封装等流程，变成我们的芯片。

这些流程咱们嘴上说说很轻巧, 但要实现超高密度的纳米制程工艺，这些流程都不能用一个“难”字来形容了。

芯片的种类五花八门，除了咱们都很熟悉的手机 CPU，机哥今天还想跟大家介绍另一种芯片, 它跟我们的生活也息息相关，在电动汽车 上运用极为广泛。

它的名字叫——IGBT。

最近大火的IGBT是什么玩意?今天咱来好好唠唠!就先从IGBT的概念说起吧。

IGBT概念

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型晶体管，是由 BJT(双极型三极管)和 MOSFET(绝缘栅型场效应管)组成的全控-电压驱动的功率半导体，主要用于汽车、逆变器、轨交等结构相对复杂的应用领域。可以理解为“非通即断”的开关，它可以将直流电压逆变成频率可调的交流电，主要用于变频逆变和其他逆变电路，被称为是“电力电子装置的CPU”。

大家可以把它想象成你大学的宿管阿姨，什么时候拉闸，具体给多少电，都是大妈说了算。

与常用的按钮开关不同点在于，它是通过软件控制，实现能量高效转换，每秒可以开关上万次。比如说电动汽车装上这个开关，在三秒内就会加速到一百公里每小时。

既然这个“宿管阿姨”这么厉害，那现在IGTB火起来的原因就能整明白了。

IGTB大火的原因

电力电子装置的“宿管阿姨”IGBT大火的原因一方面是技术需求，另一方面是市场空间导向。

我们先来说技术!

因为功率半导体种类较多，其中功率器件就有四类：二极管、晶体闸、IGBT和MOSFET，前两类因为成本较低，生产工艺相对简单，主要适用于结构相对简单的产品领域。但是后两者属于全控型半导体，工艺难度更高，应用领域也更加高端!

在功率器件中，IGBT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、高速等方面简直就是功率器件中的小王子!

目前IGBT已经发展至第七代，各方面性能不断优化，因此，主要应用于变频家电、新能源汽车、工业等高端领域。

我们再来说它的市场空间!

从下游应用领域规模占比来看，2020年中国IGBT市场应用以新能源汽车、工业控制及消费电子类为主，占比分别为30%、27%及22%。新能源汽车无疑将是功率半导体下游中最具发展潜力的行业。这些领域都将驱动功率半导体市场需求增涨，那么IGBT作为核心器件将直接受益!根据WSTS预测，全球汽车电动化用IGBT模块未来5年复合增长率高达23.5%。

IGBT作为这么关键的一个器件，价格肯定不便宜吧?

没错，它可是被誉为半导体皇冠上的明珠!

特别是在新能源汽车中，IGBT 模块占电动车整车成本约5%左右，是除电池之外成本第二高的元件。在能源汽车电控系统成本中占比约37%，称它为明珠一点也不为过!绝对是新能源产业链上的核心技术之一! 同时它还是我们国家公布的十六个重大科技专项第二项的重点扶持项目。可见其重要性了!

IGBT的现状与前景

IGBT的发展对于很多行业都有益，但是在相当长的一段时间里，IGBT的核心技术都被国外企业牢牢地把在手里。“核心技术之痛”依然横亘在我们面前，在IGBT全球市场中，西门子旗下的子公司英飞凌占有率全面领先，IGBT分立器件和IGBT模块的市占率分别为29.3%和 36.5%。

再看中国，在IGBT分立器件市场中，只有士兰微进入全球前十，2020年市场份额为2.6%;在IGBT模块市场中，2020年斯达半导跻身全球第六，市场份额为3.3%。

目前国内IGBT供需差距巨大，很多都依靠进口，国产量仅为市场销量的七分之一。国产替代空间巨大!

总体来说，我国企业规模仍较小，处于快速追赶阶段!

再加上受疫情影响， 功率半导体各大厂商出货受阻，市场缺货加剧，IGBT交货周期进一步拉长。加之市场对各类功率半导体产品需求依旧维持高涨，供不应求局面短期仍难以缓解。

目前大部分制造商产品价格持续上涨，市场短期内未看到从价格趋势的下行风险，行业景气度持续高涨。

综合以上原因，国内车企因为交货周期长，或者货源短缺的困境下，国内一些企业已经纷纷把橄榄枝抛向了国产厂商。这恰恰是国产厂商的一次机会!

随着 IGBT 市场规模增加，国内头部供应商能够抓住行业高景气度，提升技术的同时扩大规模，实现国产替代。