IGBT，中文名稱為：絕緣柵雙極型晶體管，它是由BJT(雙極型三極管)和MOS（絕緣柵型場效應(yīng)管）組合而成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件。它可以實(shí)現(xiàn)直流電和交流電之間的轉(zhuǎn)化，或者改變電流的頻率，由逆變和變頻的作用。

與MOSFET相比，IGBT多應(yīng)用與高壓領(lǐng)域，MOSFET主要應(yīng)用在高頻領(lǐng)域。IGBT一般用在電壓范圍為600V~6500V的應(yīng)用上。MOSFET的應(yīng)用電壓相對較低，從十幾伏到1000V都有。不過，IGBT的工作頻率要比MOSFET低很多，IGBT的工作頻率僅為100KHz，而MOSFET的工作頻率可達(dá)1MHz以上，甚至幾十MHz。

圖1：2017年全球IGBT市場格局，及主要企業(yè)的市場份額。（數(shù)據(jù)來源：賽迪智庫，天風(fēng)證券研究所）

根據(jù)天風(fēng)證券研究所的估計(jì)，2022年全球IGBT市場規(guī)模將達(dá)到60億美元。全球IGBT市場的主要競爭者包括英飛凌、三菱電機(jī)、富士電機(jī)、安森美，以及ABB等企業(yè)，前五大企業(yè)的市場份額就已經(jīng)超過了70%。

圖2：2016年~2022年全球IGBT市場規(guī)模。（資料來源：搜狐科技，天風(fēng)證券研究所）

目前，國外廠商已經(jīng)研發(fā)出了完善的IGBT產(chǎn)品系列，其中安森美等企業(yè)在消費(fèi)級(jí)IGBT領(lǐng)域處于優(yōu)勢地位，ABB、英飛凌和三菱電機(jī)在1700V以上的工業(yè)級(jí)IGBT領(lǐng)域占據(jù)優(yōu)勢，而在3300V以上電壓等級(jí)的應(yīng)用領(lǐng)域，英飛凌、ABB和三菱電機(jī)三家公司基本上居于壟斷地位，也代表了國際IGBT技術(shù)的最高水平。

圖3：國際IGBT市場產(chǎn)業(yè)鏈。

就中國市場而言，中國功率半導(dǎo)體市場占世界功率半導(dǎo)體市場份額的50%以上，但在中高端MOSFET和IGBT器件中，我們90%的功率半導(dǎo)體產(chǎn)品都需要依賴進(jìn)口。國產(chǎn)IGBT企業(yè)要想趕上國際企業(yè)，還需要時(shí)間。

圖4：中國IGBT市場產(chǎn)業(yè)鏈。

IGBT的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，按電壓分布來看，消費(fèi)電子領(lǐng)域使用的IGBT產(chǎn)品主要在600V以下，比如數(shù)碼相機(jī)的閃光燈等；1200V以上的IGBT更多應(yīng)用在電力設(shè)備、汽車電子、高鐵和動(dòng)車組上，比如動(dòng)車組常用的IGBT模塊為3300V和6500V，智能電網(wǎng)使用的IGBT通常為3300V等。

圖5：IGBT的應(yīng)用領(lǐng)域及電壓分布。

就目前來說，電機(jī)控制系統(tǒng)和充電樁是車用IGBT的主要增長點(diǎn)。電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車行駛，是控制電動(dòng)汽車最為關(guān)鍵的部分。IGBT在電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中屬于逆變器模塊，將動(dòng)力電池的直流電逆變成交流電提供給驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。

IGBT約占新能源汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及車載充電系統(tǒng)成本的40%，折合到整車中，約占總成本的7~10%，其性能直接決定了整車的能源領(lǐng)用率。不過汽車半導(dǎo)體行業(yè)的認(rèn)證周期長，標(biāo)準(zhǔn)非常嚴(yán)苛。

此外，軌道交通和智能電網(wǎng)是也使用IGBT比較多的應(yīng)用。高鐵如果想要在端時(shí)間內(nèi)將時(shí)速從零提升到300公里，就需要IGBT的幫助，因?yàn)镮GBT可以確保牽引變流器及其他電動(dòng)設(shè)備所需要的電流和電壓精準(zhǔn)可靠。據(jù)說，目前軌道交通方面的IGBT產(chǎn)品，我國基本實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化。

在智能電網(wǎng)方面，會(huì)用到IGBT的地方由發(fā)電端、輸電端、變電端和用電端。在發(fā)電端，像風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電等新能源中的整流器和逆變器都需要用到IGBT模塊；在輸電端，特高壓直流輸電中FACTS柔性輸電技術(shù)需要大量使用IGBT功率器件；在變電端，IGBT是電力電子變壓的關(guān)鍵器件；在輸電端，家用LED照明燈等應(yīng)用對IGBT也有著大量的需求。