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IGBT细分市场的那些全球寡头 IGBT作为能量转换的“CPU”，无论是家用电器、工业变频，还是轨道交通、智能电网，离开它都是万万不行的。由于不同的应用领域，对器件的性能要求不同，从而使得产品设计和工艺过程有很大的差异，那么如何以更高效的方式应对市场需求而进行产品开发呢？ 管理学领域的“标杆学习法“也许非常值得我们借鉴。所谓”标杆学习法“也就是通过学习每个细分领域市占率第一的公司的产品结构和性能指标，可以让你迅速的了解产品发开发的方向，以及产品需要达到的性能要求。这一方法其实无论对于刚进入IGBT领域的“菜鸟“，还是在IGBT领域沉淀多年的”老司机“都大有裨益。下面就让我们一起聊聊IGBT细分市场上的那些全球寡头们。 为了便于行文并参考行业惯例，将IGBT电压等级做如下的划分： IGBT定义与应用 01 安森美 超低压领域的寡头 IGBT在超低压领域，主要是应用于内燃机的点火装置。所有的内燃机中都有一个基本的点火电路，即点火系统，也就是我们所说的火花塞，通过该系统将点燃燃油与空气的混合物，从而产生引擎工作所需的能量，经过漫长的进化，目前，IGBT已经成为在点火系统不可或缺的一部分。此领域的IGBT一般采用FS技术，电压等级主要是400V，电流等级在10-150A，Vecon在1.3-1.35V，关断损耗在200-300mJ，工作频率最高在几KHZ。在此领域，全球排名第一的供应商是安森美，即OnSemi[1]。 安森美-点火IGBT领域第一 02 英飞凌 低压领域的寡头 IGBT在低压领域的应用十分广泛，主要有电焊机、家电（变频空调、洗衣机、电冰箱、洗碗机、电磁炉）、电动汽车（混动、纯电动等等）。在此领域，全球排名第一的供应商是英飞凌，即Infineon[2]。 低压领域是目前IGBT研究的热点，也是最新技术的代表。以英飞凌为例，2019年3月最新发布的1200V IGBT7采用精细沟槽+FS技术+薄片技术；2016推出的面向家电应用的1200和1350V IGBT，采用最新的逆导+薄片技术等。英飞凌应用于不同场景的IGBT的电学参数参数见下表。 低压IGBT应用 03 英飞凌 中压领域的寡头 IGBT中压领主要应用于主UPS、风能、太阳能电池、地铁/城轨电机驱动等领域。在此领域，全球排名第一的供应商是依然是英飞凌，即Infineon。通过官网查询发现，在排名前五的IGBT厂商中，仅英飞凌和三菱有1700V的IGBT模块产品，其中前者有130个产品系列，后者有38个产品系列 [2,3]。英飞凌1700V IGBT模块，主要采用FS+沟槽的IGBT4芯片，模块的电流等级在100-3600A，模块等级的Vceon约1.95V，模块级的Eoff在30-1600mJ。由于低损耗和小型化的要求，1700V在UPS、风能、太阳能电池等领域的市场将逐渐被1200V取代，而由于功率密度的原因（1200V， max:2400A）在铁/城轨电机驱动等领域的应用将仍然是主流。 04 三菱电机 高压领域的寡头 高压IGBT主要应用于诸如轨道牵引（高铁、动车组）、电网（柔性直流输电、特高压直流输电）、大型工业装备（轧钢机）等大电压、大电流、低频的领域。在此领域，全球排名第一的供应商是三菱电机，即Mitsubishi Electrics。通过官网查询发现，在全球主要的高压IGBT供应商中，三菱拥有32个产品系列，ABB拥有30个产品系列，英飞凌拥有29个产品系列 [4-6]。 三菱-ABB和英飞凌高压IGBT产品系列 在上述的产品系列中，无一列外，均是以模块的形式向外出售，而无单独出售芯片的信息，表明了国外厂商在高压芯片领域，从芯片至模块的全面技术垄断。相比较于低压，高压更容易出现“卡脖子“的情况，在此领域国内厂商还得多多努力。 由于无单独高压芯片的信息，将典型模块参数摘录于下表，供参考。其中X系列是三菱推出的最新款模块，采用第7代IGBT，H系列是标准高压模块。 三菱电机高压IGBT模块典型参数 05 总结 安森美依靠400V IGBT产品占据了超低压领域的寡头地位，英飞凌依靠在600V、650V、1200V、1350V、1600V、1700V等中低压领域的全面布局，牢牢把控该领域的头把交易，当然由于新能源装备的对中低压产品的巨大需求，也使得这一区间的竞争最为激烈，老大的排名也许在未来几年会存在变数（紧随其后的如安森美、三菱实力都不容小觑）。三菱依靠在高压领域的全系列产品布局（2500V、3300V、4500V和6500V），站在了这一区间食物链的最顶端，同时由于高压市场的需求相对稳定，长期来看三菱的地位也相对稳定。 IGBT分类和应用 |
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