IGBT芯片短缺原因是什么

Release time：2023-05-29
author：Ameya360
source：网络
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　　根据市场消息，在本月安森美的IGBT供应紧缺，交期仍在40周以上，无明显缓解。富昌电子公布的《2023Q1芯片市场行情报告》指出，意法半导体、英飞凌、仙童半导体、Microsemi、IXYS的IGBT交期与2022Q4的交期一致，最长在54周。

IGBT芯片短缺原因是什么

　　IGBT的短缺预计会持续到2024年，导致IGBT缺货的原因可以简单归为三点，其一是产能受限，扩增缓慢;其二是，车用需求旺盛，特斯拉砍75%碳化硅用量大幅提升IGBT需求。其三是，当前太阳能逆变器采用IGBT的比重大幅提升，绿色能源市场拉动IGBT市场。

　　一、IGBT产能受限，扩增缓慢

　　大部分6英寸、8英寸的晶圆厂折旧，由于成本效益问题，很少有6英寸、8英寸晶圆厂会扩大IGBT的产能。不过有部分12英寸的晶圆厂已经开始生产IGBT，比如电装和联电子公司联合半导体日本有限公司(USJC)合作在12英寸晶圆厂上生产IGBT的计划将于2023年上半年开始，还有英飞凌、安森美收购的12英寸晶圆厂在IGBT生产上有所进展。

　　不过这些扩产还需要段时间。据悉，英飞凌德国新厂需要到2026年才能正式量产，安森美的2023年产能已经全部售罄，有客户在2022年下半年就已经基本敲定了2023年全年供货。

　　尽管IGBT客户和订单规模在增长，但到下游晶圆代工厂的产能调节仍需要时间，晶圆代工厂的产能主要集中在订单规模大且稳定的消费电子产品上。短期内，IGBT的缺货情况难缓解。

　　还有，氮化镓和碳化硅复合材料的火热市场，也改变了晶圆厂的路线。新型复合材料除了在车用领域，5G、AIoT、新能源市场都呈现出巨大的潜力。IGBT在这方面也受到了挤压。而且，尽管IGBT的6英寸、8英寸的IGBT生产技术成熟，但该行业长期由国际大厂如英飞凌、安森美、东芝、三菱等大公司主导，在12英寸晶圆厂生产IGBT面临的挑战也将更大，在技术层面、材料、制造成本问题都不是新来者能轻松入局的。

　　二、车用需求旺盛，特斯拉砍75%碳化硅用量

　　电动车使用IGBT的数量是传统燃油车的7-10倍，高达上百颗。再加上特斯拉在今年AI投资日上宣布下一代车型将减少75%的SiC使用量，也使得IGBT车用需求更加紧俏。IGBT的制造成本低于碳化硅，由于架构简单，故障率较低，IGBT还具有更好的电容性能和更好的抗过压能力，适用于大功率、大电流的应用场景。

　　有分析机构指出，碳化硅+IGBT混合模块方案可能降低采用碳化硅的电驱系统成本，是潜在方案之一。

　　据悉，由于IGBT的缺货，汉磊集团掌握IGBT芯片组件龙头英飞凌大单，在年初调涨了IGBT产线的代工价格10%。

　　三、绿色能源市场拉动IGBT需求

　　国家在“十四五”期间将坚持清洁低碳战略方向，光伏发电作为绿色环保的发电方式，符合国家能源改革以质量效益为主的发展方向。根据中国光伏行业协会预测，2025 年全球光伏逆变器新增装机量有望达 330GW，假设 2025 年光伏逆变器替换装机量为 42GW。按照 IGBT 占组串式逆变器 BOM 成本的 18%，以及占集中式逆变器 BOM 成本的 15%计算，预计 2025 年光伏逆变器 IGBT 市场规模将超百亿。

　　国内IGBT供应厂商斯达半导体，在2022年业绩预告中表示，IGBT模块以及分立器件在光伏发电和储能领域大批量装机并迅速上量;比亚迪半导体在去年6月份宣布，其IGBT模块已批量出货于光伏领域。

　　有分析机构的数据统计，2022年全球光伏新增装机达到244GW，又根据国际能源署 (IEA) 的数据，到2030年，道路上将有1.25亿辆电动汽车。

　　多个绿色能源市场的推动，使得IGBT市场规模正在扩大，不过由于多重因素导致，IGBT的供应缓解还需要一段时间。

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不同因素对IGBT温敏参数dv/dt有什么影响
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不同因素对IGBT温敏参数dv/dt有什么影响

　　绝缘栅极双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，简称 IGBT)作为一种重要的功率半导体器件，在现代电力电子系统中发挥着关键作用。在实际应用中，IGBT 的温敏参数 dv/dt 影响了器件的开关速度和稳定性。本文将探讨不同因素对 IGBT 温敏参数 dv/dt 的影响，并分析其在电力电子领域中的重要性。　　1. IGBT 温敏参数 dv/dt 的定义　　在 IGBT 工作过程中，dv/dt 是指栅源电压(Gate-Source Voltage)随时间的变化率，即斜率。温敏参数 dv/dt 表示了 IGBT 在不同温度下对斜率变化的敏感程度，通常会影响到器件的耐受能力、开关速度以及噪声等性能。　　2. 结构设计对 dv/dt 的影响　　IGBT 的结构设计是影响其温敏参数 dv/dt 的重要因素之一。以下是几个主要方面：　　2.1 掺杂浓度：掺杂浓度的变化会影响 IGBT 的电场分布和载流子输运特性，从而对 dv/dt 产生影响。　　2.2 漏极区域：漏极区域的结构设计对电场分布和损耗情况有较大影响，进而影响了 dv/dt 参数的表现。　　2.3 网格结构：IGBT 栅极网格结构的设计也会对电场分布和响应速度产生重要影响，进而影响温敏参数 dv/dt 的性能。　　3. 材料属性对 dv/dt 的影响　　IGBT 的材料属性是决定器件性能的关键因素之一，对温敏参数 dv/dt 也有显著影响。　　3.1 半导体材料：IGBT 的半导体材料的选择直接影响了器件的导电性能和电场分布特性，从而影响 dv/dt 参数的表现。　　3.2 绝缘层材料：绝缘层材料的性能和质量对于电场分布和漏电流的抑制起着重要作用，进而影响了温敏参数 dv/dt 的性能。　　4. 工作条件对 dv/dt 的影响　　IGBT 在不同工作条件下，其温敏参数 dv/dt 的表现也会有所差异。　　4.1 温度：是最主要影响 IGBT 温敏参数 dv/dt 的因素之一。随着温度升高，器件特性可能发生变化，导致 dv/dt 参数受到影响。　　4.2 工作频率：高频率的工作条件下，IGBT 开关速度要求更高，对 dv/dt 的敏感度也会增加，需要更高的性能来保证器件稳定可靠地工作。　　5. 外部环境对 dv/dt 的影响　　外部环境因素也会对 IGBT 温敏参数 dv/dt 产生影响。　　5.1 湿度：高湿度环境可能导致器件绝缘层性能下降，导致电场分布不均匀和漏电流增加，进而影响了 dv/dt 参数的稳定性。　　5.2 电磁干扰：强电磁干扰环境下，可能会产生额外的噪声和干扰，影响 IGBT 的工作状态和敏感度，从而对温敏参数 dv/dt 造成影响。　　6. 综合影响分析和应对措施　　综合考虑以上因素对 IGBT 温敏参数 dv/dt 的影响，可以通过以下措施来应对：　　6.1 优化结构设计：在设计阶段注重优化结构设计，提高器件的耐受能力和响应速度，降低温敏参数 dv/dt 的波动性。　　6.2 选择合适材料：合理选择半导体材料和绝缘层材料，确保其性能符合要求，以降低温度和外部环境变化对 dv/dt 的影响。　　6.3 控制工作条件：在实际应用中，控制器件的工作温度、频率和电压范围，使其处于合适的工作条件下，减小 dv/dt 参数的波动和不稳定性。　　6.4 环境监测与保护：对环境因素进行监测和评估，采取有效的绝缘和防护措施，保持器件在良好的工作环境下，减少外部环境因素对 dv/dt 参数的干扰。　　IGBT 温敏参数 dv/dt 是影响器件稳定性和性能的重要指标之一，在实际应用中需要充分考虑各种因素对其影响。通过优化结构设计、选择合适材料、控制工作条件和做好环境监测与保护等措施，可以有效降低温敏参数 dv/dt 的波动性，提高器件的可靠性和稳定性。
2025-11-14 14:48 reading：315
硅IGBT与碳化硅MOSFET的优缺点
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硅IGBT与碳化硅MOSFET的优缺点

　　随着电力电子技术的不断发展，硅IGBT和碳化硅MOSFET作为主要功率开关器件，在电力变换、驱动等领域都扮演着重要角色。两者在性能、功耗、效率等方面有着不同特点，本文将探讨硅IGBT和碳化硅MOSFET的特性，并对它们的优缺点进行详细对比分析。　　1. 硅IGBT的优缺点　　优点：　　低导通压降：硅IGBT具有较低的导通压降，能够减少功耗和散热需求。　　稳定性强：在高温、高电压条件下仍能保持稳定工作。　　成熟技术：已经经过长期发展和改进，技术相对成熟，生产工艺稳定。　　缺点：　　开关速度慢：IGBT的开关速度较慢，导致在高频应用中性能受限。　　功耗较高：由于导通压降存在，会产生一定的功耗损耗。　　温升较高：在高负载情况下容易产生较高的温度升高，需要额外散热处理。　　2. 碳化硅MOSFET的优缺点　　优点：　　高开关速度：碳化硅MOSFET具有极快的开关速度，适合高频应用。　　低导通损耗：由于导通特性优秀，功耗损耗较低。　　低温升：在高负载情况下温升较低，对散热要求不高。　　缺点：　　价格较高：碳化硅器件相对硅IGBT价格较高，成本较大。　　新技术：相对硅IGBT，碳化硅器件的生产工艺和技术较新，仍在不断完善中。　　抗干扰能力差：对于电磁干扰的抵抗能力相对较弱。　　3. 对比分析　　性能比较：　　开关速度：碳化硅MOSFET具有更快的开关速度，适合高频应用;而硅IGBT则速度较慢。　　功耗：在功耗方面，碳化硅MOSFET表现较优，而硅IGBT存在一定的功耗损失。　　稳定性：硅IGBT在高温高压条件下的稳定性较好，而碳化硅MOSFET则更适合高频、高效率应用。　　成本和可靠性：　　成本：硅IGBT的成本相对较低，技术相对成熟，生产规模大;而碳化硅MOSFET的价格较高，因为生产工艺和材料技术要求较高。　　可靠性：硅IGBT在长期应用中表现出稳定的可靠性，且故障率较低;碳化硅MOSFET作为新技术，其长期稳定性尚待进一步验证。　　应用领域：　　硅IGBT：电力电子、工业变频器、风力发电等领域，对稳定性和成本要求较高。　　碳化硅MOSFET：高频变换器、电动汽车驱动系统、太阳能逆变器等需要高效率、高频率开关的领域。
2025-06-06 11:31 reading：1200
IGBT的工作原理、作用和功能有哪些
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IGBT的工作原理、作用和功能有哪些

　　IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)是一种高性能、高速度的功率半导体器件，是MOSFET和普通双极晶体管的集成体。IGBT融合了MOSFET的驱动特性和双极晶体管的低导通压降等优点，具有高效、低损耗和大电流承载能力等特点。IGBT广泛应用于各种电力电子设备中，如变频器、交流调速电机、UPS电源等。　　1. IGBT的工作原理　　IGBT的结构复杂，但其工作原理却比较简单。IGBT由PNP型双极晶体管和N型金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET组成，并在两者之间加入了隔离层，以实现双极晶体管和MOSFET的有机结合。IGBT的主要工作原理如下：　　当IGBT的栅极施加正向电压时，会形成一个N型导通区，从而允许集电极和发射极之间的电流通过。　　反之，当栅极施加反向电压时，则不允许电流通过。　　在IGBT的工作过程中，当控制信号施加到栅极时，将会引起PNP晶体管的导通。在这种情况下，集电极和发射极之间的电流可通过，在控制信号撤回后，IGBT会自动关闭，此时不会通过任何电流。　　2. IGBT的作用和功能　　IGBT拥有多种特性，其主要作用和功能如下：　　(1) 控制电流　　IGBT具有单向导通特性，可控制电路的开关状态。当IGBT的栅极施加正向电压时，允许电流通过;反之，则不允许电流通过。这使得IGBT可以很好地控制电流大小和方向。　　(2) 降低功率损耗　　由于IGBT的导通电阻比双极晶体管低，开关速度又比MOSFET快，因此，IGBT具有较低的导通损耗和开关损耗。这使得IGBT成为高效、低损耗的功率半导体器件。　　(3) 承载大电流　　IGBT的承载电流能力较强，可达300A以上。同时，IGBT具有良好的热稳定性和抗击穿能力，可以在高温和高电压环境下工作，保证设备的安全运行。　　(4) 广泛应用　　IGBT广泛应用于各种电力电子设备中，如变频器、交流调速电机、UPS电源等。其稳定性和高效性的特点被广泛认可，并得到了市场的追捧。　　IGBT是一种重要的功率半导体器件，具有控制电流、降低功率损耗、承载大电流等多种特点。其广泛应用于各种电力电子设备中，为产业的发展和进步做出了重要贡献。
2024-11-11 17:38 reading：1430
IGBT的工作原理 IGBT的作用和功能
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IGBT的工作原理 IGBT的作用和功能

　　IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)是一种高性能、高速度的功率半导体器件，是MOSFET和普通双极晶体管的集成体。IGBT融合了MOSFET的驱动特性和双极晶体管的低导通压降等优点，具有高效、低损耗和大电流承载能力等特点。IGBT广泛应用于各种电力电子设备中，如变频器、交流调速电机、UPS电源等。　　1. IGBT的工作原理　　IGBT的结构复杂，但其工作原理却比较简单。IGBT由PNP型双极晶体管和N型金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET组成，并在两者之间加入了隔离层，以实现双极晶体管和MOSFET的有机结合。IGBT的主要工作原理如下：　　当IGBT的栅极施加正向电压时，会形成一个N型导通区，从而允许集电极和发射极之间的电流通过。　　反之，当栅极施加反向电压时，则不允许电流通过。　　在IGBT的工作过程中，当控制信号施加到栅极时，将会引起PNP晶体管的导通。在这种情况下，集电极和发射极之间的电流可通过，在控制信号撤回后，IGBT会自动关闭，此时不会通过任何电流。　　2. IGBT的作用和功能　　IGBT拥有多种特性，其主要作用和功能如下：　　(1) 控制电流　　IGBT具有单向导通特性，可控制电路的开关状态。当IGBT的栅极施加正向电压时，允许电流通过;反之，则不允许电流通过。这使得IGBT可以很好地控制电流大小和方向。　　(2) 降低功率损耗　　由于IGBT的导通电阻比双极晶体管低，开关速度又比MOSFET快，因此，IGBT具有较低的导通损耗和开关损耗。这使得IGBT成为高效、低损耗的功率半导体器件。　　(3) 承载大电流　　IGBT的承载电流能力较强，可达300A以上。同时，IGBT具有良好的热稳定性和抗击穿能力，可以在高温和高电压环境下工作，保证设备的安全运行。　　(4) 广泛应用　　IGBT广泛应用于各种电力电子设备中，如变频器、交流调速电机、UPS电源等。其稳定性和高效性的特点被广泛认可，并得到了市场的追捧。　　IGBT是一种重要的功率半导体器件，具有控制电流、降低功率损耗、承载大电流等多种特点。其广泛应用于各种电力电子设备中，为产业的发展和进步做出了重要贡献。
2024-09-04 15:16 reading：1521
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