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IGBT在新能源汽车中的应用及地位

2023-06-27 17:00:23

IGBT是由MOS管和三极管结合组成结合了两者优点，具有高频、高电压、大电流、易于开关、低导通阻抗、不消耗驱动电流，非常适合大功率驱动场景；被业界誉为电力电子装置的“CPU”和新能源“芯片”

(相关资料图)

在新能源汽车中IGBT是应用极为广泛的一种公里半导体元件，电动车之所以具备碾压燃油车的加速体验，和这枚“心脏”的作用不无关系。

新能源汽车是通过电池驱动电机来给汽车提供动力输出的，所以存在交流市电给汽车电池充电和电池放电来驱动电机使汽车行驶的场景。这两个过程都是需要通过使用IGBT设计的电路来实现。

IGBT约占电机驱动系统成本的一半，而电机驱动系统占整车成本的15-20%，也就是说IGBT占整车成本的7-10%，是除电池之外成本第二高的元件，也决定了整车的能源效率。

IGBT主要应用于电动汽车领域中以下几个方面：

1、电动控制系统大功率直流／交流（DC／AC）逆变后驱动汽车电机。

2、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。

3、充电桩智能充电桩中IGBT模块被作为开关元件使用。

新能源汽车的生产需要用到的芯片可达到500-800个，有的甚至超过1000个不同类型的芯片；汽车的芯片种类主要包括主控芯MCU、存储芯片、传感器类器件、IGBT功率类芯片、其次是信号链类的通信芯片；IGBT可以说是电动车的的核心技术之一，IGBT的好坏直接影响电动车功率的释放速度。

目前市面上出现的晶圆直径主要是150mm、200mm、300mm，分别对应6英寸、8英寸、12英寸的晶圆；国产芯片在晶圆的产能上，也就是在6寸上有优势；

全球10大8”晶圆厂約有40座,其中33座在亚洲(台湾15座,中國8座)在2019-2021产能仅扩厂5%,仍不足以满足后续电动车与工业控制市场,导致IGBT持续涨价。

在IGBT领域，台湾茂矽电子目前已实现650V-6500V IGBT全电压范围覆盖，并且自主设计、建造了全球首条6英寸高压IGBT芯片专业生产线，攻克了高压IGBT制造关键技术和成套工艺，是国内自主掌握高铁动力IGBT芯片及模块技术的企业，相关产品批量应用于轨道交通、输配电、新能源汽车等多个高端装备领域，市场优势地位明显。

茂矽电子成立于1987年，晶圆制造长期聚焦在功率半导体元件及电源管理IC领域，以MOS管、IGBT，模拟芯片、二极管等产品为主，并受到客户的青睐；

茂矽电子推出三款1200V 6寸晶圆【40A】P81MV022NL0013P、【25A】P81MV020NL0011P、【15A】P81MV023NL0014P）采用FS工艺技术1200V壕沟和现场停止技术；低开关损耗；正温度系数；简单的平行技术晶圆片；

由工采网代理的茂矽1200VIGBT晶圆系列采用纤薄晶圆场截止沟道技术，可显著降低开关及传导损耗，从而在较高频率下提升功率密度和效率。这些器件不仅为无需短路功能的应用进行了优化，如不间断电源、太阳能逆变器、焊接等应用，而且为电机驱动应用提供10微秒短路功能，与其它IR产品相辅相成。

在IGBT晶圆应用领域，台湾茂矽电子便是其中的佼佼者之一；台湾茂矽IGBT产品已经逐步进入新能源汽车、充电桩、电池管理以及光伏逆变器等领域，并受到客户青睐，拥有一整套完整的解决方案，欢迎联系：19168597394（微信同号）

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