不論是千元的低端機(jī)，還是售價頗高的蘋果華為，它其實都包含著人類最偉大的科技藝術(shù)品—芯片。

芯片表面的樣子，很多人都見過，比如手機(jī)上的 SoC，微不足道的一片，面積比一枚硬幣還小。

但就在這一平方厘米不到的芯片里，居然塞下了幾十億個晶體管 。

如果你對這個數(shù)字沒概念，機(jī)哥打個不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)谋确?。把芯片等比例放大，如果一個晶體管占地 1m2，那你知道華為的麒麟 980、蘋果 A12 芯片會有多大嗎?

超過一個上海市的面積!

僅僅是把這些晶體管做進(jìn)這么小的面積里，已經(jīng)很讓人難以置信了，結(jié)果它們還能以極其嚴(yán)密的順序排布，整齊劃一地工作，緊密無間地配合。帶動整個手機(jī)數(shù)不清的運算，讓你享受發(fā)微信、刷微博、玩吃雞的快樂。這簡直是神仙操作啊。

我們再來看看這些芯片的誕生，這些神一般的芯片，最開始就是我們生活中毫不起眼的沙子 。

通過純化、切割，變成硅晶圓 。

再經(jīng)過光刻、蝕刻、離子注入、封裝等流程，變成我們的芯片。

這些流程咱們嘴上說說很輕巧, 但要實現(xiàn)超高密度的納米制程工藝，這些流程都不能用一個“難”字來形容了。

芯片的種類五花八門，除了咱們都很熟悉的手機(jī) CPU，機(jī)哥今天還想跟大家介紹另一種芯片, 它跟我們的生活也息息相關(guān)，在電動汽車 上運用極為廣泛。

它的名字叫——IGBT。

最近大火的IGBT是什么玩意?今天咱來好好嘮嘮!就先從IGBT的概念說起吧。

IGBT概念

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，絕緣柵雙極型晶體管，是由 BJT(雙極型三極管)和 MOSFET(絕緣柵型場效應(yīng)管)組成的全控-電壓驅(qū)動的功率半導(dǎo)體，主要用于汽車、逆變器、軌交等結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜的應(yīng)用領(lǐng)域?？梢岳斫鉃椤胺峭磾唷钡拈_關(guān)，它可以將直流電壓逆變成頻率可調(diào)的交流電，主要用于變頻逆變和其他逆變電路，被稱為是“電力電子裝置的CPU”。

大家可以把它想象成你大學(xué)的宿管阿姨，什么時候拉閘，具體給多少電，都是大媽說了算。

與常用的按鈕開關(guān)不同點在于，它是通過軟件控制，實現(xiàn)能量高效轉(zhuǎn)換，每秒可以開關(guān)上萬次。比如說電動汽車裝上這個開關(guān)，在三秒內(nèi)就會加速到一百公里每小時。

既然這個“宿管阿姨”這么厲害，那現(xiàn)在IGTB火起來的原因就能整明白了。

IGTB大火的原因

電力電子裝置的“宿管阿姨”IGBT大火的原因一方面是技術(shù)需求，另一方面是市場空間導(dǎo)向。

我們先來說技術(shù)!

因為功率半導(dǎo)體種類較多，其中功率器件就有四類：二極管、晶體閘、IGBT和MOSFET，前兩類因為成本較低，生產(chǎn)工藝相對簡單，主要適用于結(jié)構(gòu)相對簡單的產(chǎn)品領(lǐng)域。但是后兩者屬于全控型半導(dǎo)體，工藝難度更高，應(yīng)用領(lǐng)域也更加高端!

在功率器件中，IGBT兼具M(jìn)OSFET(絕緣柵型場效應(yīng)管)及BJT(雙極型三極管)兩類器件優(yōu)勢，開關(guān)速度快、輸入阻抗高、控制功率小、驅(qū)動電路簡單、開關(guān)損耗小、導(dǎo)通電壓低、通態(tài)電流大、損耗小，在高壓、大電流、高速等方面簡直就是功率器件中的小王子!

目前IGBT已經(jīng)發(fā)展至第七代，各方面性能不斷優(yōu)化，因此，主要應(yīng)用于變頻家電、新能源汽車、工業(yè)等高端領(lǐng)域。

我們再來說它的市場空間!

從下游應(yīng)用領(lǐng)域規(guī)模占比來看，2020年中國IGBT市場應(yīng)用以新能源汽車、工業(yè)控制及消費電子類為主，占比分別為30%、27%及22%。新能源汽車無疑將是功率半導(dǎo)體下游中最具發(fā)展?jié)摿Φ男袠I(yè)。這些領(lǐng)域都將驅(qū)動功率半導(dǎo)體市場需求增漲，那么IGBT作為核心器件將直接受益!根據(jù)WSTS預(yù)測，全球汽車電動化用IGBT模塊未來5年復(fù)合增長率高達(dá)23.5%。

IGBT作為這么關(guān)鍵的一個器件，價格肯定不便宜吧?

沒錯，它可是被譽為半導(dǎo)體皇冠上的明珠!

特別是在新能源汽車中，IGBT 模塊占電動車整車成本約5%左右，是除電池之外成本第二高的元件。在能源汽車電控系統(tǒng)成本中占比約37%，稱它為明珠一點也不為過!絕對是新能源產(chǎn)業(yè)鏈上的核心技術(shù)之一! 同時它還是我們國家公布的十六個重大科技專項第二項的重點扶持項目。可見其重要性了!

IGBT的現(xiàn)狀與前景

IGBT的發(fā)展對于很多行業(yè)都有益，但是在相當(dāng)長的一段時間里，IGBT的核心技術(shù)都被國外企業(yè)牢牢地把在手里?！昂诵募夹g(shù)之痛”依然橫亙在我們面前，在IGBT全球市場中，西門子旗下的子公司英飛凌占有率全面領(lǐng)先，IGBT分立器件和IGBT模塊的市占率分別為29.3%和 36.5%。

再看中國，在IGBT分立器件市場中，只有士蘭微進(jìn)入全球前十，2020年市場份額為2.6%;在IGBT模塊市場中，2020年斯達(dá)半導(dǎo)躋身全球第六，市場份額為3.3%。

目前國內(nèi)IGBT供需差距巨大，很多都依靠進(jìn)口，國產(chǎn)量僅為市場銷量的七分之一。國產(chǎn)替代空間巨大!

總體來說，我國企業(yè)規(guī)模仍較小，處于快速追趕階段!

再加上受疫情影響， 功率半導(dǎo)體各大廠商出貨受阻，市場缺貨加劇，IGBT交貨周期進(jìn)一步拉長。加之市場對各類功率半導(dǎo)體產(chǎn)品需求依舊維持高漲，供不應(yīng)求局面短期仍難以緩解。

目前大部分制造商產(chǎn)品價格持續(xù)上漲，市場短期內(nèi)未看到從價格趨勢的下行風(fēng)險，行業(yè)景氣度持續(xù)高漲。

綜合以上原因，國內(nèi)車企因為交貨周期長，或者貨源短缺的困境下，國內(nèi)一些企業(yè)已經(jīng)紛紛把橄欖枝拋向了國產(chǎn)廠商。這恰恰是國產(chǎn)廠商的一次機(jī)會!

隨著 IGBT 市場規(guī)模增加，國內(nèi)頭部供應(yīng)商能夠抓住行業(yè)高景氣度，提升技術(shù)的同時擴(kuò)大規(guī)模，實現(xiàn)國產(chǎn)替代。