不論是千元的低端機(jī)，還是售價(jià)頗高的蘋果華為，它其實(shí)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(gè)晶體管 。

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

超過一個(gè)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(dòng)整個(gè)手機(jī)數(shù)不清的運(yùn)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(shí)現(xiàn)超高密度的納米制程工藝，這些流程都不能用一個(gè)“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(dòng)汽車 上運(yùn)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(dòng)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(shí)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(diǎn)在于，它是通過軟件控制，實(shí)現(xiàn)能量高效轉(zhuǎn)換，每秒可以開關(guān)上萬次。比如說電動(dòng)汽車裝上這個(gè)開關(guān)，在三秒內(nèi)就會(huì)加速到一百公里每小時(shí)。

既然這個(gè)“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?yàn)楣β拾雽?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?yàn)槌杀据^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(dòng)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(fèi)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(dòng)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(dòng)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(gè)器件，價(jià)格肯定不便宜吧?

沒錯(cuò)，它可是被譽(yù)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(dòng)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(diǎn)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(shí)它還是我們國家公布的十六個(gè)重大科技專項(xiàng)第二項(xiàng)的重點(diǎn)扶持項(xiàng)目?？梢娖渲匾粤?

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(shí)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(jià)格持續(xù)上漲，市場短期內(nèi)未看到從價(jià)格趨勢的下行風(fēng)險(xiǎn)，行業(yè)景氣度持續(xù)高漲。

綜合以上原因，國內(nèi)車企因?yàn)榻回浿芷陂L，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(huì)!

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(shí)擴(kuò)大規(guī)模，實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)替代。