IGBT的未來(lái)市場(chǎng)預(yù)測(cè)與技術(shù)路線

在未來(lái)幾年，IGBT市場(chǎng)具有很好的投資價(jià)值。我們預(yù)計(jì)到2022年，全球IGBT市場(chǎng)總量將超過(guò)50億美金，其主要增長(zhǎng)將來(lái)自于功率模塊的銷售貢獻(xiàn)。IGBT市場(chǎng)將得益于巨大的汽車市場(chǎng)影響，特別是在電動(dòng)汽車（EV）和混合動(dòng)力汽車（EHV）的電力傳動(dòng)部分應(yīng)用。作為一個(gè)潛力巨大的新興市場(chǎng)，EV/EHV前景十分廣闊。在這一領(lǐng)域中，整個(gè)2016年IGBT市場(chǎng)份額為8.45億美金，我們預(yù)計(jì)到2022年，EV/EHV領(lǐng)域?qū)⒄颊麄€(gè)IGBT市場(chǎng)的40%。

IGBT的另一大應(yīng)用領(lǐng)域是電機(jī)驅(qū)動(dòng)，這一領(lǐng)域保持著穩(wěn)步增長(zhǎng)。我們預(yù)計(jì)未來(lái)五年，整個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)市場(chǎng)將有4.6%的年復(fù)合增長(zhǎng)率。依靠大型設(shè)備安裝量的增長(zhǎng)，光伏（PV）和風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域同樣是一個(gè)十分活躍的IGBT市場(chǎng)。值得一提的是，2016年中國(guó)貢獻(xiàn)了全球最大的太陽(yáng)能面板安裝量，全年新增了35000兆瓦的太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)施。

400至1700V的中低壓領(lǐng)域的分立式IGBT，在消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)、電網(wǎng)、焊接和白色家電應(yīng)用中具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，占據(jù)了整個(gè)IGBT市場(chǎng)的四分之一。由于越來(lái)越高的能效標(biāo)準(zhǔn)需求，白色家電領(lǐng)域的市場(chǎng)份額將會(huì)保持增長(zhǎng)，未來(lái)五年的復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到6%左右。除汽車市場(chǎng)外，我們預(yù)計(jì)在其它運(yùn)輸工具的市場(chǎng)上，2022年分立式IGBT的出貨量將比2016年翻一番，主要用于航空電子和船舶推進(jìn)系統(tǒng)。

自從寬禁帶半導(dǎo)體（WBG）產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)以來(lái)，一個(gè)巨大的疑問(wèn)一直存在：硅基器件還能繼續(xù)走多遠(yuǎn)？使用SiC和GaN材料的器件表現(xiàn)出良好的性能，已經(jīng)逐漸與現(xiàn)有的硅功率器件形成了競(jìng)爭(zhēng)。例如，我們認(rèn)為SiC的應(yīng)用將會(huì)直接影響到IGBT市場(chǎng)，一個(gè)很大的可能性就是，SiC在可預(yù)見的未來(lái)將完全接管汽車市場(chǎng)。但我們預(yù)計(jì)IGBT在整個(gè)電力電子領(lǐng)域并不會(huì)被完全取代，仍會(huì)有相當(dāng)一部分的市場(chǎng)份額。

事實(shí)上，即使IGBT已經(jīng)接近技術(shù)極限，仍然有新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和新材料來(lái)不斷提高其性能，來(lái)和寬禁帶半導(dǎo)體器件競(jìng)爭(zhēng)。未來(lái)幾年，英飛凌（Infneon）、富士（Fuji）、ABB還將繼續(xù)推出新設(shè)計(jì)的IGBT產(chǎn)品。各廠商也在不停的改進(jìn)封裝技術(shù)，并減小封裝帶來(lái)的寄生效應(yīng)，盡量提高IGBT的工作效率。例如應(yīng)用嵌入式、疊層、三維互連等封裝技術(shù)，或高壓集成電路來(lái)減小封裝尺寸，提高模塊的功率密度。

目前，各大廠商的IGBT產(chǎn)品覆蓋了從400V到6.5kV很寬的電壓范圍。400V的IGBT將直接與普通MOSFET競(jìng)爭(zhēng)，而電壓高于600V的IGBT將會(huì)遭遇 SJ MOSFET（Coolmos等，利用Super Junction結(jié)構(gòu)作耐壓區(qū)的MOSFET）或?qū)捊麕О雽?dǎo)體器件的競(jìng)爭(zhēng)。而比這些更低電壓等級(jí)的IGBT體現(xiàn)不出其本身結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢(shì)（大電流、低導(dǎo)通壓降），所以沒(méi)有得到發(fā)展，無(wú)法形成產(chǎn)品。

IGBT作為一個(gè)成熟的器件，供應(yīng)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)都有很強(qiáng)的合作關(guān)系。因此，在 最近兩年IGBT的主要廠商基本沒(méi)有變化，只有安森美半導(dǎo)體（ON Semiconductor）在2016年底收購(gòu)仙童（Fairchild）之后，躋身成為全球前五的IGBT供應(yīng)商。然而，越來(lái)越多的公司正在試圖進(jìn)入IGBT市場(chǎng)以獲取市場(chǎng)價(jià)值，如剛剛完成對(duì)艾賽斯（IXYS）公司收購(gòu)的Littelfuse。

大多數(shù)廠商都在600-1300V的中壓范圍內(nèi)提供分立器件和模塊化產(chǎn)品，占全球IGBT市場(chǎng)的60％以上。只有少數(shù)幾家廠商，如美國(guó)微芯（Microchip）和日本Sanken電氣，專門研究低壓分立式IGBT，而三菱（Mitsubishi）和日立（Hitachi）等幾家廠商則只銷售模塊化產(chǎn)品。特別指出，由于中國(guó)高鐵的迅速發(fā)展和大功率電氣機(jī)車的需求，中國(guó)已經(jīng)大量進(jìn)口2.5kV至6.5kV電壓等級(jí)的模塊化產(chǎn)品。英飛凌、富士、安森美和東芝（Toshiba）等大公司在低壓至中壓1700V部分，分立IGBT和模塊化產(chǎn)品都處于領(lǐng)先地位，而2.5kV以上的高壓產(chǎn)品市場(chǎng)則由三菱公司主導(dǎo)。