IGBT的未來(lái)市場(chǎng)預測與技術(shù)路線(xiàn)

在未來(lái)幾年，IGBT市場(chǎng)具有很好的投資價(jià)值。我們預計到2022年，全球IGBT市場(chǎng)總量將超過(guò)50億美金，其主要增長(cháng)將來(lái)自于功率模塊的銷(xiāo)售貢獻。IGBT市場(chǎng)將得益于巨大的汽車(chē)市場(chǎng)影響，特別是在電動(dòng)汽車(chē)（EV）和混合動(dòng)力汽車(chē)（EHV）的電力傳動(dòng)部分應用。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，我們預計到2022年，EV/EHV領(lǐng)域將占整個(gè)IGBT市場(chǎng)的40%。

IGBT的另一大應用領(lǐng)域是電機驅動(dòng)，這一領(lǐng)域保持著(zhù)穩步增長(cháng)。我們預計未來(lái)五年，整個(gè)電機驅動(dòng)市場(chǎng)將有4.6%的年復合增長(cháng)率。依靠大型設備安裝量的增長(cháng)，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年中國貢獻了全球最大的太陽(yáng)能面板安裝量，全年新增了35000兆瓦的太陽(yáng)能發(fā)電設施。

400至1700V的中低壓領(lǐng)域的分立式IGBT，在消費級市場(chǎng)、電網(wǎng)、焊接和白色家電應用中具有很強的競爭力，占據了整個(gè)IGBT市場(chǎng)的四分之一。由于越來(lái)越高的能效標準需求，白色家電領(lǐng)域的市場(chǎng)份額將會(huì )保持增長(cháng)，未來(lái)五年的復合增長(cháng)率將達到6%左右。除汽車(chē)市場(chǎng)外，我們預計在其它運輸工具的市場(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。

自從寬禁帶半導體（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：硅基器件還能繼續走多遠？使用SiC和GaN材料的器件表現出良好的性能，已經(jīng)逐漸與現有的硅功率器件形成了競爭。例如，我們認為SiC的應用將會(huì )直接影響到IGBT市場(chǎng)，一個(gè)很大的可能性就是，SiC在可預見(jiàn)的未來(lái)將完全接管汽車(chē)市場(chǎng)。但我們預計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，仍然有新的結構設計和新材料來(lái)不斷提高其性能，來(lái)和寬禁帶半導體器件競爭。未來(lái)幾年，英飛凌（Infneon）、富士（Fuji）、ABB還將繼續推出新設計的IGBT產(chǎn)品。各廠(chǎng)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，盡量提高IGBT的工作效率。例如應用嵌入式、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(chǎng)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競爭，而電壓高于600V的IGBT將會(huì )遭遇 SJ MOSFET（Coolmos等，利用Super Junction結構作耐壓區的MOSFET）或寬禁帶半導體器件的競爭。而比這些更低電壓等級的IGBT體現不出其本身結構上的優(yōu)勢（大電流、低導通壓降），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，供應鏈的各個(gè)環(huán)節都有很強的合作關(guān)系。因此，在 最近兩年IGBT的主要廠(chǎng)商基本沒(méi)有變化，只有安森美半導體（ON Semiconductor）在2016年底收購仙童（Fairchild）之后，躋身成為全球前五的IGBT供應商。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，如剛剛完成對艾賽斯（IXYS）公司收購的Littelfuse。

大多數廠(chǎng)商都在600-1300V的中壓范圍內提供分立器件和模塊化產(chǎn)品，占全球IGBT市場(chǎng)的60％以上。只有少數幾家廠(chǎng)商，如美國微芯（Microchip）和日本Sanken電氣，專(zhuān)門(mén)研究低壓分立式IGBT，而三菱（Mitsubishi）和日立（Hitachi）等幾家廠(chǎng)商則只銷(xiāo)售模塊化產(chǎn)品。特別指出，由于中國高鐵的迅速發(fā)展和大功率電氣機車(chē)的需求，中國已經(jīng)大量進(jìn)口2.5kV至6.5kV電壓等級的模塊化產(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。