在新能源汽车中,IGBT事实上,它是一个非常重要的组成部分,它对汽车的稳定性和安全性有至关重要的影响;燃料汽车和新能源汽车的区别主要体现在动力系统上,动力系统=动力电池 电机 在新能源汽车中,电控系统,IGBT主要用于驱动系统、空调和充电桩;新能源汽车需要升压器(电气控制)、逆变器(空调和电池热管理)和充电桩IGBT。
IGBT产生的背景
功率半导体是电子设备中电能转换和电路控制的核心,主要用于改变电子设备中的电压和频率、直流交流转换等。功率半导体细分为功率器件(一个分立器件)和功率IC(一个集成电路)。从技术发展的角度来看,功率分立器件的演进路径基本上是二极管到晶闸管MOSFET再到IGBT,其中,IGBT是新一代功率半导体的典型产品。
按驱动方式可分为电压控制器和电流控制器两类。电压控制装置主要通过改变控制端电压来控制装置的开关,而电流控制装置主要通过改变控制端电流大小来控制装置的开关。电流控制装置的共同特点是导通损耗小,驱动功率小,但驱动电路复杂,工作频率低,如晶闸管、二极管、BJT等。电压控制装置的共同特点是输入阻抗高、驱动功率小、驱动电路简单、工作频率高IGBT、MOSFET等。
MOSFET主要用于计算机电源、家用电器等中小功率场合,具有门极输入阻抗高、驱动功率小、开关速度快、开关损耗小等特点。但随着下游应用的快速发展,MOSFET显然,电流能力已经不能满足市场需求。为了在保留MOSFET在降低设备导通电阻的前提下,人们试图通过提高设备的导通电阻MOSFET衬底的混合浓度降低导电阻,但衬底混合的增加会降低装置的耐压性。如果在MOSFET在结构的基础上引入双极BJT结构不仅可以保留MOSFET也可以通过原有的优势BJT提高设备的电流能力。
BJT即双极晶体管,俗称三极管,在三极管中,空穴电子和自由电子都参与导电,称为双极装置;MOS管道只有多子导电,称为单极装置。放大工作时,三极管发射正偏,基极电流,相应输入电阻小,约103Ω。由于BJT 它是一种双极性装置,在工作过程中,装置结构漂移区域注入载流子储存时间,导致高频工作。
经过不断的技术改进,结合了两者的优势IGBT应运而生。目前,IGBT已能覆盖6000V~6500V从工业电源、变频器、新能源汽车、新能源发电到轨道交通、国家电网等一系列领域等一系列领域。IGBT凭借其工作频率高、电流性能高、开关损耗小等优点,在庞大的功率器件世界中赢得了自己的领域。
在新能源汽车领域
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%,即IGBT占整车成本的7-10%,是除电池外成本第二高的部件,也决定了整车的能效。此外,直流充电桩的核心也是IGBT直流充电桩30%的原材料成本为管道IGBT。作为功率半导体,IGBT广泛应用于家电、飞机、船舶、交通、电网等战略产业。此外,IGBT国家02专项重点扶持项目已全面取代传统Power MOSFET,在电力电子行业被称为CPU”。
在电动汽车的三电方面,TESLA的Model S三相异步驱动电机,每相驱动控制需要28个塑料密封IGBT三相需要84个芯片IGBT芯片。计算总量,我们可以看到巨大的需求。此外,还应使用充电桩的核心部件IGBT芯片。
按照IGBT其应用领域大致分为五类:
650V——用于新能源汽车、家电和工业变频;
1200V——用于光伏、电磁炉、电焊机、新能源汽车工业;
1700V——应用于太阳能、风电等领域;
3300V——用于动车、高铁、国家电网等领域;
6500V——高铁、工业电机、动车、智能电网等领域;
从IGBT从下游应用领域的比例来看,前三个场景是新能源汽车(31%)、家电(27%)、工业控制(20%)。
台湾茂硅电子成立于1987年;台湾茂硅晶圆制造长期以来一直专注于功率半导体元件和电源管理IC主要产品为电晶体,具有沟槽功率金属氧化物半导体场效应(Trench Power MOSFET)、沟槽绝缘栅双极电晶体(Trench IGBT)、类比IC (Analog IC)以及各种二极体(Diode)等,客户终端产品广泛应用于电脑、液晶屏幕和电视、手机电池、工具机LED照明、电源、汽车电子等领域。
目前市场上的晶圆直径主要是150mm、200mm、300mm,对应6寸、8寸、12寸晶圆;国产芯片在晶圆产能上有优势,即6寸;
2019-2021年,亚洲(台湾省15座,中国8座)生产能力仅扩大5%左右,仍不足以满足后续电动汽车和工业控制市场。IGBT持续涨价。
台湾省茂硅电子由工矿网代理推出IGBT有多少12000晶圆?V、FS工艺(15A、25A、40A)6寸IGBT晶圆片;1200V沟槽及现场停止技术;低开关损耗;正温系数;平行技术简单。
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