由于IGBT模塊為MOSFET結(jié)構(gòu),IGBT的柵通過(guò)一層氧化膜與發(fā)射實(shí)現(xiàn)電隔離。由于此氧化膜很薄,其擊穿電壓一般達(dá)到20~30V。因此因靜電而導(dǎo)致柵擊穿是IGBT失效的常見原因之一。
由于IGBT在電能轉(zhuǎn)換中扮演的重要角色,它能夠?yàn)楦鞣N高電壓和大電流應(yīng)用提供更高的效率和節(jié)能效果,被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、新能源、變頻家電等領(lǐng)域。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。根據(jù)IHS預(yù)測(cè),全球汽車電動(dòng)化用IGBT模塊未來(lái)5年復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)23.5%。目前國(guó)內(nèi)IGBT供需差距,國(guó)產(chǎn)量?jī)H為市場(chǎng)銷量的七分之一。
2018 年 IGBT 模塊需求量為7898萬(wàn)只,但是國(guó)內(nèi)產(chǎn)量只有1115萬(wàn)只,供需缺口。據(jù)業(yè)內(nèi)人士透露,IGBT整體市場(chǎng)規(guī)模會(huì)保持每年10%以上的增長(zhǎng)速度,主要受益于新能源汽車行業(yè)的發(fā)展。但是國(guó)產(chǎn)IGBT的增長(zhǎng)速度會(huì)遠(yuǎn)此,以上市公司斯達(dá)半導(dǎo)體為例,2016年至2018年,連續(xù)保持45%以上的增長(zhǎng)率。國(guó)內(nèi)諸多公司以IGBT為主營(yíng)業(yè)務(wù)的公司實(shí)現(xiàn)了高速增長(zhǎng)。
隨著IGBT芯片技術(shù)的不斷發(fā)展,芯片的高工作結(jié)溫與功率密度不斷提高, IGBT模塊技術(shù)也要與之相適應(yīng)。未來(lái)IGBT模塊技術(shù)將圍繞 芯片背面焊接固定 與 正面電互連 兩方面改進(jìn)。模塊技術(shù)發(fā)展趨勢(shì):無(wú)焊接、 無(wú)引線鍵合及無(wú)襯板/基板封裝技術(shù);內(nèi)部集成溫度傳感器、電流傳感器及驅(qū)動(dòng)電路等功能元件,不斷提高IGBT模塊的功率密度、集成度及智能度。