必不可少的功率器件“核芯”

    絕緣柵雙極晶體管（IGBT）是由功率MOSFET和雙極晶體管（BJT）復合而成的一種新型半導體器件，它集兩者的優點于一體，具有輸入阻抗大、驅動功率小、控制電路簡單、開關損耗小、速度快及工作頻率高等特點，成為目前最有應用前景的電力半導體器件。在軌道交通、航空航天、新能源、智能電網、智能家電這些朝陽產業中，IGBT作為自動控制和功率變換的核心部件，是必不可少的功率器件“核芯”。 

    IGBT（絕緣柵雙極晶體管）并不是一個新產品，日本東芝1985年就開始了抗閂鎖效應的IGBT商業化生產，美國IR公司在 1988年推出了系列化的IGBT產品。由于它的開關速度快，且沒有傳輸效率損失，立刻就引起了業界的青睞。

    近30年的發展，IGBT產品已經進入第六代、第七代，電壓也從起初的上百伏做到了幾千伏。可是這個既“簡單”又“古老”的器件進入我們的眼球，還源于近些年我國高速鐵路的發展。忽然間，我們發現可以造得了龐大的機車，卻做不了這個小小的器件。特別是用于軌道交通的高壓大功率IGBT，我們必須忍受10個月或更長的訂貨周期，去向歐洲公司訂貨。

    這是什么東西，太不可思議了！我們的半導體產業發展了30多年，集成度從微米級發展到了納米級，晶圓尺寸從3英寸做到了12英寸，可還是不得不回頭重新審視這個小小的分立器件。

    其實，我們國家并不是不重視IGBT的開發，2006年出臺的《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006-2020年）》就明確提出，功率器件及模塊技術、半導體功率器件技術是未來5-15年15個領域發展的重要技術之一。“十一五”和“十二五”期間，國家也組織實施了眾多的IGBT研發和產業化項目，和28nm/16nm集成電路制造一樣，IGBT也被列為國家“02專項”的重點扶持項目。

    一說起IGBT，半導體制造的人都以為不就是一個分立器件嘛，很有些瞧不上眼。然而它是目前功率電子器件里技術最先進的產品，其應用非常廣泛，小到電磁爐、大到飛機船舶、軌道交通、新能源汽車、智能電網等戰略性產業，被稱為電力電子行業里的“CPU”。

    長期以來，該產品一直被歐美及日本幾家公司（IDM）壟斷，包括德國英飛凌、瑞士ABB、美國飛兆以及日本三菱、東芝、富士等公司。這些公司不僅牢牢控制著市場，還在技術上擁有著大量的專利。與國外廠商相比，我國功率半導體器件在器件設計，工藝和生產制造技術方面都有較大差距。<