必不可少的功率器件“核芯”

    绝缘栅双极晶体管（IGBT）是由功率MOSFET和双极晶体管（BJT）复合而成的一种新型半导体器件，它集两者的优点于一体，具有输入阻抗大、驱动功率小、控制电路简单、开关损耗小、速度快及工作频率高等特点，成为目前最有应用前景的电力半导体器件。在轨道交通、航空航天、新能源、智能电网、智能家电这些朝阳产业中，IGBT作为自动控制和功率变换的核心部件，是必不可少的功率器件“核芯”。 

    IGBT（绝缘栅双极晶体管）并不是一个新产品，日本东芝1985年就开始了抗闩锁效应的IGBT商业化生产，美国IR公司在 1988年推出了系列化的IGBT产品。由于它的开关速度快，且没有传输效率损失，立刻就引起了业界的青睐。

    近30年的发展，IGBT产品已经进入第六代、第七代，电压也从起初的上百伏做到了几千伏。可是这个既“简单”又“古老”的器件进入我们的眼球，还源于近些年我国高速铁路的发展。忽然间，我们发现可以造得了庞大的机车，却做不了这个小小的器件。特别是用于轨道交通的高压大功率IGBT，我们必须忍受10个月或更长的订货周期，去向欧洲公司订货。

    这是什么东西，太不可思议了！我们的半导体产业发展了30多年，集成度从微米级发展到了纳米级，晶圆尺寸从3英寸做到了12英寸，可还是不得不回头重新审视这个小小的分立器件。

    其实，我们国家并不是不重视IGBT的开发，2006年出台的《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》就明确提出，功率器件及模块技术、半导体功率器件技术是未来5-15年15个领域发展的重要技术之一。“十一五”和“十二五”期间，国家也组织实施了众多的IGBT研发和产业化项目，和28nm/16nm集成电路制造一样，IGBT也被列为国家“02专项”的重点扶持项目。

    一说起IGBT，半导体制造的人都以为不就是一个分立器件嘛，很有些瞧不上眼。然而它是目前功率电子器件里技术最先进的产品，其应用非常广泛，小到电磁炉、大到飞机船舶、轨道交通、新能源汽车、智能电网等战略性产业，被称为电力电子行业里的“CPU”。

    长期以来，该产品一直被欧美及日本几家公司（IDM）垄断，包括德国英飞凌、瑞士ABB、美国飞兆以及日本三菱、东芝、富士等公司。这些公司不仅牢牢控制着市场，还在技术上拥有着大量的专利。与国外厂商相比，我国功率半导体器件在器件设计，工艺和生产制造技术方面都有较大差距。<