首先，我們要知道什么是IGBT

IGBT芯片是IGBT器件的主要部分，通常由硅制成。它由四個區(qū)域組成：N+型集電極、P型漏極、N型溝道和P+型柵極。IGBT芯片中使用的重要技術(shù)是溝道控制、載流子注入和處理高電壓的結(jié)構(gòu)設(shè)計。IGBT芯片集IGBT的驅(qū)動電路、控制電路、保護電路于一體。

圖示：IGBT基本結(jié)構(gòu)

那為什么不使用SiC來制造IGBT呢？那就要從SiC本身的特性開始說起~

優(yōu)點：耐高溫、高壓、損耗低，用在高壓大功率的應(yīng)用中再合適不過了。

缺點：存在很多技術(shù)問題，包括周期時間、成本預(yù)算、器件良品率不一致等。

圖示：SiC性能五屬性比較

著重要聲明的是，SiC其實是可以做IGBT的，而我們看不到的原因是：因制備成本太高，且性能“過?！?，因此在大多數(shù)應(yīng)用場合都“毫無競爭力”，因此目前無存活空間，所以你就基本看不到商業(yè)化的SiC IGBT了。

Si材料的Mosfet存在一個問題，即耐受電壓能力高了芯片就會相應(yīng)地變厚，導(dǎo)通損耗也就很高，所以硅材料的Mosfet一般只能做低壓器件。

SiC是一種寬禁帶半導(dǎo)體材料，可以做到很高的耐壓下芯片還很薄，而現(xiàn)在SiC的Mosfet可以做到6500V耐壓，已經(jīng)能覆蓋現(xiàn)在的IGBT耐壓水平了，且Mosfet的芯片結(jié)構(gòu)比IGBT簡單，所以目前沒有必要用SiC來做IGBT浪費成本。除非以后需要10kV級別的器件才有可能考慮SiC的IGBT。

不過其實SiC IGBT已經(jīng)有了，但是只是在高耐壓開關(guān)的場合小范圍內(nèi)使用，例如某些換流站和牽引站，目前還沒有大規(guī)模的推廣碳化硅的IGBT。

未來是否會大規(guī)模的使用SiC來做IGBT呢？

目前全球都對碳化硅寄予厚望，認(rèn)為SiC是一種具有巨大潛力和優(yōu)勢的半導(dǎo)體材料，可以用于高壓大功率領(lǐng)域，提高電力電子技術(shù)的效率和密度。也是一種戰(zhàn)略性新材料，對于提升國家科技實力和能源安全有重要意義。

國際上有很多公司和機構(gòu)在研究和開發(fā)SiC器件和應(yīng)用，如Infineon, Creei, Rohm, STMicroelectronics等。國內(nèi)如中科院半導(dǎo)體所、中電科、中電49所、中微半導(dǎo)體、華大半導(dǎo)體等。

但是想用MOSFET完全取代IGBT并沒有明確的肯定答案。分析下MOSFET和IGBT各自的優(yōu)缺點就可知道原因。

MOSFET可以取代低壓低電流的IGBT，因為MOSFET有更低的導(dǎo)通損耗和更快的開關(guān)速度。但是MOSFET不能取代高壓高電流的IGBT，因為MOSFET的耐壓能力和電流承受能力都比IGBT低，而且MOSFET的導(dǎo)通損耗會隨著電壓和電流的增加而急劇增加。

IGBT可以取代大部分的MOSFET，但是這樣做可能會造成性能的浪費和成本的增加，因為IGBT有更高的導(dǎo)通壓降和更慢的開關(guān)速度。

審核編輯：劉清