儲(chǔ)能系統(tǒng)成本主要由電池和儲(chǔ)能逆變器構(gòu)成，兩者合計(jì)構(gòu)成電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)成本的80%，其中儲(chǔ)能逆變器占到20%。IGBT絕緣柵雙極型晶體管為儲(chǔ)能逆變器的上游原材料，IGBT的性能決定了儲(chǔ)能逆變器的性能,占逆變器價(jià)值量的20%-30%。

IGBT在儲(chǔ)能領(lǐng)域的主要作用就是變壓、變頻、交變轉(zhuǎn)換等，是儲(chǔ)能應(yīng)用中不可缺少的器件。

IGBT儲(chǔ)能應(yīng)用價(jià)值

1.儲(chǔ)能 IGBT 價(jià)值量較光伏更高

儲(chǔ)能用更多的 IGBT 和 SiC，涉及到 DCDC 和 DCAC 兩個(gè)環(huán)節(jié)。兩種方案，光儲(chǔ)一體以及單獨(dú)儲(chǔ)能系統(tǒng)。獨(dú)立的儲(chǔ)能系統(tǒng)，功率半導(dǎo)體器件的用量是光伏的 1.5 倍左右。目前光儲(chǔ)一體可能占比超過 60-70%，單獨(dú)儲(chǔ)能系統(tǒng)占比 30%。

2.IGBT具有廣泛的應(yīng)用層，在儲(chǔ)能逆變器中較MOSFET更具優(yōu)勢(shì)　

在實(shí)際項(xiàng)目中IGBT已逐漸取代MOSFET作為光伏逆變器和風(fēng)力發(fā)電逆變器的核心器件，新能源發(fā)電行業(yè)的迅速發(fā)展將成為IGBT行業(yè)持續(xù)增長的全新動(dòng)力。

什么是IGBT

IGBT，絕緣柵雙極型晶體管，絕緣柵簡單理解是一個(gè)閥門。通俗的理解，是帶閥門控制的能控制電子雙向（多向）流動(dòng)的晶體管。

西門子IGBT模塊

是由BJT雙極型三極管和絕緣柵型場效應(yīng)管MOS組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件, 兼有 MOSFET金氧半場效晶體管的高輸入阻抗和電力晶體管GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)。

IGBT的開關(guān)作用是通過加正向柵極電壓形成溝道，給PNP 晶體管提供基極電流，使IGBT 導(dǎo)通。反之，加反向門極電壓消除溝道，流過反向基極電流，使IGBT 關(guān)斷。IGBT 的驅(qū)動(dòng)方法和 MOSFET 基本相同，只需控制輸入極N 一溝道MOSFET，所以具有高輸入阻抗特性。

IGBT是能源變換與傳輸?shù)暮诵钠骷追Q電力電子裝置的“CPU”，作為國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，在新能源裝備等領(lǐng)域應(yīng)用極廣。

優(yōu)勢(shì)

IGBT具備包括輸入阻抗高、控制功率小、驅(qū)動(dòng)電路簡單、開關(guān)速度快、通態(tài)電流大、導(dǎo)通壓降低、損耗小等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此在當(dāng)前市場環(huán)境中具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。

因此，IGBT成為當(dāng)前功率半導(dǎo)體市場最主流的器件，在新能源發(fā)電、電動(dòng)汽車及充電樁、電氣化船舶、直流輸電、儲(chǔ)能、工業(yè)電控和節(jié)能等眾多領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用。

分類

依產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形式不同，IGBT 有單管、IGBT 模塊和智能功率模塊 IPM 三種類型。

IGBT 單管主要應(yīng)用于小功率家用電器、分布式光伏逆變器及小功率變頻器等領(lǐng)域；

IGBT 模塊主要應(yīng)用于大功率工業(yè)變頻器、電焊機(jī)、新能源汽車（電機(jī)控制器、車載空調(diào)、充電樁）等領(lǐng) 域（當(dāng)前市場上銷售的多為此類模塊化產(chǎn)品）；

智能功率模塊 IPM 主要在變頻空調(diào)、變頻洗衣機(jī)等白色家電領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。

根據(jù)應(yīng)用場景的電壓不同，IGBT 有超低壓、低壓、中壓和高壓等類型。

其中新能源汽 車、工業(yè)控制、家用電器等使用的 IGBT 以中壓為主，而軌道交通、新能源發(fā)電和智能電網(wǎng)等對(duì)電壓要求較高，主要使用高壓 IGBT。

IGBT 多以模塊形式出現(xiàn)，IHS 數(shù)據(jù)顯示模塊和單管的比例為 3:1。模塊是由 IGBT 芯片 與 FWD（續(xù)流二極管芯片）通過定制化的電路橋接，并通過塑料框架、襯底及基板等封裝而成的模塊化半導(dǎo)體產(chǎn)品。

基礎(chǔ)工作原理在于，以最小能量損耗實(shí)現(xiàn)電流轉(zhuǎn)換，是一種具有隔離柵極結(jié)構(gòu)的雙極晶體管；柵極自身就是 MOSFET，因此結(jié)合了雙極晶體管的高載流能力和高阻斷電壓的優(yōu)點(diǎn)。

市場現(xiàn)狀

2022年，我國IGBT行業(yè)產(chǎn)量達(dá)到0.41億只，需求量約為1.56億只，自給率26.3%。

目前，國內(nèi)IGBT市場主要由英飛凌、三菱電機(jī)、富士電機(jī)等海外廠商占據(jù)，其中占比最高的是英飛凌，為15.9%。

IGBT模組市場CR3達(dá)56.91%，國產(chǎn)廠商斯達(dá)半導(dǎo)和中車時(shí)代的市占率合計(jì)占比為5.01%。全球IGBT分立器件市占率前三的廠家市場份額合計(jì)達(dá)到了53.24%，國產(chǎn)廠商僅士蘭微一家以3.5%的市場份額進(jìn)入全球IGBT分立器件市占率前十廠商。

參考資料：工采網(wǎng)電子元件、樂晴智庫、絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）及應(yīng)用進(jìn)行討論、東海證券、變頻器世界、基本面投資、網(wǎng)絡(luò)等

審核編輯：黃飛

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