在股票市場(chǎng)上炒芯片的時(shí)候，大家經(jīng)常會(huì)看到“功率半導(dǎo)體”、“IGBT”的字眼。關(guān)于IGBT，小編已經(jīng)寫(xiě)過(guò)很多篇文章了。今天主要來(lái)講講什么是功率半導(dǎo)體？IGBT產(chǎn)品又是如何分類(lèi)的？與芯片又有哪些不同呢？

功率半導(dǎo)體是電子裝置中電能轉(zhuǎn)換與電路控制的核心，它利用半導(dǎo)體單項(xiàng)導(dǎo)電的特性改變電子裝置中電壓、頻率、相位和直流交流轉(zhuǎn)換等。

那么功率半導(dǎo)體又是如何處理電流與電壓的，舉一個(gè)很簡(jiǎn)單的例子即電動(dòng)汽車(chē)行駛之前需要通過(guò)充電樁給汽車(chē)充電，電池充滿(mǎn)電后，放電驅(qū)動(dòng)電機(jī)，汽車(chē)才能夠正常上路行駛，具體如下。

充電過(guò)程：充電樁將家用220V的交流電，通過(guò)功率器件（IGBT模塊）轉(zhuǎn)換為36V的直流電，以直流電的形式將電能存儲(chǔ)為鋰電池當(dāng)中。這里涉及了220V降壓到36V的電壓轉(zhuǎn)換，以及交流電轉(zhuǎn)換成直流電的過(guò)程。

放電過(guò)程：驅(qū)動(dòng)汽車(chē)電機(jī)需要特定頻率的高壓交流電。汽車(chē)內(nèi)部的功率器件（IGBT模塊），將電池中的36V直流電轉(zhuǎn)換為特定頻率的600V的三相交流電，驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作。這里涉及到了將36V電壓增幅到600V、將直流電轉(zhuǎn)換為單相交流電、將單相交流電轉(zhuǎn)換為三相交流電這三個(gè)過(guò)程。

不論是充電過(guò)程還是放電過(guò)程，均需要功率器件（IGBT模塊）進(jìn)行電能的轉(zhuǎn)換以適用不同的應(yīng)用場(chǎng)景。

除此之外，功率器件（IGBT模塊）在其它應(yīng)用上也是類(lèi)似的功能，只不過(guò)是電壓、電流、頻率有所區(qū)別而已。

功率半導(dǎo)體是半導(dǎo)體的一種，可以分為功率IC和功率分立器件兩大類(lèi)，其中功率分立器件主要包括二極管、晶閘管、晶體管等產(chǎn)品。

功率半導(dǎo)體和數(shù)字芯片，都是利用半導(dǎo)體單向?qū)щ姷奶匦栽诠ぷ?，都是通過(guò)設(shè)計(jì)晶圓上的線(xiàn)路來(lái)實(shí)現(xiàn)某些功能。區(qū)別是功率半導(dǎo)體是利用半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的通斷控制電流的方向、電壓與頻率，數(shù)字芯片通過(guò)半導(dǎo)體的通斷來(lái)模擬二進(jìn)制的0或者1，以此來(lái)達(dá)到計(jì)算的目的。

IGBT即絕緣雙極型晶體管，是由BJT和MOSFET組成的復(fù)合功率半導(dǎo)體器件，同時(shí)具備MOSFET開(kāi)關(guān)速度高、輸入阻抗高、控制功率低、驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單、開(kāi)關(guān)損耗小的優(yōu)點(diǎn)，和BJT導(dǎo)通電壓低、通態(tài)電流大、損耗小的優(yōu)點(diǎn)。IGBT在高壓、大電流、高速方面有突出的產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，已經(jīng)成為功率半導(dǎo)體主流發(fā)展方向。

IGBT作為一種新型電力電子器件，是工業(yè)控制及自動(dòng)化領(lǐng)域的核心元器件，其作用類(lèi)似于人類(lèi)的心臟，能夠根據(jù)工業(yè)裝置中的信號(hào)指令來(lái)調(diào)節(jié)電路中的 電壓、電流、頻率、相位等，以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)調(diào)控的目的。因此，IGBT被稱(chēng)為電力電子行業(yè)里的“CPU”，廣泛應(yīng)用于電機(jī)節(jié)能、軌道交通、智能電網(wǎng)、航空航天、家用電器、汽車(chē)電子、新能源發(fā)電、新能源汽車(chē)等領(lǐng)域。

在眾多IGBT產(chǎn)品當(dāng)中，根據(jù)封裝的復(fù)雜程度可以分為四種產(chǎn)品，由簡(jiǎn)到繁分別為：

1、由晶圓切割而成的IGBT裸片DIE

將一片晶圓進(jìn)行工藝加工可以生產(chǎn)出許多顆裸片，即DIE。一個(gè)8英寸的晶圓可以切割出800到1000片耐受電流在100毫安以?xún)?nèi)的DIE，或者是200到300片耐受電流200毫安左右的DIE.

2、由單顆DIE封裝而成的IGBT分立器件：

DIE會(huì)對(duì)應(yīng)不同的封裝形式，一種就是比較常用的針對(duì)中小功率用分立器件，里面只封裝一顆DIE。封裝對(duì)應(yīng)電流能力較小，它適用在消費(fèi)、工業(yè)家電這種領(lǐng)域比較多。

3、由多顆DIE并聯(lián)封裝而成的IGBT模塊：

功率更大、散熱能力更強(qiáng)的、適用于高壓大功率平臺(tái)的IGBT模塊?，F(xiàn)在新能源汽車(chē)、主流光伏、高鐵、電力傳輸比較多的大功率場(chǎng)合都是用這種模塊。

4、在IGBT模塊外圍增加其他功能的智能功率模塊（IPM）：

把IGBT模塊加上外面的組件、散熱器、電容，就可以組成一個(gè)功能較為復(fù)雜的智能功率模塊即IPM。

IGBT可以說(shuō)是功率半導(dǎo)體皇冠上的明珠，其發(fā)揮作用不容小覷。充電樁市場(chǎng)的快速發(fā)展亦將推動(dòng)IGBT等半導(dǎo)體功率器件的需求高速增長(zhǎng)。此外，軌道交通、配網(wǎng)建設(shè)、直流輸電、工業(yè)控制等行業(yè)的發(fā)展也均將會(huì)為其提供較大的需求市場(chǎng)。

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編輯：fqj