IGBT的作用是什么

IGBT主要是用來做能源轉換和傳輸的，在新能源車，智能電網，航空航天和通信方面有廣泛的應用。

IGBT全稱叫做：絕緣柵雙極型晶體管，是一種在新能源車上應用極其廣泛的半導體。什么是半導體？金屬導電性能好，稱為導體，塑料，陶瓷，木頭導電性能不好，稱為絕緣體。半導體是導電性能介于導體和絕緣體中間。

而IGBT是一種由控制電路來控制，是否導電的半導體。比如控制電路指示為通，那么IGBT就是導體，電流暢通，如果控制電路指示為斷，那么IGBT就是絕緣體，電流斷開。

IGBT只要通過脈寬調制，就能輕松的把輸入的直流電流變成人們所需要頻率的交流電，或者反過來。

比如在電動汽車特斯拉Model 3上，提供電源的是，7000節18650電池，這些重量900公斤的容量為85kWh電池提供400伏直流電，而電動車的電機轉動必須用交流電，通過改變電機的交流電的頻率，來改變電機的轉速，從而精準的改變車輛行駛的速度和加速能力。電動汽車3秒可以加速到100公里的強悍起步能力，就是因為交流電機轉速啟動特別快，后面就是IGBT的功勞。

在充電樁上，充電樁從電網上接出來的電流是標準的220伏交流電，而特斯拉電動汽車的電池充電，需要直流電充電，這就需要IGBT將交流電變成直流電，并把電壓提高到電動車需要的400伏的電壓上，才能給7000節18650電池充電。IGBT的性能直接決定了電動車的充電效率和充電速度。

IGBT導通的時候，能夠承受幾十到幾百安培量級的電流，當斷開時，可以承受幾百到幾千伏的電壓，而且IGBT在巨大的電流電壓下，還能有極高的開關速度，一秒鐘能達到1萬次。因此IGBT的好壞，就直接決定了電動汽車的加速快慢，最高時速是多少，電耗高低，能不能秒級起跑，能不能平滑變速，能不能穩定停車等核心性能全靠IGBT，因此稱IGBT為電動汽車的心臟不為過。而這個如此重要的核心器件，大小只有我們手指甲蓋大小。

目前IGBT硅基Si的功率器件驅動系統，已經接近了材料本身的天花板，性能更強的Sic碳化硅出現了，碳化硅Sic器件能提高2.5倍的工作頻率，耐壓擴充10倍到2萬伏，降低了80%的工作損耗，Sic器件的工作結溫在200度以上，而且能做到很高耐壓的情況下芯片很薄，散熱良好并且節省空間。Sic碳化硅IGBT缺點就是成本比Si硅基IGBT貴6倍，因為高氧柵極影響造成良品率問題，但是Sic的強大的性能依然獲得眾多廠商的力捧，特斯拉Model 3換成Sic IGBT以后，續航直接從420公里上升到660公里，充電15分鐘就能補充250公里航程，真香。

IGBT是能源轉換和傳輸的核心器件，其他的由電驅動的電動車，比如高鐵也大量應用IGBT，一輛高鐵上要用到接近200個IGBT芯片，IGBT很貴，一塊進口三菱的高鐵IGBT控制芯片價值15萬左右，光IGBT芯片就占到整車成本的15%左右。特斯拉Model 3上使用了150個左右的IGBT芯片，是除了電池最貴的組件，占到總成本的20%以上。

其他在智能電網，航空航天，通信方面，IGBT也應用廣泛。2020年全球IGBT市場規模約100億美元，而且年復合增長率15%，增速驚人。

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