1, ما هو IGBT:   الاسم العلمي لـ IGBT هو ترانزستور ثنائي القطب ذو بوابة معزولة، والذي يتكون من BJT و MOSFETأجهزة أشباه موصلات الطاقة المركبة يشير BJT إلى ثنائي القطب، بينما يشير MOSFET إلى ترانزستور تأثير المجال شبه الموصل المصنوع من أكسيد المعدن. تشمل استخداماته الرئيسية تحويل تردد الجهد/التيار، وتحويل الجهد، وتغيير الطور، والتصحيح، والانعكاس، والتبديل، وغيرها. أداءه أفضل من MOSFET، إلا أن عيبه هو ارتفاع سعره.    
أجهزة أشباه موصلات الطاقة: وفقًا لنوع التحكم، يمكن تقسيمها إلى نوع لا يمكن التحكم فيه ونوع شبه يمكن التحكم فيه، ثلاثة أنواع من منتجات التحكم الكامل.     2.تصنيف IGBT:   يمكن تصنيف IGBTs إلىجهاز IGBT المنفصل ووحدة IGBT وIPM ثلاث فئات من المنتجات: جهاز IGBT المنفصل: جهاز مكون من أنبوب IGBT أحادي وصمام ثنائي غير متوازي. وحدة IGBT: تجميع عدة شرائح IGBT وشرائح ثنائي على ركيزة DBC بطريقة عازلة للتغليف المعياري. وحدة الطاقة الذكية IPM: جهاز "مركب" يدمج أجهزة الطاقة والدوائر الطرفية، مثل دوائر التشغيل، ودوائر الحماية من الجهد والتيار الزائد، ودوائر مراقبة درجة الحرارة والحماية من ارتفاع درجة الحرارة.نحن عادة نتحدث عن وحدات IGBT، والتي تمثل أكثر من نصف الفئات الثلاث.  
    3. تطبيقات المصب:   ① التصنيف: وفقًا لتصنيف الجهد، يمكن تقسيم الترانزستورات ثنائية القطب (IGBTs) إلى جهد منخفض للغاية، وجهد منخفض، وجهد متوسط، وجهد عالي. يشمل الجهد المنخفض بشكل رئيسي آلات اللحام الكهربائية، والأجهزة المنزلية (مكيفات الهواء العاكسة، والغسالات، والثلاجات، وغسالات الأطباق، وأفران الحث)، والمركبات الكهربائية (الهجينة، والكهربائية النقية، وغيرها)، وأجهزة UPS، والخلايا الشمسية، وطاقة الرياح، وغيرها. يشمل الجهد المتوسط ​​بشكل رئيسي أجهزة UPS، ومحركات قطارات الأنفاق/السكك الحديدية الحضرية، وطاقة الرياح، والخلايا الشمسية. يشمل الجهد العالي بشكل رئيسي معدات الجر على السكك الحديدية (السكك الحديدية عالية السرعة، ووحدات التحكم الكهربائية)، وشبكات الكهرباء، والمعدات الصناعية واسعة النطاق.  ②نسبة حجم القيمة: طاقة جديدة سيارة السيارات تستمر حصة سوق IGBT في النمو، وفي عام 2020، أصبحت أكبر مجال تطبيق في الصين، حيث بلغت حوالي 30%. وبلغت حصة أسواق التحكم الصناعي، والإلكترونيات الاستهلاكية (الأجهزة المنزلية)، وتوليد الطاقة من مصادر الطاقة الجديدة 27%، و22%، و11% على التوالي. بينما بلغت حصة الشبكات الذكية 6%، و4% في النقل بالسكك الحديدية، ولن يشهد هذان القطاعان الأخيران نموًا كبيرًا. ويكمن أعلى نمو في الطلب في مركبات الطاقة الجديدة وتوليد الطاقة من مصادر الطاقة الجديدة. ويشمل توليد الطاقة من مصادر الطاقة الجديدة بشكل رئيسي توليد الطاقة الكهروضوئية وتوليد طاقة الرياح. ووفقًا لبيانات Omdia وQYResearch وغيرها من حسابات البيانات متعددة الأطراف،من المتوقع أن يبلغ معدل النمو المركب لمركبات الطاقة الجديدة IGBTs من عام 2020 إلى عام 2024 17٪، وسوف يتجاوز توليد الطاقة الجديدة 10٪، وهو أحد أهم المنطق وراء الترويج لـ IGBTs.     ٤. الجانب الرئيسي لنمو الطلب اللاحق: نظرًا للنمو السريع لمركبات الطاقة الجديدة، والتوسع الهائل في الطاقة الكهروضوئية وطاقة الرياح، مدفوعًا بمعادلة الكربون، لا تستطيع طاقة إنتاج IGBT مواكبة الطلب، وهناك نقص حاد في السلع، وخاصةً وحدات IGBT التي يحتاجها العاكس. العرض محدود، وهو أحد قطاعات الرقائق التي تشهد نموًا سريعًا نسبيًا وطلبًا واضحًا. ووفقًا للبيانات الحالية، تجاوز نمو مركبات الطاقة الجديدة وتوليد الطاقة الجديدة توقعات شركات الأوراق المالية.لقد أصبح سوق توليد الطاقة الجديدة IGBT اتجاهًا، وأصبحت IGBTs تحت أكوام تخزين الطاقة والشحن هي الاتجاه التالي.   ①مركبات الطاقة الجديدة: من منظور تكلفة المركبات الكهربائية الجديدة، تُشكل البطاريات والمحركات وأنظمة التحكم الإلكترونية ومكونات القيادة الكهربائية، وما إلى ذلك، نسبة كبيرة من التكلفة، حيث تصل إلى 40% و15% و12% و8%. وباعتبارها المكون الأساسي لنظام التحكم الإلكتروني، تُمثل وحدة IGBT حوالي 30-40% من تكلفة نظام التحكم الإلكتروني، بالإضافة إلى تقديرات تقريبية أخرى.تشكل وحدات IGBT ما يقرب من 7-10% من تكلفة السيارة. وفقًا لبيانات EVtank الواردة في نشرة Macro Micro Technology، بلغ حجم سوق IGBT لمركبات الطاقة الجديدة في الصين 2019 مليار يوان في عام 3.6، وتُقدر قيمة دراجات IGBT لمركبات الطاقة الجديدة بحوالي 2985 يوانًا للمركبة الواحدة. ووفقًا لبيانات Infineon، فإن قيمة أجهزة أشباه الموصلات الكهربائية في مركبات الطاقة الجديدة تُعادل تقريبًا قيمة مركبات الوقود التقليدية.أكثر من 5 مرات، وIGBT هي النسبة الأكبر من أجهزة أشباه الموصلات الكهربائية. استمرت المبيعات المحلية لمركبات الطاقة الجديدة في الزيادة على أساس شهري لعدة أشهر. وصلت المبيعات المحلية في سبتمبر إلى 357,000 ألف وحدة، بزيادة 11.22% على أساس شهري و158.81% على أساس سنوي.     ②أكوام الشحن: من هيكل تكلفة أكوام الشحن، أجهزة الشحن. وحدة الشحن هي المعدات الأساسية للشحن. تمثل وحدة الشحن ما يقرب من 50٪ من تكلفة نظام الشحن. وظيفتها الأساسية هي تحويل التيار المتردد في شبكة الطاقة إلى تيار مستمر يمكنه شحن البطارية. مفتاح وحدة الشحن هو مفتاح الطاقة IGBT. عند تشغيل وحدة الشحن، يتم تصحيح التيار المتردد ثلاثي الطور وتصفيته، ثم يتم توفير جهد دخل التيار المستمر إلى جسر IGBT. في كومة شحن التيار المستمر، يكون IGBT هو الجزء الأساسي، حيث يمثل 20٪ من التكلفة الإجمالية. نظرًا لأن سوق المركبات التي تعمل بالطاقة الجديدة في الصين هو الأكبر، فإن عدد أكوام الشحن الجديدة المضافة كل عام هو أيضًا الأكبر في العالم. تبلغ نسبة المركبات إلى الكومة التي تخطط لها الدولة 1:1، لكنها لا تزال بعيدة المنال. الشحن فائق السرعة هو الاتجاه المستقبلي، ويجب أن يكون تحقيق الشحن السريع عالي الطاقة جزءًا لا يتجزأ من مكونات الطاقة مثل IGBT.     ③توليد الطاقة الجديدة:   ممثلة بقوة الرياح. نظرًا لأن إنتاج الطاقة الكهربائية عن طريق توليد الطاقة الجديدة لا يلبي متطلبات الشبكة، فإنه يحتاج إلى تصحيحه إلى تيار مباشر من خلال محولات الطاقة الكهروضوئية أو محولات طاقة الرياح، ومن ثم تحويله إلى تيار متردد يلبي متطلبات الشبكة، و ثم الإدخال إلى الشبكة.وحدة IGBT هي الجهاز الأساسي لمحول الطاقة الكهروضوئية ومحول طاقة الرياح. وفقًا لنشرة شركة ماكرو مايكرو تكنولوجي، تُمثل وحدات IGBT ما بين 10% و15% من قيمة العاكس، وتُقدر قيمتها بين 2019 و2020 بما يتراوح بين 20 و23 مليون يوان/جيجاواط. ومن المتوقع أن تنخفض تكلفة تصنيع كل جيجاواط من العاكس مع الزيادة التدريجية في حجم إنتاج عاكسات السلسلة، وبالتالي تنخفض قيمة وحدات IGBT لكل جيجاواط. وقد تجاوزت السعة المركبة للطاقة الكهروضوئية التوقعات، حيث بلغت 22.05 جيجاواط بين يناير وأغسطس، بزيادة سنوية قدرها 45%. ④تخزين الطاقة: يُعدّ أحد أهم الأجهزة في نظام تخزين الطاقة...محول تخزين الطاقة يُطلق عليه عادةً عاكس تخزين الطاقة المنزلي، ويُطلق عليه عادةً اسم PCS في مجال تخزين الطاقة الصناعية والتجارية واسعة النطاق. وهو جهاز يُحقق تحويلًا ثنائي الاتجاه للطاقة الكهربائية بين البطارية والشبكة. لا يقتصر دور محول تخزين الطاقة على تحويل التيار المستمر في بطارية تخزين الطاقة إلى تيار متردد ونقله إلى الشبكة فحسب، بل يُمكنه أيضًا تصحيح التيار المتردد في الشبكة إلى تيار مستمر لشحن نظام تخزين الطاقة. تتوقع شركات الوساطة عمومًا أن يتجاوز النمو المركب للطلب على محولات تخزين الطاقة 5% خلال خمس سنوات، بينما تُعتبر مركبات IGBT...أحد المكونات الأساسية لمحول تخزين الطاقة، ولكن هناك أيضًا مكونات لا تستخدم IGBT.  

⑤أخرى: الأجهزة المنزلية ذات خاصية تحويل التردد، أحد المكونات الأساسية للأجهزة المنزلية المزودة بوظيفة تحويل التردد هو "محول التردد" الداخلي، ووحدة IGBT هي المكون الأساسي لمحول التردد، ويُعدّ تحويل التردد الخيار الأمثل لتوفير الطاقة وحماية البيئة. وتشمل هذه الأجهزة بشكل رئيسي مكيفات الهواء العاكسة، والثلاجات العاكسة، والغسالات العاكسة. وتتمتع الثلاجات العاكسة بأكبر انتشار، حيث يبلغ معدل انتشارها حاليًا 22% فقط.

إخلاء المسؤولية: هذه المقالة مستنسخة من "Semiconductor Today". تمثل هذه المقالة فقط آراء المؤلف الشخصية، وليس آراء Sac Micro والصناعة. إنه مخصص فقط لإعادة الطباعة والمشاركة لدعم حماية حقوق الملكية الفكرية. يرجى الإشارة إلى المصدر الأصلي والمؤلف لإعادة الطبع. إذا كان هناك أي انتهاك، يرجى الاتصال بنا لإزالته.