1, מה זה IGBT:   השם המדעי של IGBT הוא טרנזיסטור דו קוטבי מבודד, המורכב מ-BJT ו-MOSFET.התקני מוליכים למחצה כוח מורכבים BJT מתייחס לדיודה דו-קוטבית ו-MOSFET מתייחס לטרנזיסטור אפקט שדה מסוג תחמוצת מתכת (metal-oxide field effect transistor). השימושים העיקריים כוללים המרת תדר מתח/זרם, טרנספורמציית מתח, שינוי פאזה, יישור, היפוך, מיתוג וכו'. הביצועים טובים יותר מ-MOSFET, אך החיסרון הוא שהוא יקר.    
התקני מוליכים למחצה כוח: על פי סוג הבקרה, ניתן לחלק אותו לסוג בלתי נשלט וסוג ניתן לשליטה למחצה, שלושה סוגים של מוצרי בקרה מלאה.     2.סיווג IGBT:   ניתן לסווג IGBT למספר סוגים.התקן בדיד IGBT, מודול IGBT ו-IPM שלוש קטגוריות של מוצרים: התקן בדיד IGBT מתייחס להתקן המורכב מצינור IGBT יחיד ודיודה אנטי-מקבילית. מודול IGBT מתייחס להרכבה של שבבי IGBT מרובים ושבבי דיודה על גבי מצע DBC באופן מבודד עבור מארז מודולרי. IPM: מודול הספק חכם, שהוא התקן "משולב" המשלב התקני הספק ומעגלים היקפיים כגון מעגלי הנעה, מעגלי הגנה מפני מתח יתר וזרם יתר, ניטור טמפרטורה ומעגלי הגנה מפני טמפרטורת יתר.אנחנו בדרך כלל מדברים על מודולי IGBT, המהווים יותר ממחצית משלוש הקטגוריות.  
    3. יישומים במורד הזרם:   ① סיווג: לפי סיווג המתח, ניתן לחלק IGBT למתח נמוך במיוחד, מתח נמוך, מתח בינוני ומתח גבוה. הצד של המתח הנמוך כולל בעיקר מכונות ריתוך חשמליות, מכשירי חשמל ביתיים (מזגני אוויר אינוורטר, מכונות כביסה, מקררים, מדיחי כלים, כיריים אינדוקציה), כלי רכב חשמליים (היברידיים, חשמליים טהורים וכו'), UPS, תאים סולאריים, אנרגיית רוח וכו'. מתח בינוני כולל בעיקר UPS, הנעת מנועים לרכבת תחתית/רכבת עירונית, אנרגיית רוח ותאים סולאריים. מתח גבוה כולל בעיקר מתיחת מסילות (רכבת מהירה, EMU), רשת חשמל וציוד תעשייתי בקנה מידה גדול.  ②פרופורציה של נפח הערך: אנרגיה חדשה מכונית רכב נתח השוק של IGBT ממשיך לגדול, ובשנת 2020 הוא הפך לתחום היישום הגדול ביותר של IGBT בסין, המהווה כ-30%. שוקי הבקרה התעשייתית, האלקטרוניקה הצרכנית (מכשירי חשמל ביתיים) וייצור חשמל באנרגיה חדשה היוו 27%, 22% ו-11% בהתאמה. רשת חכמה מהווה 6%, תחבורה רכבתית מהווה 4%, ושני האחרונים לא צפויים לצמוח הרבה. צמיחת הביקוש הגבוהה ביותר טמונה בכלי רכב חדשים וייצור חשמל באנרגיה חדשה. ייצור חשמל באנרגיה חדשה כולל בעיקר ייצור חשמל פוטו-וולטאי וייצור אנרגיית רוח. על פי Omdia, QYResearch וחישובי נתונים מרובי צדדים אחרים,קצב הצמיחה המצטבר של IGBTs חדשים לרכבי אנרגיה בין השנים 2020 ל-2024 צפוי להיות 17%, וייצור חשמל חדש לאנרגיה יעלה על 10%, וזו אחת ההיגיונות החשובים ביותר להייפ-IGBTs.     4. נקודת הצמיחה העיקרית בביקוש במורד הזרם: עקב הפיצוץ המהיר של כלי רכב חדשים לאנרגיה והפיצוץ של אנרגיית פוטו-וולטאית ואנרגיית רוח המונעת על ידי ניטרליות פחמן, כושר הייצור של IGBT אינו יכול לעמוד בקצב הביקוש, וקיים מחסור חמור בסחורות, במיוחד במודולי IGBT בהם הממיר צריך להשתמש. ההיצע הוא מחסור, וזהו אחד מקטעי השבבים עם צמיחה מהירה יחסית וביקוש ברור. על פי הנתונים הנוכחיים, הצמיחה של כלי רכב חדשים לאנרגיה וייצור חשמל חדש עלתה על תחזיות חברות ניירות הערך.שוק ה-IGBT החדש לייצור חשמל הפך למגמה, ו-IGBT תחת ערימות אחסון וטעינה של אנרגיה הופכים למגמה הבאה.   ① רכבי אנרגיה חדשים: מנקודת מבט של עלות כלי רכב חשמליים חדשים, הרכיבים המהווים חלק גדול הם סוללות, מנועים, מערכות בקרה אלקטרוניות, רכיבי הנעה חשמלית וכו', המהווים 40%, 15%, 12%, 8%. כרכיב הליבה של מערכת הבקרה האלקטרונית, מודול ה-IGBT מהווה כ-30-40% מעלות מערכת הבקרה האלקטרונית, בתוספת הערכות גסות אחרות.מודולי IGBT מהווים כ-7-10% מעלות הרכב. על פי נתוני EVtank המצוטטים בתשקיף של Macro Micro Technology, גודל שוק ה-IGBT לרכבי אנרגיה חדשים בסין בשנת 2019 הוא 3.6 מיליארד יואן, והערך המשוער של אופניים IGBT לרכבי אנרגיה חדשים הוא כ-2985 יואן לרכב. על פי נתוני Infineon, ערך התקני מוליכים למחצה להספק ברכבי אנרגיה חדשים זהה בערך לזה של רכבי דלק מסורתיים.יותר מפי 5, ו-IGBT הוא החלק הגדול ביותר של התקני מוליכים למחצה להספק. המכירות המקומיות של רכבי אנרגיה חדשים המשיכו לעלות מחודש לחודש במשך מספר חודשים. המכירות המקומיות בספטמבר הגיעו ל-357,000 יחידות, עלייה של 11.22% מחודש ו-158.81% בהשוואה לשנה.     ②ערימות טעינה: ממבנה העלויות של ערימות טעינה, מטענים. מודול הטעינה הוא הציוד הליבה לטעינה. מודול הטעינה מהווה כמעט 50% מעלות מערכת הטעינה. תפקידו העיקרי הוא להמיר את הזרם החילופין ברשת החשמל לזרם ישר שיכול לטעון את הסוללה. המפתח של מודול הטעינה הוא מתג ההפעלה IGBT. כאשר מודול הטעינה פועל, זרם החילופין התלת-פאזי מתואם ומסונן, ולאחר מכן מתח הכניסה DC מסופק לגשר IGBT. בערימת הטעינה DC, IGBT הוא החלק הליבה, המהווה 20% מהעלות הכוללת. מכיוון ששוק רכבי האנרגיה החדשים של סין הוא הגדול ביותר, מספר ערימות הטעינה החדשות שנוספות מדי שנה הוא גם הגדול ביותר בעולם. יחס הרכב לערימה המתוכנן על ידי המדינה הוא 1:1, אך הוא עדיין רחוק מלהיות מושג. טעינה סופר מהירה היא המגמה העתידית, ומימוש טעינה מהירה בהספק גבוה חייב להיות בלתי נפרד מרכיבי חשמל כמו IGBTs.     ③ ייצור חשמל חדש:   מיוצג על ידי כוח הרוח. מכיוון שתפוקת האנרגיה החשמלית על ידי ייצור חשמל חדש אינו עומד בדרישות הרשת, יש לתקן אותה לזרם ישר באמצעות ממירי פוטו-וולטאיים או ממירי כוח רוח, ולאחר מכן להמיר אותה לזרם חילופין העונה על דרישות הרשת, וכן ואז קלט לרשת.מודול IGBT הוא התקן הליבה של ממיר פוטו-וולטאי וממיר אנרגיית רוח. על פי הפרוספקט של Macro Micro Technology, מודולי IGBT מהווים 10%~15% מערך הממיר, והערך המשוער של IGBTs בשנים 2019~2020 הוא 20-23 מיליון יואן/ג'יגה-וואט. צפוי שעם העלייה ההדרגתית בקנה מידה הייצור של ממירי מחרוזת, עלות הייצור לג'יגה-וואט של הממיר תפחת, וגם ערך ה-IGBTs לג'יגה-וואט יקטן. כושר הייצור הפוטו-וולטאי המותקן המשיך לעלות על הציפיות, עם 22.05 ג'יגה-וואט שהותקנו מינואר עד אוגוסט, עלייה של 45% משנה לשנה. ④אגירת אנרגיה: אחד המכשירים החשובים במערכת אגירת האנרגיה הואממיר אחסון אנרגיה נקרא בדרך כלל ממיר אגירת אנרגיה לאגירת אנרגיה ביתית, ובתחום אגירת אנרגיה תעשייתית ומסחרית בקנה מידה גדול נקרא PCS. מכשיר המממש המרה דו-כיוונית של אנרגיה חשמלית בין הסוללה לרשת החשמל. ממיר אגירת האנרגיה יכול לא רק להפוך את הזרם הישר בסוללת אגירת האנרגיה לזרם חילופין, ולהעביר אותו לרשת החשמל; הוא יכול גם ליישר את הזרם החילופין ברשת החשמל לזרם ישר כדי לטעון את מערכת אגירת האנרגיה. ברוקרים בדרך כלל צופים כי הצמיחה המצטברת של הביקוש לממירי אגירת אנרגיה בחמש השנים האחרונות תעלה על 5%, בעוד ש-IGBTs...אחד המרכיבים המרכזיים של ממיר אגירת אנרגיה, אך ישנם גם כאלה שאינם משתמשים ב-IGBT.  

⑤אחרים: מוצרים לבנים עם המרת תדר, אחד המרכיבים המרכזיים של מוצרים לבנים עם פונקציית המרת תדר הוא "ממיר התדר" הפנימי שלהם, ומודול ה-IGBT הוא המרכיב המרכזי של ממיר התדר, והמרת תדר היא הבחירה הראשונה לחיסכון באנרגיה והגנה על הסביבה. זה כולל בעיקר מזגני אינוורטר, מקררי אינוורטר ומכונות כביסה אינוורטר. ביניהם, למקררי אינוורטר יש את מרחב הצמיחה הגדול ביותר, ושיעור החדירה הנוכחי הוא רק 22%.

כתב ויתור: מאמר זה משוחזר מתוך "Semiconductor Today". מאמר זה מייצג רק את דעותיו האישיות של המחבר, לא את הדעות של Sac Micro והתעשייה. זה מיועד רק להדפסה מחדש ולשיתוף כדי לתמוך בהגנה על זכויות קניין רוחני. נא לציין את המקור המקורי ואת המחבר להדפסה מחדש. אם יש הפרה כלשהי אנא צור איתנו קשר כדי להסיר.