木風(fēng)草海

科達(dá)股份 華微電子

寧澄

科達(dá)股份(600986)錢江摩托(000913)華微電子(600360)、華微電子(600360)、中環(huán)股份(002129)、臺(tái)基股份(300046)

IGBT(Insulated Gate BIPOlar Transistor)，絕緣柵雙極型晶體管，是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管)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的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)。GTR飽和壓降低，載流密度大，但驅(qū)動(dòng)電流較大；MOSFET驅(qū)動(dòng)功率很小，開關(guān)速度快，但導(dǎo)通壓降大，載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)功率小而飽和壓降低。非常適合應(yīng)用于直流電壓為600V及以上的變流系統(tǒng)如交流電機(jī)、變頻器、開關(guān)電源、照明電路、牽引傳動(dòng)等領(lǐng)域。

目前我國(guó)正處于一個(gè)產(chǎn)業(yè)的突破前夜。因?yàn)镮GBT廣泛應(yīng)用于高鐵、節(jié)能變頻、風(fēng)電、太陽(yáng)能等產(chǎn)業(yè)中，但I(xiàn)GBT的核心技術(shù)與產(chǎn)業(yè)主要掌握在發(fā)達(dá)國(guó)家相關(guān)企業(yè)手中。而近年來(lái)，我國(guó)受高鐵等領(lǐng)域的投資規(guī)模提振，IGBT的國(guó)產(chǎn)化要求迅速提升。幸運(yùn)的是，目前已有突破的態(tài)勢(shì)。據(jù)資料顯示，株州某企業(yè)在2009年就實(shí)現(xiàn)了5寸線IGBT的量產(chǎn)，并獲得了國(guó)家電網(wǎng)約2億元的訂單。這意味著我國(guó)已掌握了大功率IGBT產(chǎn)品的技術(shù)突破，我國(guó)IGBT的相關(guān)企業(yè)將獲得廣闊的市場(chǎng)空間，這是各路資金炒作科達(dá)股份等為代表的IGBT概念股的題材催化劑。從以往經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，一個(gè)板塊能否出現(xiàn)瘋狂炒作，與手機(jī)支付、物聯(lián)網(wǎng)的炒作火爆相比，功率半導(dǎo)體已經(jīng)被投資者逐漸關(guān)注的概念，隨著對(duì)“IGBT”從陌生、了解到深入分析，由于產(chǎn)業(yè)策的滯后和相關(guān)基礎(chǔ)的薄弱，IGBT等新型功率半導(dǎo)體應(yīng)用的爆性前景與IGBT國(guó)產(chǎn)化的慘淡現(xiàn)狀形成了極為鮮明的對(duì)比?？梢哉f(shuō)，目前國(guó)內(nèi)企業(yè)，特別是上市公司，在IGBT核心技術(shù)產(chǎn)品方面值得挖掘，炒“IGBT”不僅僅是在炒預(yù)期，而是其發(fā)展趨勢(shì)和前景。

低碳時(shí)代的熱門詞少不了“新能源”、“高鐵”、“電動(dòng)汽車”、“智能電網(wǎng)”，而這些產(chǎn)業(yè)或產(chǎn)品無(wú)一例外地依賴于功率半導(dǎo)體的應(yīng)用，IGBT在目前階段成為它們不可或缺的功率核“芯”。IGBT是節(jié)能與新能源領(lǐng)域核心電子元器件，其國(guó)產(chǎn)化符合國(guó)家節(jié)能與新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求！大功率IGBT國(guó)產(chǎn)將提升家電企業(yè)試用國(guó)產(chǎn)化IGBT的積極性。而中國(guó)IGBT企業(yè)技術(shù)成熟與產(chǎn)品良品率提升也將推動(dòng)家電領(lǐng)域IGBT國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程，畢竟中國(guó)家電企業(yè)對(duì)IGBT國(guó)產(chǎn)化需求迫切！因此，目前是投資中國(guó)IGBT行業(yè)最佳時(shí)機(jī)，但I(xiàn)GBT的進(jìn)口替代指可待，在高鐵與智能電網(wǎng)領(lǐng)域，2010年下半年就有望實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)突破；而家電節(jié)能領(lǐng)域的量產(chǎn)突破或?qū)⒃?011年實(shí)現(xiàn)。中國(guó)正在成長(zhǎng)為全球最大的功率半導(dǎo)體市場(chǎng)，預(yù)計(jì)2010年中國(guó)功率半導(dǎo)體器件市場(chǎng)將超過(guò)1000億元，未來(lái)幾年將以15%~20%的速度持續(xù)增長(zhǎng)。

1.風(fēng)力發(fā)電

風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)如要獲得穩(wěn)定的電能并網(wǎng)發(fā)電，必須依靠相應(yīng)的變頻、逆變系統(tǒng)，這些都需要能夠自關(guān)斷電流的IGBT器件才可能實(shí)現(xiàn)。目前兆瓦級(jí)風(fēng)電逆變器用大功率IGBT的供應(yīng)商主要有英飛凌、富士電氣、三菱等，而主要的風(fēng)電逆變器供應(yīng)商如艾默生、ABB、西門子和阿爾斯通都選用了英飛凌的方案。隨著我國(guó)大力推廣風(fēng)電產(chǎn)業(yè)，處于上之上的IGBT無(wú)疑不只是分一杯羹而已。

2.太陽(yáng)能發(fā)電

隨著綠色電力運(yùn)動(dòng)勢(shì)頭不減，太陽(yáng)能的應(yīng)用即光伏發(fā)電、太陽(yáng)能電池等方興未艾。為了有效地滿足這些產(chǎn)品的需求，電源設(shè)計(jì)師正通過(guò)最少數(shù)量的器件、高度可靠性和耐用性，以高效率把太陽(yáng)能源轉(zhuǎn)換成所需的交流或者直流電壓。因此太陽(yáng)能逆變器就需要控制、驅(qū)動(dòng)器和輸出功率器件的正確組合。要達(dá)到這個(gè)目標(biāo)IGBT是作為功率開關(guān)的必然之選。

3.高鐵及軌道交通

軌道車輛中廣泛采用IGBT模塊構(gòu)成牽引變流器以及輔助電源系統(tǒng)的恒壓恒頻(CVCF)逆變器。國(guó)外的地鐵或輕軌車輛輔助系統(tǒng)都采用方案多樣的IGBT器件。

動(dòng)車組中，主變流器的開關(guān)使用耐壓高達(dá)6500V／600A的IGBT器件，輔助變流器采用開關(guān)頻率為1950Hz的PWM技術(shù)，由3臺(tái)雙IGBT和相關(guān)反并聯(lián)二極管組成，每臺(tái)雙IGBT組成三相中的一相；上海軌道交通3號(hào)線車輛是其輔助系統(tǒng)由電壓等級(jí)為330 V的IGBT構(gòu)成2點(diǎn)式逆變器直接逆變；廣州地鐵1號(hào)線車輛上的輔助系統(tǒng)采用IGBT雙重直-直變換器帶高頻變壓器實(shí)現(xiàn)電氣隔離；深圳地鐵一期采用6個(gè)用作牽引逆變器的IGBT模塊和2個(gè)用于制動(dòng)斬波器的IGBT模塊完成牽引逆變功能：天津濱海動(dòng)車組主電路采用IGBT電壓型三相直交逆變器，輔助電源的逆變器采用IGBT元件的逆變器，開關(guān)容量為3300V／800A。

4.電動(dòng)汽車

電動(dòng)汽車最關(guān)鍵的瓶頸是電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制和充放電，這些更離不開由IGBT組成的逆變橋。北京理工大學(xué)、天津大學(xué)、中科院等機(jī)構(gòu)都在研究電動(dòng)車的樣車、仿真車時(shí)都采用了英飛凌(Infenion)HybdPACK 的IGBT功率模塊，適用于最大電池電壓為450V且功率高達(dá)20kW的輕度混合動(dòng)力汽車。這種模塊以英飛凌(Infenion)領(lǐng)先的IGBT溝槽柵場(chǎng)截止技術(shù)為基礎(chǔ),可實(shí)現(xiàn)較低的開關(guān)損耗.HybdPACK 1經(jīng)過(guò)專門設(shè)計(jì),長(zhǎng)期工作結(jié)為150℃,采用六管三相橋結(jié)構(gòu),額定值高達(dá)400A/600V。

5.智能電網(wǎng)

廣義上講，風(fēng)電、光伏發(fā)電等都是智能電網(wǎng)電源側(cè)的重要組成部分。在電網(wǎng)部分的高壓直流輸電、FACTS柔性輸電技術(shù)，負(fù)荷側(cè)的電機(jī)變頻控制、智能家電產(chǎn)品、LED照明驅(qū)動(dòng)等方面也對(duì)IGBT等功率半導(dǎo)體形成了大量的需求。

主要上市公司：

科達(dá)股份(600986)、錢江摩托(000913)、華微電子(600360)、中環(huán)股份(002129)、

長(zhǎng)電科技(600584)、臺(tái)基股份(300046)等。