比亚迪成为中国第一家实现汽车级IGBT大规模量产的汽车企业，也是唯一一家拥有完整IGBT产业链的汽车企业。今天让我们来和你谈谈IGBT和相关的事情。

什么是IGBT？它是做什么的？

(相关资料图)

IGBT中文叫“绝缘栅双极晶体管”，你可以理解为开关，用在电压几十到几百伏，电流几十到几百安培的高压中。这时，你可能认为这个电压和电流的大小，

不就是我们日常家用电的顺序吗？但是家里的电灯开关是由物理按钮控制的，而IGBT是由电脑控制的，没有机械按钮。

日常生活中我们用的是交流电，电厂送的是交流电。但是如果要给电动车充电，就必须把交流电变成直流电来充电。IGBT正好可以实现这个功能。当电池放电时，

通过IGBT，DC被转换成交流电供交流电机使用。这是一个IGBT函数：交流-DC转换。

事实上，IGBT离我们并不遥远。即使家里没有车，一些很普通的东西，比如电磁炉、变频空调，都有IGBT。这就涉及到IGBT的另一个功能，变频。

比如电磁炉，需要把普通的50 Hz交流电变成20-40 kHz的高频交流电。

当然，他也是变形金刚的一份子。

因此，IGBT是一个非常“平衡和强大”的东西。虽然上述功能可以通过使用逆变器、整流器、变压器等来实现。第一，它们承受不了这么高的电压，第二，开关速度没有IGBT快，后者一秒钟可以开关几万次。

IGBT在电动车里做什么？

IGBT在电动汽车领域主要用于以下几个方面：

1.电控系统将大功率DC转换为交流电(逆变器功能)后驱动汽车电机；

2.汽车空调控制系统的小功率DC/交流逆变器：

3. 充电桩智能充电桩中IGBT模块被作为开关使用；

比亚迪车规级IGBT模组

上面说了IGBT可以承受高电压、可以变频、可以控制交直流转换、可以变压，也就是说现在有了电压、频率都受控制的强电，这个强电就可以用来驱动汽车、高铁等交通工具的电机。

IGBT有点贵，并且长期被外国供应商垄断

据悉，IGBT约占电机驱动系统成本的一半，而电机驱动系统占整车成本的15-20%，也就是说IGBT占整车成本的7-10%，是除电池之外成本第二高的元件，也决定了整车的能源效率。

2016-2020年IGBT应用收入

不仅是新能源车，直流充电桩和高铁的核心也是IGBT管，直流充电桩30%的原材料成本就是IGBT。电力机车一般需要500 个IGBT 模块，动车组需要超过100 个IGBT 模块，

一节地铁需要50-80 个IGBT 模块。

著名的IGBT供应商是英飞凌，它几乎垄断了处日系厂商外所以电动车的IGBT，而日系比如丰田，其混动车的IGBT都是自己完成的，也是全球唯一能自产IGBT的厂商。

这回你明白比亚迪实现大规模量产IGBT的意义了吧。

刚攻克的技术，怎么就被碳化硅取代了？

其实碳化硅(SiC)是下一代IGBT，碳化硅“取代”IGBT只是正常的技术上的更迭。碳化硅的优势很明显，近其通态阻抗(就是半导体器件在导通状态下的电阻)为通常硅器件的十分之一，

本身发热量小，导致用其制作的器件的导热性能极优。还有，碳化硅功率器件可在400的高温下正常工作。其可利用体积微小的器件控制很大的电流。工作电压也高得多。

比亚迪SiC 模块

碳化硅的研究依旧是日本人领先，比如三菱等大厂现在可以做到量产碳化硅元件，丰田在2013年就建立了碳化硅半导体试制线，预计2021年旗下的混动车和氢燃料电池车就全面使用碳化硅。不过比亚迪也很努力了，

他们已经成功研发了SiC MOSFET，有望于2019年推出搭载SiC电控的电动车。预计到2023年实现SiC基车用功率半导体对硅基IGBT的全面替代。

目前限制SiC应用主要是两方面，第一个当然是价格，其价格是传统Si型IGBT的6倍。其次是电磁干扰，当然也有工艺方面等难以攻克的问题。

邦点评

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