IGBT作為新型功率半導體器件的主流器件，已經廣泛應用于工業、通信、計算機、消費電子、汽車電子以及航空航天、國防軍工等產業領域，在新興領域如新能源，新能源汽車等也被廣泛應用。

IGBT憑借其高輸入阻抗、驅動電路簡單、開關損耗小等優點在MOSFET和BJT的基礎上有效降低了n漂移區的電阻率，大大提高了器件的電流能力。目前IGBT已經能夠覆蓋從600V—6500V的電壓范圍。

我國擁有最大的功率半導體市場，目前IGBT等高端器件的研發與國際大公司相比有著較明顯的差距，IGBT技術集成度高又導致了較高的市場集中度。跟國內廠商相比，英飛凌、 三菱和富士電機等國際廠商目前占有絕對的市場優勢。本期從國外主流廠商的系列產品著手，看目前位于行業頭部的IGBT產品。

Infineon IGBT模塊

在3300V以上電壓等級的高壓IGBT技術領域Infineon處于頭部，在大功率溝槽技術方面，Infineon同樣處于國際領先水平。在正向和阻斷狀態下，Infineon的IGBT功率損耗極低，僅需低驅動功率便可發揮高效率。IGBT可承受電壓高達6.5 kV，工作頻率為2 kHz至50 kHz均有覆蓋。借助廣泛的技術組合優勢，Infineon IGBT的設計具有出色的電流承載能力和更高的脈沖負載能力，功耗極低。

HybridPACK系列模塊

IGBT汽車應用電壓主要在600V到1200V之間，這個區間里Infineon優勢很大。HybridPACK系列拓展了面向混合動力汽車和電動汽車的IGBT模塊的功率區間，涵蓋了200 A至900 A以及400 V至1200 V（芯片額定值）功率范圍。

（HybridPACK Drive模塊，Infineon）

HybridPACK Drive功率范圍為100至175 kW，并針對混合動力和電動汽車牽引應用進行了優化，是很緊湊的功率模塊。

電源模塊采用新一代EDT2 IGBT芯片，一種汽車微圖案溝槽場停止單元設計，可在電動汽車的實際駕駛循環中提供最高效率。該芯片組具有基準電流密度、短路耐受性和更高的阻斷電壓，在惡劣的環境條件下依然可以可靠地運行逆變器。

（HybridPACK DSC模塊，Infineon）

HybridPACK DSC同樣是汽車IGBT模塊，在Drive的基礎上，DSC在拓展性上更強，同時效率提升了約25%。

該模塊雙面冷卻技術和IGBT半橋配置，模塊兩側的兩塊銅板用于雙面冷卻 (DSC)，從而實現了高功率密度，片上溫度和電流傳感器（過流保護）在安全性和性能之間提供了很好的保障。

TRENCHSTOP系列模塊

TRENCHSTOP系列模塊專為變頻工業驅動而設計，基于新型微溝槽柵技術使得可控性更高。950 V/1200 V TRENCHSTOP IGBT7 二極管技術是基于最新的微溝槽技術，該技術平臺的特別之處在于，實施由亞微米級平臺隔開的平行溝槽單元，而之前使用的是方形溝槽單元，因此器件損耗大幅降低。

（TRENCHSTOP模塊，Infineon）

另一個突出的性能指標就是功率密度更高，同時開關軟度提高，這是因為該芯片特別針對工業電機驅動應用和太陽能逆變器應用進行了優化。除此之外，功率密度提升也源于該系列功率模塊在過載工況下容許的最高運行溫度提高至175 ℃的同時功耗也不超過4kW。

三菱IGBT模塊

三菱IGBT模塊有一項值得稱道的技術，就是CSTBT。三菱IGBT產品芯片結構從平面柵極結構發展為溝槽柵極結構的發展過程中憑借CSTBT結構，也就是其運用載流子儲存效應研發的IGBT，滿足了工業設備低損耗、小型化的要求。

T/T1 系列IGBT模塊

（T/T1 IGBT模塊，三菱）

T/T1 系列搭載新推出的采用CSTBT*1結構，能夠減少功率損耗。同時在模塊中內置了三相整流器，逆變器和CIB。在封裝上采用了相變熱界面材料，提高了熱循環壽命，大大提高工業設備的可靠性。與三菱現有的其他模塊相比，CIB模塊使得緊湊型變頻器外型尺寸約可減小36%，滿足市場小型化的需求。

T/T1 系列同樣在過載工況下容許的最高運行溫度高至175 ℃，發射極電壓最大為650V，電流為100A，在工業應用上足夠覆蓋不同工況。

3級變頻器用 IGBT模塊

這個系列是3級變頻器專用的IGBT模塊。按照3電平逆變器的要求，對采用CSTBT結構的IGBT規格進行了優化。端子位置經過精心設計，1in1/2in1產品的外型尺寸為130mm×67mm，4in1型外型尺寸為115mm×82mm，在尺寸上做到了更小，同時提高了設計自由度。

同時，這個系列擁有共射連接的雙向開關模塊，兼容3電平逆變器，功耗約減少了30%。加之采用了新型封裝，大幅減少了雜散電感，對逆變器電路結構起到了極大的簡化作用。

富士 IGBT模塊

IGBT 2-Pack系列

這個系列覆蓋600V-1700V級。2-Pack內置了半橋電路。這個系列主要應用于UPS、通用變頻器、電力鐵路、大型太陽能發電等的大范圍轉換器。模塊大功率的同時保證了相當的可靠性。

（1200V與1700V模塊，富士電機）

以M254 1200V/600A為例，這個系列有三大特征。一是開關高速，二是采用了電壓激勵，三則是采用了低電感外殼。每個產品包含兩個IGBT芯片和兩個FWD芯片。通常在一組中使用三個單元組成PWM逆變器。系列產品的功耗很低，在175℃的最高溫下運行，功耗也僅為3.75kW。

這個系列的短路耐受能力很強，在短路電流和/或電源電壓較低的情況下，IGBT模塊的能力限制為設備額定電流的幾倍。在發生短路的情況下，過電流受到限制，使裝置具有較高的短路耐受能力。

小結

在大功率溝槽技術方面，英飛凌與三菱處于國際領先水平，富士電機的長處則在反向耐壓這一技術上。同時，國外頭部公司基于傳統封裝技術研發出的多種先進封裝技術，能夠大幅提高模塊的功率密度、散熱性能與長期可靠性，這也是值得國內廠商關注的一點。