IGBT模塊主要由IGBT芯片、覆銅陶瓷基板（DBC基板）、鍵合線、散熱基板、二極管芯片、外殼、焊料層等部分構(gòu)成：IGBT芯片：是IGBT模塊的重要部件，位于模塊內(nèi)部的中心位置，起到變頻、逆變、變壓、功率放大、功率控制等關(guān)鍵作用，決定了IGBT模塊的基本性能和功能。其通常由不同摻雜的P型或N型半導(dǎo)體組合而成的四層半導(dǎo)體器件構(gòu)成，柵極和發(fā)射極在芯片上方（正面），集電極在下方（背面），芯片厚度較薄，一般為200μm左右。為保證IGBT芯片之間的均流效果，在每個芯片的柵極內(nèi)部還會集成一個電阻。IGBT模塊的低損耗特性減少了開關(guān)過程中的損耗和導(dǎo)通時的能耗。閔行區(qū)4-pack四單元igbt模塊

未來趨勢與挑戰(zhàn)

技術(shù)演進(jìn)

寬禁帶半導(dǎo)體：碳化硅（SiC）IGBT模塊逐步替代傳統(tǒng)硅基器件，提升開關(guān)頻率（>100kHz）、降低損耗（<50%），適應(yīng)更高電壓（>10kV）與溫度（>200℃）場景。

模塊化與集成化：通過多芯片并聯(lián)、三維封裝等技術(shù)，提升功率密度與可靠性，降低系統(tǒng)成本。

應(yīng)用擴(kuò)展

氫能與儲能：IGBT模塊在電解水制氫、燃料電池發(fā)電等場景中，實現(xiàn)高效電能轉(zhuǎn)換與系統(tǒng)控制。

微電網(wǎng)與分布式能源：支持可再生能源接入與電力平衡，推動能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。 長寧區(qū)富士igbt模塊IGBT模塊封裝對底板進(jìn)行加工設(shè)計，提高熱循環(huán)能力。

新能源發(fā)電與并網(wǎng)

光伏逆變器：將光伏板產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，并入電網(wǎng)。

風(fēng)力發(fā)電變流器：控制風(fēng)機(jī)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和功率輸出，實現(xiàn)高效發(fā)電。

儲能系統(tǒng)：控制電池的充放電過程，實現(xiàn)電能的穩(wěn)定存儲與輸出。

交通電氣化電動汽車（EV）與混合動力汽車（HEV）：驅(qū)動電機(jī)，實現(xiàn)加速、減速、能量回收。

充電系統(tǒng)：交流慢充和直流快充的主要器件，保障快速、安全充電。

軌道交通：控制高鐵、地鐵等牽引電機(jī)的轉(zhuǎn)速和扭矩，實現(xiàn)高速運(yùn)行與準(zhǔn)確制動。

柵極電壓觸發(fā)：當(dāng)在柵極施加一個正電壓時，MOSFET部分的導(dǎo)電通道被打開，電流可以從集電極流到發(fā)射極。由于集電極和發(fā)射極之間有一個P型區(qū)域，形成了一個PN結(jié)，電流在該區(qū)域中得到放大。電流通路形成：導(dǎo)通時電流路徑為集電極（P+）→ N-漂移區(qū)（低阻態(tài)）→ P基區(qū) → 柵極溝道 → 發(fā)射極（N+）。此時IGBT等效為“MOSFET驅(qū)動的BJT”，MOSFET部分負(fù)責(zé)電壓控制，驅(qū)動功率微瓦級；BJT部分負(fù)責(zé)大電流放大，可實現(xiàn)600V~6500V高壓場景應(yīng)用。關(guān)鍵導(dǎo)通參數(shù)：導(dǎo)通壓降VCE(sat)典型值為1~3V（遠(yuǎn)低于BJT的5V），損耗更低；開關(guān)頻率為1~20kHz，兼顧效率與穩(wěn)定性（優(yōu)于BJT的<1kHz，低于MOSFET的100kHz+）。IGBT模塊在太陽能系統(tǒng)中確保逆變器穩(wěn)定運(yùn)行，提升系統(tǒng)效率。

新能源汽車：電機(jī)驅(qū)動：新能源汽車通常采用三相異步交流電機(jī)，電池提供的直流電需要通過IGBT控制的逆變器轉(zhuǎn)換為交流電，以適應(yīng)電機(jī)的工作需求。IGBT不僅負(fù)責(zé)將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，還參與調(diào)節(jié)電機(jī)的頻率和電壓，確保車輛的平穩(wěn)加速和減速。車載空調(diào)：新能源汽車的空調(diào)系統(tǒng)依賴于IGBT來實現(xiàn)直流電到交流電的轉(zhuǎn)換，從而驅(qū)動空調(diào)壓縮機(jī)工作。充電樁：在新能源汽車充電過程中，IGBT用于將交流電轉(zhuǎn)換為適合車載電池的直流電。例如，特斯拉的超級充電站能夠提供超過40kW的功率，將電網(wǎng)提供的交流電高效地轉(zhuǎn)換為直流電，直接為汽車電池充電。IGBT模塊封裝過程中包括外觀檢測、靜態(tài)測試等工序。寶山區(qū)igbt模塊PIM功率集成模塊

IGBT模塊作為高性能功率半導(dǎo)體器件，在電力電子領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景。閔行區(qū)4-pack四單元igbt模塊

交通電氣化

電動汽車功能：IGBT模塊是電動汽車電機(jī)控制系統(tǒng)的重點(diǎn)，將電池輸出的直流電逆變?yōu)榻涣麟?，?qū)動電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。

優(yōu)勢：影響電機(jī)的效率和響應(yīng)速度，進(jìn)而影響汽車的加速性能和續(xù)航里程。采用高性能IGBT模塊的新能源汽車，電機(jī)能量轉(zhuǎn)換效率可提升5%-10%，0-100km/h加速時間縮短1-2秒，續(xù)航里程增加10%-20%。

充電系統(tǒng)功能：無論是交流慢充還是直流快充，IGBT模塊都不可或缺。交流充電時，將電網(wǎng)的交流電轉(zhuǎn)換為適合電池充電的直流電；直流快充中，實現(xiàn)對高電壓、大電流的精確控制。

優(yōu)勢：保障快速、安全充電，縮短充電時長，提升用戶體驗。例如，配備高性能IGBT模塊的直流快充系統(tǒng)，可在30分鐘內(nèi)將電量從30%充至80%。

軌道交通功能：IGBT模塊是軌道交通車輛牽引變流器和各種輔助變流器的主流電力電子器件，控制牽引電機(jī)的轉(zhuǎn)速和扭矩，實現(xiàn)列車高速運(yùn)行與準(zhǔn)確制動。

優(yōu)勢：耐高壓、大電流，適應(yīng)高功率需求，降低能耗。 閔行區(qū)4-pack四單元igbt模塊