一.IGBT摘要

1. 2006年－2010年中国功率芯片市场规模复合增长率将达26.6%，市场仍然将保持快速发展的态势。
2. 从汽车大国走向汽车强国是大势所趋，这必然也会使国内厂商在汽车电子的核心技术——芯片技术上有所突破。
3. 目前IGBT主要应用于工业控制和家电领域以及汽车点火器当中
4. 作为电磁炉的主要部件的IGBT是决定电磁炉质量好坏的关键因素之一，目前国内还没有企业能够生产IGBT，只能依靠进口。从采购原材料到安排生产线，从产品检测和老化试验，再到运输，从产地到中国大约需要3个月的周期，因此厂家的生产是必然会受到IGBT的制约，订货要提前3个月。
5. 家电IGBT市场被德国西门子、日本东芝和美国快捷三家公司所控制，这三家公司生产的IGBT占据了国内98%的市场份额。IGBT的健康发展，决定了电磁炉行业也将保持良好的发展趋势。同时，IGBT也决定了国内电磁炉的产量。
6. 汽车上70%的革新来源于汽车电子，半导体已成为车辆智能化的神经和大脑。英飞凌(Infineon)公司预计：世界范围内的车用半导体用量将增加，从平均每车300美元有望增加到2009年的每车500美元。
7. 新型电力电子器件是实现电力高效转换和控制的心脏，对节约能源、实现高速自动控制，推动电子技术改造传统产业起着重要作用。目前国际上功率MOS场效应管（VDMOS）器件已形成规模化生产，绝缘栅双极型晶体管（IGBT）已发展到第四代产品，目前正在向智能化模块方向发展。
8. IGBT(绝缘栅双极晶体管)作为新一代新型电子电力半导体器件，具有集高频率、高电压、大电流等优点于一身，是国际上公认的电力电子技术第三次革命的最具代表性的产品，填补多年来电子电力方面的空白，目前广泛应用于国民经济中的每一个行业。就目前我国市场需求的IGBT新型电子电力器件基本是依靠进口的，而且市场通常供不应求，预计2006年将超过6亿只. 2007年将超过7亿只.

二.IGBT技术项目分析

1. 后石油时代和电力电子器件
1. 人类的发展一般认为有以下4个发展阶段：农业时代、工业时代、信息时代(含网络时代)及创造化时代(含后石油时代)。根据美国能源部的资料，若以2003年全球用油的状况再加上适当而合理的推测，地球蕴藏的石油将在35年消耗殆尽，天然气60年及煤炭210年等情况下，人类原本辉煌的创造化时代面临着重大的挑战。自然环境是人类为了维持正常生活的重要基础，由于现代社会对能源的需要不断增长，由此带来对环境的压力也在增大。环保项目都需要应用电力电子技术的支撑，利用电力电子进行清洁能源的变换、能源的蓄积以及用变频器的节能等。
2. 步入21世纪，全球电子电力器件市场呈现快速发展的势头，特别是我国，随着近年国民经济发展和对电子电力器件需求的不断增加，市场总规模日益膨胀。据专家预测，“十五”期间电子电力器件的年平均增长速度超过20%，到2005年市场销售额将超过200亿元。而其中高科技产品如IGBT等新型电子电力器件的年平均增长率更是超过30%，较一般电力电子器件的年平均增长率更高，而且未来的市场容量更大，发展前景被广泛看好。
3. IGBT(绝缘栅双极晶体管)作为新一代新型电子电力半导体器件，具有集高频率、高电压、大电流等优点于一身，是国际上公认的电力电子技术第三次革命的最具代表性的产品，填补多年来电子电力方面的空白，目前广泛应用于国民经济中的每一个行业。就目前我国市场需求的IGBT新型电子电力器件基本是依靠进口的，而且市场通常供不应求，预计2006年将超过6亿只。

电力电子器件的IGBT

1. 新型电力电子器件是实现电力高效转换和控制的心脏，对节约能源、实现高速自动控制，推动电子技术改造传统产业起着重要作用。目前国际上功率MOS场效应管（VDMOS）器件已形成规模化生产，绝缘栅双极型晶体管（IGBT）已发展到第四代产品，目前正在向智能化模块方向发展。
2. 目前，无论是功率IC还是功率分离器件，都是市场上最为活跃的电子器件，其市场规模的增长率一直高于半导体市场增长率.
3. 分产品来看，功率IC和MOSFET分别占有47%和25.7%的市场份额，是中国功率半导体市场上最重要的两个产品，此外，IGBT(绝缘栅双极晶体管)、整流管、间闸管和双极晶体管也占有一定的市场份额。IGBT虽然份额较小，但发展快速，以1,700V以下的应用最为成熟，其优点是电压控制、驱动简单，开关频率高、开关损耗小，可实现短路保护，缺点有导通损耗稍高、封装热阻大，目前IGBT主要应用于工业控制和家电领域以及汽车点火器当中，另外，在照相机闪光灯中也有一定的应用。
4. IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)是一种N沟道增强型场控(电压)复合器件，如图1所示。它属于少子器件类，兼有功率MOSFET和双极性器件的优点：输入阻抗高、开关速度快、安全工作区宽、饱和压降低（甚至接近GTR的饱和压降）、耐压高、电流大。IGBT有望用于直流电压为1500V的高压变流系统中。目前，已研制出的高功率沟槽栅结构IGBT(Trench IGBT)是高耐压大电流IGBT器件通常采用的结构，它避免了模块内部大量的电极引线，减小了引线电感，提高了可靠性。其缺点是芯片面积利用率下降。这种平板压接结构的高压大电流IGBT模块将在高压、大功率变流器中获得广泛应用。

1. IGBT在电磁炉中的应用
1. 当1957年德国人发明第一台电磁炉时，肯定没有想到，在40多年后的中国会形成年产值56亿元（2006年）的庞大产业。
2. 相较于目前城市家庭使用最普遍的灶具燃气灶而言，电磁炉具备一些明显的优势——清洁、安全、方便，这个行业也因此迅速发展起来。据全国交电商品科技经济情报中心的调查数据，电磁炉产品近几年平均增长率高达60%以上，2004年更是成为电磁炉市场的“黄金年份”——由于全国各地燃气、煤气紧张，电磁炉行业产销量首次突破1000万台，其中10%约100万台为出口，90%在国内销售。到2005年为止，全国电磁炉保有量大概有3000万台。
3. 作为电磁炉的主要部件的IGBT是决定电磁炉质量好坏的关键因素之一，目前国内还没有企业能够生产IGBT，只能依靠进口。从采购原材料到安排生产线，从产品检测和老化试验，再到运输，从产地到中国大约需要3个月的周期，因此厂家的生产是必然会受到IGBT的制约，订货要提前3个月。IGBT市场被德国西门子、日本东芝和美国快捷三家公司所控制，这三家公司生产的IGBT占据了国内98%的市场份额。IGBT的健康发展，决定了电磁炉行业也将保持良好的发展趋势。同时，IGBT也决定了国内电磁炉的产量。
4. 技术：IGBT相当于电磁炉的心脏，正常情况下的使用寿命在10年左右。使用中的驱动和关断时，大电流对IGBT造成的损伤是最严重的，因此，如何保护IGBT是电磁炉线路设计的关键。国内的技术人员经过几年的经验积累，对IGBT的认识更加深刻，应用技术水平有了很大的提高，以前制造大功率的电磁炉往往也要使用大功率、高电压的IGBT，现在只需要普通的IGBT的已经足够了。技术水平的提高是产品变化的根源，在高技术水平的引导下，2005年主流市场中，20安培的IGBT代替了2003年25安培的主流产品。同时也间接导致了整个IGBT价格的下降。
2005年，IGBT的型号。

1. 2006年IGBT市场的主角依然是INFINEON的IH20T120和FAIRCHILD的FGA25N120AND，小功率茶炉使用的是IH15T120和FGA15N120ANTD；两个型号的技术特点分别是：IH20T120的温升比较低，FGA25N120抗冲击比较好。相比较而言，IH20T120更受一些大厂家工程师的青睐。2006年各自推广用最新技术制造的IGBT R20N120和FGA25N120ANTD，新型号性能有较大提高。

IGBT在UPS中的应用

1. 2005年，中国UPS市场表现平稳，据研究显示2005年中国UPS市场共计销售114.09万台，同比增长14.09%，销售额达到24.13亿元，同比增长8.69%。从产品的角度看，2005年40kVA～60kVA功率的产品仍为主流，10kVA的产品紧随其后。
2. 2005年，小功率UPS产品也花样翻新，APC、科士达、伊顿爱克赛都针对低端市场推出了新产品，就连一直定位在高端市场的艾默生也推出了iTrust 1kVA～10kVA的产品，并与英迈签约，共同推动小功率UPS的销售。家用市场在UPS整体市场中所占比例较小。但随着家用PC及相应外设饱有量的不断上升，家庭用户对PC用电要求的提高，该细分市场的UPS需求释放值得期待。

IGBT在汽车电子中的应用

1. 汽车电子日趋成为一个独立的产业分支。在汽车商业模式中，主要有整车制造商(OEM)、一级供应商与元器件供应商，他们之间存在着三角关系。由于汽车产业的分化，这个三角形中的各方独立性正在加强，每个角日益成为一个独立的产业。其中，元器件的革新成为了汽车革新的主要焦点，Motorola公司的分析表明， 汽车上70%的革新来源于汽车电子，半导体已成为车辆智能化的神经和大脑。英飞凌(Infineon)公司预计：世界范围内的车用半导体用量将增加，从平均每车200美元有望增加到2009年的每车300美元。
2. 中国目前的汽车年销量排在美国、日本之后，位居世界第三；生产制造排在美国、日本、德国之后，位居世界第四。据国务院发展研究中心提供的数据表明：2010年中国汽车销量达到994万辆；2015年达1457万辆，超过日本；2020年有望超过美国(美国2003年销量1700万辆)，成为世界汽车销量最大的国家。
3. 仔细推敲电子式汽车控制及安全产品的市场规模，根据IMF之归纳可分为动力传动（Powertrain）、电子悬吊系统（Electronic Suspension）、安全（Safety）、方便/快速（Convenience/Comgort）等四大类。从此四类的产品结构来看，2002年以动力传动所占的比重较高，约占53.3%，而安全、方便/快速的产品仅各占了26.9%及19.3%。
4. 随着汽车产量的增加，以及ABS系统、防撞、电子娱乐、导航、引擎控制和车身电子等方面的进一步发展和升级，未来几年汽车电子领域的功率半导体市场将是中国功率半导体市场发展最快的领域。产品方面，随着产品能效要求的提高以及开关频率的提高，功率IC、MOSFET和IGBT将是增长最快的产品，功率IC将向功能更强、体积更小的方向发展，MOSFET也将向导通电阻更低、耐压更高和外形更小的方向发展，IGBT使用HVIC进行驱动的比例将会提高，类似SPM和IPM的智能模块将会占有更高的市场份额。总体来看，2006年－2010年中国功率芯片市场规模复合增长率将达26.6%，市场仍然将保持快速发展的态势。

电动汽车及其关键技术

随着石油储量的日趋减少，人类对环境保护意识的提高，开发无污染、低噪声和节约能源的电动汽车已经成为世界各国研制开发的热点。在我国，电动汽车作为国家十二个重大专项之一已经启动，目标是2006年实现产业化。近期产业化重点是：以整车单位牵头，依托北京市已有的技术优势，重点发展以下电动汽车关键技术：电机及其控制系统、高效动力电池系统（含电池管理与控制）、多能源管理系统、CAN总线、智能仪表与显示系统、电动方向助力系统以及各种电动车专用传感器、接触器等零部件的技术开发及其产业化。

IGBT的市场

1. IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)结构上基本是MOSFET(Metal Oxide Technology Field Effect Transistor)和BJT(Bipolar Junction Transistor)的结合。由于IGBT比同样尺寸的MOSFET能提供更大的电流，并且能够像MOSFET一样可以用较低的功率驱动，自从1980年初期问世以来，主要都是应用在马达驱动领域上。IGBT制造厂商已经针对IGBT的切换速度、导通损失和最终使用的多样性的改进上有了较大的进展，切换速度从第一代IGBT的5kHz以下，到现在已发展出5kHz以上到100kHz以下的范围，尽管马达驱动应用占了大部分的IGBT市场，今日第四代IGBT也可被用在UPS、SPS以及汽车动力系统上。

四.趋势展望

1. 据今年年初市场研究公司iSuppli的预测，中国与汽车相关的半导体市场将以28%的年均增长率增长，到2007年达到14.5亿美元，中国的汽车芯片市场预计将占全球的10%。中国将诞生世界级的元器件公司。随着我国在汽车电子方面积累起系统专业技术，从汽车大国走向汽车强国是大势所趋，这必然也会使国内厂商在汽车电子的核心技术——芯片技术上有所突破。当然，一家元器件供应商要想成功，必须要与关键的一级供应商与汽车制造商形成长期的伙伴关系。每个世界汽车强国背后都有强有力的汽车电子巨人支持，例如被称为“轮子上的王国”的美国有Motorola、TI、AMI、ON Semi、Microchip、Cypress等公司，日本有东芝、NEC、日立、三菱，德国有英飞凌、博世公司，意大利、法国有ST微电子等公司。可以说，汽车工业促成了汽车电子公司的成长，反过来，本土的汽车电子公司又推动了汽车工业的腾飞。因此，中国汽车工业强盛的那一天，必然也是中国元器件公司成功的时日！

五.国内IGBT变频器的市场状况与营销策略

1、市场状况
1.1市场需求
变频器自1964年问世以来，已经历30多年的发展过程，80年代在主要工业国家已广泛使用，90年代进入中国，在空调、电梯、冶金、机械、电子、石化、造纸、纺织等行业有十分广阔的应用空间。尤其是在节能方面，效果显著，我国现运行的风机、水泵、空调类负载，据估计有4200万台（其中风机约1000万台），占全国用电量的1/3，其中的60%适合调速，如果把这部分用电负荷改造为变频调速，按年节电率25%计算，全国每年节电220亿度。
据北京康斯公司近5年的调查结果，近几年来我国变频器销售量逐年递增，年増长率高达18%，预计2006年将达89.2亿元人民币。具体数据如下表

销售额（亿）

1995　　19.2
1998　　28.8
2000　　38.4
2005　　76.8
2006　　89.2

1.2目前各品牌的市场份额
中国巨大的变频器市场，成为跨国公司抢攻的重点。如果十几年前富士、三菱、三肯几家日本公司的竞争还属楚汉相争的话，那么到进入二十一世纪的今天，各跨国公司对中国变频器市场的争夺，则显然已进入"春秋战国"年代了。
日本公司进入中国早，对中国市场做过深入仔细的调查和研究，有针对性地推出适合我国国情的产品，目前市场占有率最高，达60%以上；欧美公司进来晚，但产品档次高、容量大，价格也昂贵，占有份额30%左右；还有不到10%的份额被台湾产品（如普传、台达）占领；真正我国大陆的品牌市场占有量很低，几乎可忽略不计，而且产品档次低。

从产品容量来看，大功率占市场份额的5-10%，中小功率占90-95%。其中220KW以上基本由德国西门子、美国AB、GE、罗宾康、ABB等所垄断；而中小容量的85%为日本产品占领，如富士、安川、三肯、日立、东芝、三菱、松下等。

2、行业状况
变频器是一种高技术含量、高附加值、高效益回报的高科技产品，符合国家产业发展政策。近几年来国内该行业发展的特点为：
（1）发展速度较快，国外知名厂家纷纷来华合资、投资建厂，以降低成本，更优的价格供应国内市场，并已挤占相当的市场份额，如ABB、日立、台达等。
（2）.国内厂家在电力电子产品的科研开发、工艺设计、加工制造能力等方面，与国外大公司比，还有较大差距。变频器整机技术落后，目前国产变频器的档次低，主要是低压（400V）小容量（315KW以内）产品。而对功能先进（含矢量控制、直接转矩控制）、高电压（3000V以上）、大容量（1000KW以上）变频器，国内还处于研制阶段，未见成熟产品，尤其是高压大容量型，目前国内尚属空白。而且，核心部件受制于人，国产机所需半导体功率器件的生产几乎是空白，不得不依靠进口。
（3）变频器的功能在不断完善和增加，应用领域在不断扩大，从工厂设备到家用空调、从重型机械到轻纺行业、从0.4KW的小功率到9000KW大功率电机都已广泛使用，且取得明显的经济效益。

3、国产变频器的优劣势
3.1优势
(1)营销网络优势。营销网络是中国企业和国外企业竞争最有力的武器，国内大型企业有完善的公司、片区、办事处三级网络，在全国建立办事处、用户服务中心，零配件充足，服务及时。这是国外企业无法做到的。
(2)价格优势。国产机一般要比进口机便宜1/5-1/3，如果能大规模生产，成本可进一步降低；零配件也便宜得多。
(3).产品技术含量高，不比洋品牌差多少，如核心元器件采用美国TI公司的DSP、日本三菱的IPM等、生产工艺采用SMT、管理引进MRPII等。而且相对洋品牌而言，汉化效果好，更适合国情设计，如宽电压工作范围、宽温度范围设计、中文提示功能等。具体比较见下面。
3.2通用型变频器国产机和进口机的技术比较
功率开关器件：大多用IGBT，且是三菱或西门子，与进口机一致。
单片机：多用Intel公司的87C196MC或TI公司的DSP，与进口机一致。
功率容量：国产机能做到百千瓦以上，与进口机相差不大。
频率范围：国产机能做到400HZ，与进口机相差不大。
频率精度：0.01HZ(100HZ以下)，0.1HZ（100HZ以上），与进口机相差不大。
电压范围：220V，380V，与进口机一致。
保护功能：过压、欠压、过流、短路、失速、缺相、过热等多种保护，与进口机相差不大。
控制功能：有频率、电压、电流等屏幕显示、在1－999秒之间任意加减时间、内含PID控制、实现四象限运行，与进口机相差不大。
软件：可根据用户要求有针对性地开发或修改软件，以满足不同用户的要求，进口机靠功能齐全来满足不同用户的要求。

4、策略
4.1 技术开发
（1）关键元器件尽量自己开发，掌握核心技术，降低成本，因为企业在产品上的竞争实际是核心技术的竞争。象国内空调业，目前真正自己拥有变频空调技术的厂家没几个，绝大多数是与外企合资，所以成本下不来。据统计国内智能芯片正以每年32%的速度增长，2005年将达30亿美元，市场前景广阔。其实在通讯业，华为、中兴自主开发的芯片抢夺市场就是明证。
（2）充分利用技术创新能力，开发有特色的产品，适销对路的产品，实现"市场差异化"竞争。哈佛大学的伯特教授指出：市场竞争主要靠"标新立异"，谁能不断地比竞争对手捕捉更好的市场切入点，谁就能不断地占领市场；然后在稳定、完善中小容量变频器的基础上，尽快投入高压大容量产品的研究开发，高档次高附加值的产品利润才高。
4.2 市场开拓
市场是一巨大的系统工程，由若干子系统构成，这些因素包括产品、功能、外形、品牌、渠道、价格、推广、营销、广告、服务等，有着十分复杂的交叉效应，需综合平衡，不能顾此失彼。
（1）市场定位、定价。据我国具体情况，国产变频器开发较晚，正处于产品成长期，近期产品应生产完善中小功率的中低档变频器为主，功能上满足调速与节能需要为目的。高档产品暂时无法与欧美抗争；价格上以薄利多销为原则，先抢占市场。参照同行标准，低价入市，形成规模效应，因为适中的价格能给用户以信赖的感觉，增加对产品的忠诚度。
（2）加强信息管理。加强市场调研，及时掌握第一手信息资料，如同类产品厂家的信息、市场动态、价格情报、需求厂家状况等，并积极参加各类展会如广交会、订货会、博览会等，扩大影响。
（3）正确选择渠道。直接渠道是面向用户，大型企业一般不愿意选择与中间商合作，以利于节约成本，搞好售后服务及配套产品的开发；间接渠道是建立广泛的经销网络和庞大的营销队伍，充分依靠中间商的现有渠道，迅速进入和占领市场。
（4）充分提高服务质量。市场从根本上理解就是服务。这方面国产品牌有先天优势，与进口机比较服务半径小，国内企业更是有遍及全国的人脉网络，售前给用户做参谋，献计献策，帮助其设计改造。售后是关键，一位营销专家曾经讲过：真正的销售工作是始于产品售出以后。完全可做到跟踪服务，定期巡访巡检，做好记录存档，发现问题及时改进。甚至在适当时候适当地区搞一些用户联欢会，以加强与用户的联系。
（5）在某些场合，可考虑让用户试用产品，甚至做实验，给用户一些风险承诺。

六.汽车IGBT马达驱动的市场潜力分析

IGBT在汽车电子中的应用

汽车电子日趋成为一个独立的产业分支。在汽车商业模式中，主要有整车制造商(OEM)、一级供应商与元器件供应商，他们之间存在着三角关系。由于汽车产业的分化，这个三角形中的各方独立性正在加强，每个角日益成为一个独立的产业。其中，元器件的革新成为了汽车革新的主要焦点，Motorola公司的分析表明， 汽车上70%的革新来源于汽车电子，半导体已成为车辆智能化的神经和大脑。英飞凌(Infineon)公司预计：世界范围内的车用半导体用量将增加，从平均每车200美元有望增加到2009年的每车300美元。

• 中国目前的汽车年销量排在美国、日本之后，位居世界第三；生产制造排在美国、日本、德国之后，位居世界第四。据国务院发展研究中心提供的数据表明：2010年中国汽车销量达到994万辆；2015年达1457万辆，超过日本；2020年有望超过美国(美国2003年销量1700万辆)，成为世界汽车销量最大的国家。
• 仔细推敲电子式汽车控制及安全产品的市场规模，根据IMF之归纳可分为动力传动（Powertrain）、电子悬吊系统（Electronic Suspension）、安全（Safety）、方便/快速（Convenience/Comgort）等四大类。从此四类的产品结构来看，2002年以动力传动所占的比重较高，约占53.3%，而安全、方便/快速的产品仅各占了26.9%及19.3%。
• 随着汽车产量的增加，以及ABS系统、防撞、电子娱乐、导航、引擎控制和车身电子等方面的进一步发展和升级，未来几年汽车电子领域的功率半导体市场将是中国功率半导体市场发展最快的领域。产品方面，随着产品能效要求的提高以及开关频率的提高，功率IC、MOSFET和IGBT将是增长最快的产品，功率IC将向功能更强、体积更小的方向发展，MOSFET也将向导通电阻更低、耐压更高和外形更小的方向发展，IGBT使用HVIC进行驱动的比例将会提高，类似SPM和IPM的智能模块将会占有更高的市场份额。总体来看，2006年－2010年中国功率芯片市场规模复合增长率将达26.6%，市场仍然将保持快速发展的态势。