新能源车的销量增长趋势与芯片短缺现状，加之未来疫情走势的不确定性，IGBT的市场供应情况依然处于较为紧张的状态。

与其他功率器件类似，为了确保其高效、安全和稳定地工作，针对IGBT模块的热管理技术是新型产品设计和应用的最重要环节。

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何为IGBT？

IGBT（InsulatedGateBipolarTransistor）是一种功率半导体器件，它的中文名叫“绝缘栅双极晶体管”，是由BJT（双极结型晶体管）和MOSFET（绝缘栅场效应管）组成的。作为能量转换和电能控制的核心功率器件，IGBT被称为电力电子行业里的“CPU”。

根据工作环境的电压不同，IGBT可以分为低压（V以下）、中压（V-V）、高压（V-V）。一般低压IGBT常用于变频白电、新能源汽车零部件等领域；中压IGBT常用于工业控制、新能源汽车等领域；高压IGBT常用于轨道交通、电网等领域。

不同电压的IGBT，应用于不同领域

资料来源：Yole，中信证券

集邦咨询预测，年-年中国IGBT年复合增长率将达19.96%，到年中国IGBT市场规模将达到亿元，复合增长率达19.11%，是细分市场中发展最快的半导体功率器件之一。

车规级IGBT主要应用于电动汽车领域中以下几个方面：

①电动控制系统：大功率直流/交流(DC/AC)逆变后驱动汽车电机，车载空调控制系统；

②小功率直流/交流(DC/AC)逆变，使用电流较小的IGBT和FRD；

③充电桩：智能充电桩中IGBT模块被作为开关元件使用。

IGBT在混合动力(HEV)/纯电动(EV)汽车中的相关应用

图片来源：知网

就我国来说，IGBT的下游应用市场中新能源汽车占比约30%，根据英飞凌相关数据，新能源中汽车功率半导体器件的价值量约为传统燃油车的5倍以上。其中，IGBT约占新能源汽车电控系统成本的44%，占据整车成本的10%。IGBT是除电池之外，电动汽车当中成本第二高的元器件。

目前的国内车企中唯一拥有IGBT完整产业链的车企只有一家比亚迪。国内汽车的核心部件上，主要还是采用进口IGBT产品为主。新能源车的销量增长趋势加之芯片短缺现状，加之未来疫情走势的不确定性，IGBT的市场供应情况依然处于较为紧张的状态。

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针对IGBT模块的热管理

功率器件离不开热学特性。IGBT功率半导体模块的弱点是过压过热，其处理热量的能力限制其高功率的应用。

例如，在电动汽车的应用中其引擎盖下的温度可能超过结温（℃）；新能源发电系统中功率器件上的结温波动高达80℃。电力电子器件的可靠性主要受最高温度和温度循环的影响，55%的电驱动故障由功率器件的热循环或温度升高导致。其根本原因是具有不同热膨胀系数的材料在温度梯度下产生热位移，在不同材料交界处形成热应力，从而引起功率模块材料界面老化导致接触变差，使得器件结温上升，最终导致焊料层和键合引线失效，这会给用户造成代价高昂的系统停运甚至灾难性的故障。

可以说，大部分的IGBT功率半导体模块的失效原因都与热量有关，因此，IGBT的可靠性也受到了业界与学界的广泛

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