IGBT中文(wén)称“绝缘栅双极型晶體(tǐ)管”，你可(kě)以把它理(lǐ)解為(wèi)一个开关，用(yòng)在電(diàn)压几十到几百伏、電(diàn)流几十到几百安的强電(diàn)上。这时候你可(kě)能(néng)会想到，这个電(diàn)压電(diàn)流的量级，不就是我们日常家用(yòng)電(diàn)的量级吗？但家里的電(diàn)灯开关是用(yòng)实體(tǐ)按钮控制的，IGBT不用(yòng)机械按钮，是由计算机控制的。

我们日常生活中，使用(yòng)的都是交流電(diàn)，发電(diàn)厂发出来的都是交流電(diàn)，但如果你想给電(diàn)动車(chē)充電(diàn)，必须把交流变成直流才能(néng)充进去，IGBT正好就能(néng)实现这个功能(néng)，電(diàn)池放電(diàn)的时候，通过IGBT把直流電(diàn)转变成交流電(diàn)机使用(yòng)的交流電(diàn)。这是IGBT的一个功能(néng)：交流直流互转。

IGBT其实离我们并不遥遠(yuǎn)，就算你家里没有(yǒu)汽車(chē)，有(yǒu)些很(hěn)常用(yòng)的东西里也有(yǒu)IGBT，比如電(diàn)磁炉和变频空调。这涉及到IGBT的另一个功能(néng)，变频。比如電(diàn)磁炉需要把普通的50赫兹交流電(diàn)变成20-40千赫兹的高频交流電(diàn)。

当然它也是变压器的组成部分(fēn)。

所以IGBT是一个很(hěn)“均衡强势”的东西，虽然上面说的几个功能(néng)使用(yòng)逆变器、整流器、变压器等也能(néng)实现，但一是他(tā)们不能(néng)承受那么高的電(diàn)压，二是开关速度没有(yǒu)IGBT快，IGBT一秒(miǎo)钟可(kě)以开关几万次。

IGBT主要应用(yòng)于電(diàn)动汽車(chē)领域中以下几个方面：

◆1. 電(diàn)控系统 大功率直流变交流（逆变器的功能(néng)）后驱动汽車(chē)電(diàn)机；

◆2. 車(chē)载空调控制系统 小(xiǎo)功率直流/交流逆变；

◆3. 充電(diàn)桩 智能(néng)充電(diàn)桩中IGBT模块被作為(wèi)开关使用(yòng)；

▲ 比亚迪車(chē)规级IGBT模组

上面说了IGBT可(kě)以承受高電(diàn)压、可(kě)以变频、可(kě)以控制交直流转换、可(kě)以变压，也就是说现在有(yǒu)了電(diàn)压、频率都受控制的强電(diàn)，这个强電(diàn)就可(kě)以用(yòng)来驱动汽車(chē)、高铁等交通工具的電(diàn)机。

据悉，IGBT约占電(diàn)机驱动系统成本的一半，而電(diàn)机驱动系统占整車(chē)成本的15-20%，也就是说IGBT占整車(chē)成本的7-10%，是除電(diàn)池之外成本第二高的元件，也决定了整車(chē)的能(néng)源效率。

▲ 2016-2020年IGBT应用(yòng)收入

不仅是新(xīn)能(néng)源車(chē)，直流充電(diàn)桩和高铁的核心也是IGBT管，直流充電(diàn)桩30%的原材料成本就是IGBT。電(diàn)力机車(chē)一般需要 500 个 IGBT 模块，动車(chē)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(shāng)是英飞凌，它几乎垄断了处日系厂商(shāng)外所以電(diàn)动車(chē)的IGBT，而日系比如丰田，其混动車(chē)的IGBT都是自己完成的，也是全球唯一能(néng)自产IGBT的厂商(shāng)。

这回你明白比亚迪实现大规模量产IGBT的意义了吧。

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(hěn)明显，近其通态阻抗（就是半导體(tǐ)器件在导通状态下的電(diàn)阻）為(wèi)通常硅器件的十分(fēn)之一，本身发热量小(xiǎo),导致用(yòng)其制作的器件的导热性能(néng)极优。还有(yǒu),碳化硅功率器件可(kě)在400℃的高温下正常工作。其可(kě)利用(yòng)體(tǐ)积微小(xiǎo)的器件控制很(hěn)大的電(diàn)流。工作電(diàn)压也高得多(duō)。

▲ 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(kě)以做到量产碳化硅元件，丰田在2013年就 建立了碳化硅半导體(tǐ)试制線(xiàn)，预计2021年旗下的混动車(chē)和氢燃料電(diàn)池車(chē)就全面使用(yòng)碳化硅。不过比亚迪也很(hěn)努力了，他(tā)们已经成功研发了SiC MOSFET，有(yǒu)望于2019年推出搭载SiC電(diàn)控的電(diàn)动車(chē)。预计到2023年实现SiC基車(chē)用(yòng)功率半导體(tǐ)对硅基IGBT的全面替代。

目前限制SiC应用(yòng)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。其次是電(diàn)磁干扰，当然也有(yǒu)工艺方面等难以攻克的问题。

好的，以上就是IGBT和其下一代碳化硅的基本信息，其实这些内容更多(duō)的涉及到新(xīn)材料、半导體(tǐ)等方面的知识在新(xīn)能(néng)源汽車(chē)领域的应用(yòng)，所以我们十分(fēn)欢迎更加专业的朋友们在评论區(qū)交流，大家一起學(xué)习吧。