所谓IGBT(绝缘栅双极晶体管) BJT(双极结型晶体三极管) 和 MOS(绝缘格栅场效应管) 复合全控-电压驱动-功率半导体装置，具有自关断的特点。
简单地说，它是一个非通即断的开关，IGBT没有放大电压的功能，导通时可视为导线，断开时可视为开路。IGBT融合了BJT和MOSFET驱动功率小、饱和压降低等两种设备的优点。
我们通常在实践中使用它IGBT模块是由IGBT与FWD模块化半导体产品(续流二极管芯片)通过特定的电路桥包装而成，具有节能、安装维护方便、散热稳定等特点。
国内IGBT企业崛起
IGBT它是关系到国民经济发展的基本产品，如此重要IGBT，长期以来，中国不得不面对依赖进口的尴尬局面。市场主要被英飞凌、三菱和富士电机领导的国际巨头垄断。自2005年以来，大量海外IGBT人才纷纷归国投入国产IGBT芯片和模块产业的发展，特别是美国国际整流器公司（IR）回国人数最多。
从IR回国主要从事芯片开发的专家有斯达半导汤艺博士、达新半导体陈志勇博士、陆芯科技张杰博士等。上述公司已成为自产企业IGBT以芯片为主的产品公司。另外IR银茂微电子庄伟东博士是回国从事模块开发的专家。中国科学院微电子研究所较早参与IGBT行业主要由无锡中科君芯承担IGBT在研发工作中，中科君芯的研发团队先后拥有微电子研究所IR、加入日本电装、成电等技术团队。
作为中国的斯达半导IGBT成立于2005年于2005年，2020年2月4日在上交所主板成功上市。公司自主研发设计IGBT芯片和快速恢复二极管芯片是公司的核心竞争力之一。据IHSMarkit报告数据显示，2018年IGBT斯达半导在模块供应商的全球市场份额中排名第八，在中国企业中排名第一，成为世界十大中国企业中唯一一家。斯达半导自主研发的第二代芯片(国际第六代芯片)FS-Trench）实现量产，成功打破了国外企业常年的交易IGBT芯片垄断。
宁波达新成立于2013年，主要从事宁波达新IGBT、MOSFET、FRD设计、制造和销售等功率半导体芯片及器件。该公司在8英寸和6英寸晶圆制造平台上成功开发了600个V-3300V IGBT芯片产品，芯片电流等级10A～200A。采用自主IGBT大新推出了一系列满足工业应用、消费电子和新能源需求的芯片IGBT模块电压覆盖600V～1700V，电流等级为10A ～ 800A。
上海陆芯电子科技专注于功率半导体（IGBT、SJMOS & SiC）包括芯片、单管和模块在内的设计和应用。具有以下优势：通过优化耐压终端环，实现IGBT高阻断电压，有效降低芯片面积，达到工业和汽车可靠性标准，优化饱和压降和开关速度，实现安全操作区（SOA）以及短路电流安全操作区域SCSOA性能最好；改进IGBT可靠的有源区元胞设计，抑制IGBT锁效应；调整背面减薄、注入、退火、背金等工艺；实现60um~180um大规模量产晶圆厚度。
南京银茂微电子（SilverMicro）功率成立于2007年，专注于工业和其他应用IGBT和MOSFET设计制造模块产品。采用现代设备处理和表征高达3.3kV南京银茂微建立了先进的电源模块制造能力，还可以进行电源模块识别测试。工业逆变器、焊工业逆变器、焊接机、UPS，电源和新能源应用。
江苏中科君芯科技有限公司专注于IGBT、FRD中外合资高科技企业等新型电力电子芯片研发，成立于2011年底。君芯科技是国内第一个开发沟槽栅场截止型的（Trench FS）真正实现大规模生产的业。公司推出的IGBT6000个芯片、单管和模块产品V至6500V，主要电压段和电流段已广泛应用于感应加热、逆变焊机、工业变频、新能源等领域。君芯科技原创DCS该技术将应用于最新的汽车级IGBT芯片中。
随着行业繁荣和政策的逐步改善，许多新进入者抢占了市场。根据集邦咨询分析，目前市场上有三种新进入者，一种是向IGBT杨杰科技、华威电子等高端产品拓展业务的动力半导体企业；二是为了满足自身需求和供应链安全，如中车时代、比亚迪等；三是瑞能半导体、广东芯聚能、富能半导体等新公司。
在IGBT2018年3月，扬杰科技控股宜兴一条6英寸晶圆线，目前该生产线已量产IGBT芯片，主要用于电磁炉等小家电领域。此外，扬杰科技也在积极推进IGBT新模块产品的研发过程，50A/75A/100A-1200V半桥规格的IGBT开发成功。此外，公司还积极规划8英寸线建设，储备8英寸线晶圆和IGBT技术人才。
2019年4月，老牌功率半导体器件制造商吉林华威电子发布配股说明书，拟筹集建设资金 8 英寸生产线项目。主要产品技术先进，达到英飞凌，ABB 等厂家水平。华微电子于2001年上市，是国内功率半导体器件领域首家上市公司。目前已形成IGBT、MOSFET、SCR、SBD、IPM、FRD、BJT等为营销主线的系列产品，产品种类基本覆盖功率半导体器件全部范围。公司的IGBT薄片工艺、Trench国内领先的技术、寿命控制和终端设计技术已达到国际同行业的先进水平。
在IDM在模型制造商中，中国中车和比亚迪分别依靠高铁和新能源汽车取得了一定的成就。
株洲中车时代半导体有限公司（以下简称中车时代半导体）作为中车时代电气有限公司的全资子公司，全面负责公司半导体行业的运营。自1964年以来，我们一直投资于功率半导体技术的研发和产业化。2008年，我们战略性地收购了丹尼克斯公司。目前，它已成为世界上少数同时掌握大功率晶闸管的公司之一IGCT、IGBT及SiC设备及其组件技术IDM(集成设计制造)模式企业代表拥有完整的芯片-模块-设备-系统产业链。
中车时代的半导体在中国有第一个，在世界上有第二个8英寸IGBT芯片线，全系列高可靠性IGBT产品全面解决了轨道交通核心设备受人控制的局面，基本解决了特高压输电工程关键设备本地化问题，解决了我国新能源汽车核心设备自主化问题。
2005年比亚迪进入IGBT该行业于2009年推出了首款车辆规级IGBT 1.0技术打破了国际制造商的垄断，实现了中国的汽车使用IGBT芯片技术零突破。2018年其推出的IGBT 4.0产品在电流输出、综合损耗、温度循环寿命等诸多关键指标上超过了英飞凌等主流企业的产品，产能已达5万件，实现了对外供应。也是中国唯一拥有的公司IGBT完整产业链的汽车企业包括IGBT芯片设计、晶圆制造、模块包装等部件，以及模拟试验和车辆试验。好消息是，据长沙晚报近日报道，长沙比亚迪IGBT建设已正式启动，计划建设集成电路制造生产线。
在IGBT在新玩家中，振华科技股份有限公司成立于2017年，是由清华大学和中国科学院博士团队创办的高科技企业，主要从事IGBT设计、开发、销售等功率半导体芯片及产品。森未科技IGBT可以将芯片产品的性能与英飞凌产品进行标杆。公司主要产品电压等级为600V-1700V，单芯片电流规格5A-200A，覆盖工业控制、变频家电、电动汽车、风电伺服驱动、光伏逆变器等领域。
据了解，瑞能半导体出率产品线的瑞能半导体也打算进入IGBT的赛道。其实瑞能也很有所作为IGBT首先，瑞能是所有重要白电制造商的供应商，对市场应用和客户需求有深刻的了解，未来产品将具有成本效益优势；瑞能也是世界上唯一的分销网络；最后，瑞能拥有50多年的电力设备技术积累，IGBT最讲究可靠性，依托瑞能南昌国家可靠性和失效分析实验室，未来将形成质量可靠性的竞争优势。
广东芯聚能半导体成立于2018年11月，也受到重视IGBT这个市场。2019年9月20日，芯聚能半导体在广州南沙举行奠基仪式，项目总投资25亿元。据了解，项目第一阶段将用于新能源汽车建设IGBT和SiC同时实现工业级功率器件的大规模生产。第二阶段将向新能源汽车和自动驾驶汽车动力模块、半导体设备和系统产品延伸，形成从芯片到包装和模块的产业链聚集。
除上述企业外，国内企业IGBT整个产业链基本布局在芯片设计、晶圆制造、模块包装等方面。IGBT产业链正逐步具备国产替代能力。
国内IGBT与国外的差距
先说一下IGBT从市场竞争格局的角度来看，美国电力设备处于世界领先地位，拥有一批具有全球影响力的制造商，如 TI、Fairchild、NS、Linear、IR、Maxim、ADI、ONSemiconductor、AOS 和 Vishay 等厂商。欧洲拥有 Infineon、ST 和 NXP 无论是功率，三家全球半导体大厂都有完整的产品线 IC 或者功率分离器件都有领先的实力。
日本电力器件制造商主要是 Toshiba、Renesas、NEC、Ricoh、Sanke、Seiko、Sanyo、Sharp、Fujitsu、Toshiba、Rohm、Matsushita、Fuji Electric 等等。日本制造商在分立功率设备方面做得很好，但在功率芯片方面，尽管制造商数量众多，但许多制造商的核心业务不是功率芯片。
从整体市场份额来看，日本制造商落后于美国制造商。近年来，台湾电力芯片市场发展迅速，拥有立凯、富鼎先进、茂达、安茂、致新、沛亨等厂商。台湾制造商主要关注 DC/DC 主要产品包括线性稳压器，PWMIC(Pulse Width Modulation IC，脉宽调制集成电路MOSFET，从事前两种 IC 大多数产品开发公司。
总体而言，台湾电力制造商发展迅速，技术与国际领先制造商的差距进一步缩小。产品主要用于计算机主板、显卡、数字产品和 LCD 等设备。
中国大陆功率半导体市场占世界市场的50%以上，但在中高端市场MOSFET及IGBT90%的主流设备市场主要依靠进口，基本上被欧美和日本外国企业垄断。
2015年国际IGBT预计到2020年，市场规模将达到80亿美元，年复合增长率将达到10%左右。
2014年国内IGBT销售额是88.7亿元，约占全球市场的10亿元∕3.预计2020年中国IGBT市场规模将超过200亿元，年复合增长率约为15%。
现在，国外企业如英飞凌、 ABB、三菱等厂商研发的IGBT器件产品规格涵盖电压600V-6500V，电流2A-3600A，已形成完善的IGBT产品系列，按照细分的不同，各大公司有以下特点：
（1）英飞凌、 三菱、 ABB在1700V以上电压等级的工业IGBT领域占绝对优势；在3300V以上电压等级的高压IGBT技术领域几乎处于垄断地位。 在大功率沟槽技术方面，英飞凌与三菱公司处于国际领先水平；
（2）西门康、仙童等在1700V及以下电压等级的消费IGBT领域处于优势地位。
国际市场供应链已基本成熟，但随着新能源等市场需求增长，市场链条正逐步演化。
而在国内，尽管我国拥有最大的功率半导体市场，但是目前国内功率半导体产品的研发与国际大公司相比还存在很大差距，特别是IGBT等高端器件差距更加明显。核心技术均掌握在发达国家企业手中，IGBT技术集成度高的特点又导致了较高的市场集中度。跟国内厂商相比，英飞凌、 三菱和富士电机等国际厂商占有绝对的市场优势。形成这种局面的原因主要是：
（1）国际厂商起步早，研发投入大，形成了较高的专利壁垒。
（2）国外高端制造业水平比国内要高很多，一定程度上支撑了国际厂商的技术优势。
所以中国功率半导体产业的发展必须改变目前技术处于劣势的局面，特别是要在产业链上游层面取得突破，改变目前功率器件领域封装强于芯片的现状。
而技术差距从以下两个方面也有体现：
（1）高铁、智能电网、新能源与高压变频器等领域所采用的IGBT模块规格在6500V以上，技术壁垒较强；
（2）IGBT芯片设计制造、模块封装、失效分析、测试等IGBT产业核心技术仍掌握在发达国家企业手中。
我国发展IGBT面对的具体问题
（1）IGBT技术与工艺
我国的功率半导体技术包括芯片设计、制造和模块封装技术目前都还处于起步阶段。功率半导体芯片技术研究一般采取“设计+代工”模式，即由设计公司提出芯片设计方案，由国内的一些集成电路公司代工生产。
目前国内IGBT主要受制于晶圆生产的瓶颈，首先是没有专业的代工厂进行IGBT的代工，原8寸沟槽IGBT产品主要在华虹代工，但是IGBT并非华虹主营业务，产品配额极其匮乏，且价格偏高。但是随着中芯国际绍兴工厂和青岛芯恩半导体的晶圆厂的落成，相信这个局面会有很大改观。
其次，与国外厂商相比，国内公司在大尺寸晶圆生产商工艺仍落后于全球龙头，晶圆越大，单片晶圆产出的芯片就越多，在制造加工流程相同的条件下，单位芯片的制造成本会更低。目前，IGBT 产品最具竞争力的生产线是8英寸和12英寸，最为领先的厂商是英飞凌，国内晶圆生产企业此前绝大部分还停留在6英寸产品的阶段。目前国内实现8英寸产品量产的有比亚迪、株洲中车时代、上海先进、华虹宏力、士兰微，并且士兰微12寸晶圆产线预计2020年底量产。
由于这些集成电路公司大多没有独立的功率器件生产线，只能利用现有的集成电路生产工艺完成芯片加工，所以设计生产的基本是一些低压芯片。与普通IC芯片相比，大功率器件有许多特有的技术难题，如芯片的减薄工艺，背面工艺等。解决这些难题不仅需要成熟的工艺技术，更需要先进的工艺设备，这些都是我国功率半导体产业发展过程中急需解决的问题。
从80年代初到现在IGBT芯片体内结构设计有非穿通型(NPT)、穿通型(PT)和弱穿通型(LPT)等类型，在改善IGBT的开关性能和通态压降等性能上做了大量工作。但是把上述设计在工艺上实现却有相当大的难度。尤其是薄片工艺和背面工艺。工艺上正面的绝缘钝化，背面的减薄国内的做的都不是很好。
薄片工艺，特定耐压指标的IGBT器件，芯片厚度也是特定的，需要减薄到200-100um，甚至到80um，现在国内可以将晶圆减薄到175um，再低就没有能力了。比如在100~200um的量级，当硅片磨薄到如此地步后，后续的加工处理就比较困难了，特别是对于8寸以上的大硅片，极易破碎，难度更大。
背面工艺，包括了背面离子注入，退火激活，背面金属化等工艺步骤，由于正面金属的熔点的限制，这些背面工艺必须在低温下进行(不超过450°C)，退火激活这一步难度极大。背面注入以及退火，此工艺并不像想象的那么简单。国外某些公司可代加工，但是他们一旦与客户签订协议，就不再给中国客户代提供加工服务。
在模块封装技术方面，国内基本掌握了传统的焊接式封装技术，其中中低压模块封装厂家较多，高压模块封装主要集中在南车与北车两家公司。与国外公司相比，技术上的差距依然存在。国外公司基于传统封装技术相继研发出多种先进封装技术，能够大幅提高模块的功率密度、散热性能与长期可靠性，并初步实现了商业应用。
高端工艺开发人员非常缺乏，现有研发人员的设计水平有待提高。目前国内没有系统掌握IGBT制造工艺的人才。从国外先进功率器件公司引进是捷径。但单单引进一个人很难掌握IGBT制造的全流程，而要引进一个团队难度太大。国外IGBT制造中许多技术是有专利保护。目前如果要从国外购买IGBT设计和制造技术，还牵涉到好多专利方面的东西。
（2）IGBT工艺生产设备
国内IGBT工艺设备购买、配套十分困难。每道制作工艺都有专用设备配套。其中有的国内没有，或技术水平达不到。如：德国的真空焊接机，能把芯片焊接空洞率控制在低于1%，而国产设备空洞率高达20%到50%。外国设备未必会卖给中国，例如薄片加工设备。
又如：日本产的表面喷砂设备，日本政府不准出口。好的进口设备价格十分昂贵，便宜设备又不适用。例如：自动化测试设备是必不可少的，但价贵。如用手工测试代替，就会增加人为因素，测试数据误差大。IGBT生产过程对环境要求十分苛刻。要求高标准的空气净化系统，世界一流的高纯水处理系统。
要成功设计、制造IGBT必须有集产品设计、芯片制造、封装测试、可靠性试验、系统应用等成套技术的研究、开发及产品制造于一体的自动化、专业化和规模化程度领先的大功率IGBT产业化基地。投资额往往需高达数十亿元人民币。
小结：
由于 IGBT 行业存在技术门槛较高、人才匮乏、市场开拓难度大、资金投入较大等困难，国内企业在产业化的进程中一直进展缓慢，随着全球制造业向中国的转移，我国功率半导体市场占世界市场的 50%以上，是全球最大的 IGBT 市场，但 IGBT 产品严重依赖进口，在中高端领域更是 90%以上的 IGBT 器件依赖进口，IGBT 国产化需求已是刻不容缓。