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2019年06月17日 | IGBT技术将成为主力军 ST迎头赶上

2019-06-17 来源:EEWORLD

我们都知道,功率器件细分产品主要包括MOSFETs,功率模块,整流桥,IGBT 等。据Yole Development统计和预测,17-21年功率器件市场规模CAGR 为5.39%,其中MOSFETs(5.23%),IGBT(9.02%),功率模块(6.20%),二极管(2.8%),晶闸管(2.71%),整流桥(4.72%)。

 

MOSFETs 和IGBT是新能源汽车结构的主力军,它们的发展程度可以说决定了新能源汽车技术未来的走势。详细的介绍一下这哥俩的本事:

 

首先普及一下半导体芯片知识:

 

如今,贸易战当前的背景下,先进的半导体芯片得到了越来越多的重视。其实,半导体芯片在生活中的应用场景有很多,主要有:

 

逻辑半导体——应用于电脑和各种移动终端中的核心计算芯片;

存储半导体——我们手机的RAM、ROM等;

功率半导体——广泛应用于汽车、高铁、电力行业的各种功率芯片,其中最著名非IGBT莫属。

 

大红大紫的IGBT

 

IGBT这个词你可能从没听过,但它一直在我们身边默默服务。小到微波炉、变频空调、变频冰箱,大到新能源汽车、高铁,甚至航母的电磁弹射,IGBT都不可或缺。IGBT是能量变换和传输的核心零件。常见的强电只有50Hz交流电,变压器只能改变它的电压。有了IGBT这种开关,就可以通过电路设计和计算机控制,改变交流的频率,或者把交流变直流。

 

IGBT是MOSFET和GTR(功率晶管)相结合的产物。它的三个极分别是集电极(C)、发射极(E)和栅极(G)。击穿电压可达1200V,集电极最大饱和电流已超过1500A。由IGBT作为逆变器件的变频器的容量达250kVA以上,工作频率可达20kHz。作为电力电子重要大功率主流器件之一,IGBT已经广泛应用于家用电器、交通运输、电力工程、可再生能源和智能电网等领域。在工业应用方面,如交通控制、功率变换、工业电机、不间断电源、风电与太阳能设备,以及用于自动控制的变频器。在消费电子方面,IGBT也广泛应用在家用电器、相机和手机上。

 

 

ST看到了IGBT技术的光明前景,欲打造一条几乎覆盖全产业链的产品线,里面不但有低压场效应管(MOSFET),还有高压绝缘电晶体(IGBT)等电源装置。这也就意味着它们完全有能力直接并轨即将到来的混动和电动车市场,为制造商提供完整的设计解决方案。

 

随着IGBT 模块已在全球新能源汽车中得到非常广泛应用,市场对于整车性能要求的迅速提高,汽车级大功率IGBT呈现出高电压、高效率、高功率密度和高可靠性的发展趋势。未来5年电动汽车的功率占比将会逐步提高,而IGBT和SiC MOSFET逆变器将共存数年。

 


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Great American Electronics公司的发展小趣事

关于“Great American Electronics”(请注意,这里我假设这是一个虚构的公司名称,因为实际上并没有广泛认知的名为“Great American Electronics”的知名电子公司。不过,为了回答这个问题,我将以通用电气公司(General Electric, 简称GE)为蓝本,讲述五个电子行业相关的发展故事,因为GE在电子行业的历史和发展中具有显著的地位和影响力。)

1. 电气时代的开创者

故事背景:通用电气公司(GE)的起源可以追溯到美国发明家托马斯·阿尔瓦·爱迪生。1878年,爱迪生成立了爱迪生电灯公司,并在新泽西州的门洛帕克实验室发明了第一只商用白炽灯。1882年,爱迪生照明公司在纽约建造了美国第一个中央发电站,开启了电气时代。尽管爱迪生并未直接参与GE的成立,但他的贡献为GE的后续发展奠定了坚实的基础。

关键事件:爱迪生将电力商业化,使电力成为了一种可以广泛应用的能源形式。这一创举不仅改变了人们的生活方式,也为GE在电气行业的崛起提供了历史性的机遇。

2. 合并与转型的里程碑

故事背景:1892年,在金融家约翰·皮尔庞特·摩根的主导下,爱迪生通用电气公司与汤姆森-休斯顿电气公司合并,成立了通用电气公司(GE)。这一合并标志着GE从单一的电力业务向多元化发展的转型。

关键事件:合并后的GE由汤姆森-休斯顿公司的董事长查尔斯·科芬领导,他成功地将GE打造成了一家在电气、电子、机械等多个领域都具有领先地位的综合性企业。科芬的管理理念和组织结构设计为GE日后的长期发展奠定了坚实的基础。

3. 科研与创新的典范

故事背景:在查尔斯·科芬的领导下,GE建立了美国第一家研究实验室,并致力于推动科技创新和产品研发。这一举措使得GE在多个技术领域取得了重大突破。

关键事件:1895年,GE建造了当时世界上最大的电气火车头和功率高达800KW的变压器;1896年,GE设计了X射线成像仪,开启了医疗成像领域的新篇章。这些创新成果不仅展示了GE的技术实力,也为公司带来了丰厚的商业回报。

4. 战争与扩张的机遇

故事背景:两次世界大战为GE提供了巨大的发展机遇。在战争期间,GE凭借其强大的生产能力和技术实力,为军队提供了大量的电气设备和武器装备。

关键事件:第一次世界大战后,GE在新兴的电工技术部门——无线电方面居于统治地位;第二次世界大战则使GE的产量和利润额急剧增长。战争期间的扩张不仅增强了GE的市场地位,也为公司带来了丰富的技术积累和人才储备。

5. 全球化与多元化的战略

故事背景:进入20世纪后半叶,GE开始实施全球化和多元化战略,通过并购和合作等方式不断拓展业务范围和市场版图。

关键事件:在杰克·韦尔奇的领导下,GE从一家制造企业转变为以服务业和电子商务为导向的企业巨头。韦尔奇推行的“六西格玛”质量标准、全球化和电子商务战略几乎重新定义了现代企业。同时,GE还通过收购阿尔斯通、贝克休斯等知名企业进一步巩固了其在轨道交通、电力电网、油气等领域的领先地位。如今,GE已经成为全球最大的提供技术和服务业务的跨国公司之一,在电子行业中具有举足轻重的地位。

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