《IGBT市场及技术趋势-2017版》

摘要: 全球IGBT市场将在未来几年蓬勃发展。预计到2022年,全球IGBT市场规模将超过50亿美元,增长将主要来自IGBT功率模组。

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IGBT Market and Technology Trends 2017


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全球IGBT(绝缘栅双极型晶体管)市场正在增长,技术正在进步。IGBT如何应对应用日益广泛的高性能WBG(宽带隙)器件?

面对不同的应用和电压,IGBT市场如何发展?

全球IGBT市场将在未来几年蓬勃发展。Yole预计到2022年,全球IGBT市场规模将超过50亿美元,增长将主要来自IGBT功率模组。规模庞大的汽车市场,尤其是电动汽车和混合动力汽车(EV/HEV)动力系统的电气化,将成为助推全球IGBT市场增长的主要力量,推动IGBT市场沿着电力电子产业的增长轨迹而发展。EV/HEV市场增长潜力巨大,因为该市场还是一个新兴的市场,具有巨大的潜在规模。2016年,EV/HEV领域的IGBT市场总营收约为8.45亿美元,而到了2022年,该领域市场预计将占据IGBT总体市场的40%。


功率器件发展简史

IGBT另一个主要细分领域是电机驱动,得益于积极的法规目标,该细分市场将持续增长。2016~2022年期间,Yole预计电机驱动领域的IGBT市场的复合年增长率(CAGR)为4.6%。最近几年,光伏和风电产业庞大的装机量,使该领域成为极具活力的增长市场。2016年,中国很显然引领了太阳能面板的应用,安装量达到了惊人的35GW。400-1700 V中低电压范围的IGBT分立解决方案,对于消费类、输电网络、焊接及白色家电应用仍极具吸引力,该电压范围的产品大约占据了整个IGBT市场的四分之一。未来五年,得益于白色家电系统能效不断提高的需求,该领域的IGBT市场将持续保持增长,复合年增长率可达6%。此外,Yole预计,2016~2022年,主要受到航空电子和船舶推进系统的驱动,运输市场的分立IGBT出货量将翻倍。

在本报告中,Yole更新了按电压和应用细分的IGBT市场预测,还分别针对8个主要电力电子应用分析了子细分领域。此外,今年Yole还增加了一个新的应用领域,详细分析了能量存储系统,解释了为什么该领域市场将在不远的未来,在IGBT市场中占据更大的市场份额。


2016~2022年按应用细分的IGBT市场发展预测

为应对新兴技术的挑战,IGBT技术和封装将如何发展

自从WBG技术的引入,对于硅基器件将如何发展的问题日益突出。SiC和GaN材料的高性能已经对现有功率器件发起了挑战。例如,Yole认为SiC将在某些应用中影响IGBT市场,比如说,它很有可能将主宰汽车市场。不过,Yole预计IGBT将在电力电子产业占据一定的市场份额,并不会被完全取代。

事实上,即使IGBT已经发展到了其技术极限,新的设计和材料仍可用于改善系统性能,应对WBG器件的到来。未来几年,Infineon(英飞凌)、Fuji(富士)或ABB将会为市场带来新的IGBT设计。各制造商正在改善IGBT封装技术,以降低寄生效应、提高系统效率。例如,嵌入式技术在分立IGBT器件中的引入,以及IGBT模组应用的重叠注塑成型解决方案,以降低产品尺寸或提高功能密度。

当前,IGBT制造商的产品组合可以覆盖广泛的电压范围,从400 V到6500 V。400 V IGBT将直接和MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)竞争,600 V以上的IGBT将和超结(superjunction)MOSFET及WBG器件竞争,后者展现出了优于IGBT的优势。更低电压范围的IGBT将不会再开发,因为在这个电压范围IGBT相比MOSFET已经没有任何优势。

在本报告中,Yole梳理了IGBT的技术发展路线图,对各代产品和分立及模组封装技术进行了深入分析。本报告还洞悉了为什么IGBT和WBG材料之间将会产生竞争。


IGBT技术发展趋势预测

IGBT厂商及供应链:一个不断吸引新厂商进入的成熟产业

IGBT作为成熟的产品,其供应链也已经很成熟,供应链各个层级的公司及合作都已经很稳定。因此,2015年版本报告中的主要IGBT制造商,仍位列现在的销售榜单中,除了ON Semiconductor(安森美),它自2016年末收购Fairchild(仙童半导体)后,已经成为榜单前五位的IGBT供应商。不过,还是有越来越多的厂商不断进入IGBT市场,以获取额外的市场价值,例如Starpower(斯达半导体)和Littelfuse(力特)。

大部分IGBT厂商在600-1300 V中端电压范围都同时拥有分立器件和模组解决方案,这块占据了超过60%的全球IGBT市场。仅有少数几家公司仅提供低电压分立IGBT,如Microchip或Sanken,而其它几家公司,如Mitsubishi(三菱)或Hitachi(日立)则仅提供模组解决方案。事实上,得益于高铁和高功率机车技术,2500 V到6500 V的IGBT模组解决方案在中国市场发展的很好。

Infineon、Fuji、ON Semiconductor或Toshiba(东芝)等大型厂商在1700 V以下的中、低电压IGBT分立器件和模组市场处于领导地位,Mitsubishi则主宰了2500 V以上高电压IGBT制造。本报告按功率模块制造商和分立元件制造商进行了细分,提供了更新的市场份额概览。并针对每个重要的电力电子应用,分别介绍了供应链及相关厂商。


按电压范围细分的IGBT制造商排名

本报告涉及的部分公司:ABB, Advanced Energy, Alstom, Alpha&Omega SC, ASMC, American Superconductor, AnsaldoBreda, APC, AT&S, Atotec, Bosch, BYD, CAS-IGBT, Continental, CR Microelectronics, CREE, CRRC, CSR, Daimler, Danfoss, Daxin, DEC, Denso, DHC, Dynapower, Dynex, E3DC, Eaton, Eguana, Electrovipryamitel, Emerson, Enercon, Fronius, Ford, Fuji Electric, Gamesa, Gdle, General Electric, General Motors, GeneSiC, Global Technologies Group, Goldwind, Green Charge, Hitachi, HHGrace, Honda, Ideal Power, ILFA, Imecas, Infineon, Ingeteam, Ixys, IR Peri, KACO, Kawasaki, Keda Semiconductor, LG Chem, LS Power Semitech, Littelfuse, Shenzhen Lytran Technology, Macmic, Magnachip, Mercedes-Benz, Microchip, Microsemi, Mingyang wind power, Mitsubishi, Mitsubishi Electric, Nissan, Nordex, ON Semiconductor, Panasonic, Phoenix Semiconductor, Poseico, Powerex, Princeton Power Systems, Renesas, Rhom, Saft, Samil Power, Sanrex, Schneider Electric, Schweizer, Semikron, Semipower, Senec, SGEC, Shanghai Electric, Siemens, Silan, Silvermicro, Sino-Microelectronics, Sinovel, SMA, Semiconductor Manufacturing International Corporation, Sonnen, STMicroelectronics, Starpower, Sungrow, Suzlon, Tesla Motors, Tesvolt, The Switch, TMC, TMEIC, Toshiba, ToyoDenki, Toyota, TU Wien, United Power, Valeo, Vestas, Vincotech, Vishay, Walchip, Winde, Wolfspeed, VW, XEMC, Yaskawa, Zhonghuan Semiconductor...


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