IGBT(绝缘栅双极晶体管),(Insulated Gate Bipolar Transistor,下称IGBT),向来有电力电子CPU的称号,为一种功率开关组件,是由BJT(双极性接面晶体管)和MOSFET(金氧半场效晶体管)所组成的电压驱动式的半导体功率组件,具有高输入阻抗、高耐压、低导通压降的优点。
在民生用途上,变频的空调、冷气机都需要使用到IGBT以达到更有效节能的目的,而IGBT具低导通压降的特性,可以更加提升电子点火系统对燃料的效率。
此外,随着电动车/电动机车的兴起,IGBT更是未来产业发展的焦点,一台电动车需使用的IGBT数量达上百颗,是传统汽车的七到十倍。在工业用途上,则是有AC伺服马达、变频器、风力及太阳能发电等绿电应用,在高压部份则是高速铁路等轨道运输以及电网的应用。
既然IGBT是如此有远景及发展潜力的产品,为何目前在全世界的销售中,没有台湾厂商的出现呢?台湾有着成熟的半导体设计与制造的能力,为何不见台湾品牌所制造的IGBT?
最主要的问题是IGBT的后端工艺技术掌握在极少数IDM厂中,早期IGBT是采用一条龙IDM方式生产IGBT;然而随着国际IDM半导体大厂,逐步走向轻晶圆或无晶圆化(Fabless),尽管面对庞大IGBT需求,仍然不再扩建晶圆厂,改用委外代工生产模式下,IGBT前段代工工艺,虽可由现有晶圆代工厂提供,然而,最关键的IGBT后端工艺(晶背工艺)目前仍是产业供应链的瓶颈,形成一大缺口。
IGBT的后端工艺,包括了晶圆減薄、多次离子植入、雷射退火、晶背金属化溅镀工艺,部份厂商甚至要再多加一道气体退火工艺,和传统的MOSFET晶背工艺仅需要晶背減薄和蒸镀工艺相比,有相当大的难度,而此部份在传统前段代工厂中,也缺少对于后段工艺的布局,使得可以设计IGBT的公司,即使设计好,也无法透过代工厂投片来生产,这也是IGBT市场形成寡占的主要原因。
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