電子科技大學微電子與固體電子學院教授、副院長 張波

　　目前我國IGBT產業在國家政策及重大項目的推動及市場牽引下得到了迅速發展，呈現出大尺寸區溶（FZ）單晶材料、IGBT芯片工藝和IGBT模塊封裝技術全面蓬勃發展的大好局面。

　　我國IGBT成就顯著

　　天津中環半導體股份有限公司研制的6英寸FZ單晶材料已批量應用，在國家“02”科技重大專項的推動下，8英寸FZ單晶材料已取得重大突破；電磁灶用1200V NPT型IGBT已由多家企業（江蘇東光、華潤華晶、山東科達等）批量供貨，這標志著我國國產IGBT芯片打破了國外一統天下的局面；基于6英寸和8英寸的平面型和溝槽型1700V、2500V和3300V IGBT芯片已研制出樣品，正進行可靠性考核，4500V和6500V IGBT芯片研制也在積極推進中；封裝技術取得重大進展。株洲南車時代電氣股份有限公司的IGBT功率模塊已在國內地鐵及機車上裝車試運營，產品性能等同于國外產品，同時8英寸IGBT芯片生產線也在建設中。中國北車集團屬下的西安永電電氣有限責任公司生產的6500V/600A IGBT功率模塊已成功下線，使其成為全球第四個、國內第一個能夠封裝6500V以上電壓等級IGBT的廠家。此外，江蘇宏微的IGBT模塊已成功進入電焊機市場，浙江嘉興斯達的IGBT模塊正積極向國外市場推廣。材料、設計、工藝和封裝是IGBT最重要的，其中最為核心的是設計和工藝。目前國內還需在可靠性設計和工藝上、特別是與成本和性能密切相關的薄片工藝上努力探索。

　　雖然國內IGBT行業近年來取得了重大進展，但我們必須清醒地看到，國內IGBT行業與國外還存在巨大差距。差距主要是在芯片生產技術方面，我們在400V～600V薄片FS（場阻）結構IGBT芯片生產、高可靠高性能IGBT芯片技術、壓接式IGBT功率模塊生產技術等領域與國際先進水平還差之甚遠。

　　應積極發展寬禁帶器件

　　IGBT是中高功率應用的主流，從2010年世界功率半導體市場份額可以明顯看出，IGBT以超過50%的增長率高居功率半導體領域之首，并創記錄地達到32億美元的銷售額。2010年日本羅姆公司宣布量產SiC功率MOSFET，美國Cree公司隨后也宣布量產1200V SiC功率MOSFET。雖然SiC功率MOSFET性能較硅基IGBT更優，但高昂的價格使其在較長時期內難以取代IGBT。我們期待SiC MOSFET首先在汽車電子、工業應用等有較大應用市場而又對價格不太敏感的領域取得突破，從而進一步帶動SiC電力電子器件的發展。基于硅基襯底的GaN功率半導體器件是我看好的發展方向，但目前其主要問題是長期可靠性難以實現。SiC電力電子器件在中高功率、GaN電力電子在1200V以下的中低功率和多功能集成領域具有發展優勢。

　　在此本人大力呼吁，雖然以SiC（碳化硅）及GaN（氮化鎵）為代表的寬禁帶電力電子技術目前還處于發展初期，但我們必須高度重視，應積極發展寬禁帶電力電子器件，否則我們將持續落后。

　　設計和加工緊密結合

　　目前國際IGBT的發展主流是8英寸芯片生產線。在國家2009年立項的“02”科技重大專項IGBT芯片項目中也明確要求發展8英寸IGBT芯片生產線，并且以市場占有率為考核指標。目前華虹NEC等8英寸生產線在IGBT研制中正取得重大進展。但我國還需要在量大面廣的400V～600V薄片FS（場阻）結構IGBT芯片生產和高可靠高性能IGBT芯片技術等領域加大投入和攻關力度。總之，市場占有率才是根本。

　　IGBT的發展趨勢可以歸納為薄片、場阻型（FS）、更小元胞的溝槽柵單元（Cell）、以載流子注入增強和載流子存儲層為代表的載流子分布優化技術、以逆導（RC）型IGBT為代表的集成技術。國際主流IGBT生產企業均是IDM企業，并朝8英寸生產線發展。IGBT的特點是系統應用、器件設計和工藝加工密切結合。國內功率半導體IDM企業的生產能力有限，先進的工藝在制造廠那邊，而絕大部分系統廠家還沒有能力獨立發展功率半導體芯片生產線。因此目前國內發展IGBT應以先進工藝為基礎，走“虛擬IDM”方式，充分結合終端用戶，走產學研發展之路，發揮市場優勢，走出中國特色，在此基礎上進行整合，使我國最終發展成為全球功率半導體的研發生產大國。