IGBT 其实是 Insulated Gate Bipolar Transistor 绝缘栅双极性晶体管的简称，一般由 BJT 双极性晶体管和 MOS 绝缘栅型场效应管组成，是一种复合全控型电压驱动式功率半导体。与其他功率半导体一样，IGBT 也可以承受高电压和大电流，并且具有转换交直流电、放大电信号、导通或阻断电路等功能。
而在现实世界里，IGBT 早已成为主流功率半导体产品，并被普遍用于多种场景。不仅在家用电器中能见到 IGBT 单管，同时，由 IGBT 与 FWD 续流二极管和驱动电路等一起封装组成的 IGBT 模块也已广泛用于工业用电、交通工具、新能源应用等领域。
进入新能源，有何功效？
具体到以电动车为主的新能源汽车，针对日益普及的大功率高压电气部件，相关厂商陆续选择用直接融合 MOSFET 金属氧化物半导体场效应晶体管，并且更耐高压，还可输出更大功率的 IGBT 取代从传统燃油车那儿沿用过来的 MOSFET，更以翻倍的数量布置在 DC/DC 变换器、OBC 车载充电器等诸多电气部件的周围，用以频繁地完成相应的交直流变换与电气控制工作。
例如，在进行能量回收时，就要通过以 IGBT 为主要元件的逆变器，先把交流电转换成直流电，才好充进电池里去。
此外，现役的新能源汽车，尤其是纯电动车，所搭载的驱动电机无论是永磁同步型还是交流异步型，其实都属于交流电机，故得先把电池提供的直流电转换成交流电才行。因此在相应的电机控制器中，必需配有 IGBT 模块，以控制电驱系统的交直流转换乃至电动机的电压、电流等参数。
这意味着，电机控制器里头的 IGBT 模块直接关系到驱动电机能否正常工作、以及能输出多大的功率和扭矩。同样，混合动力车型所用的车载发电机，也需要通过 IGBT 模块才能给电池充入直流电。可见，IGBT 才是真正激活新能源汽车的关键所在。
不是简单的套用
专用于汽车的 IGBT 模块与用于其他工业领域的同类产品在功率损耗、驱动功率等指标上会有所不同。一般而言，汽车专用的 IGBT 模块需承受 200~900A 的电流，以及 400~1200V 的电压，并且考虑到在实际工作过程中，像驱动电机这种部件的 IGBT 输出电流会急速上升，因此在选择器件时还得留有余地。
比如比亚迪 F3DM 的电池平时只有 330V 的电压，但在车辆急加速时，驱动电机的 IGBT 却要承受 800V 以上的电压，所以其配备的是额定值高达 1200V / 600A 的 IGBT 模块。
SiC 碳化硅受到追捧
为追求更高效的产品，一些应用新材料的解决方案应运而生。其中最有望取代现役 Si 硅基材料的，便是 SiC 碳化硅乃至 GaN 氮化镓等宽带隙半导体材料。
事实上，尽管基于 Si 硅基材料打造的 IGBT 产品仍在迭代进化之中，但早在 21 世纪初，英飞凌等海外厂商便已先后发布并投产基于 SiC 的功率半导体器件，诸如 JBS 结势垒肖特基二极管、PiN 功率二极管等 SiC 二极管，近年更已实现 SiC MOSFET 场效应管的量产。然后，就会轮到基于 SiC 的 IGBT 绝缘栅双极性晶体管。
而厂商之所以青睐 SiC 碳化硅材料，那是因为，相比 Si 硅基材料，SiC 碳化硅材料可以承受更高的工作温度以及更高的工作电压。
不仅如此，根据国内汽车厂商的测试数据，同等性能的半导体器件，基于 SiC 碳化硅材料制作的元件可比由 Si 硅基材料打造的元件的体积减少 1/5，更可减重 40~60%；并且在不同工况下，SiC 碳化硅元件的功率损耗均下降 60~80%。而这些数据反应到车辆身上，便体现为应用 SiC 碳化硅材料的功率模块，可让电动车的续航里程增加 10%。
大规模量产还需时间
目前碳化硅单晶材料的加工技艺仍不够完善，以至于在实际生产中，SiC 晶体管的成本要远高于 Si 晶体管。来自中科院电工所的数据表明，现阶段 SiC 晶体管的成品率依然偏低，从而导致成本过高。例如，同等级别下，SiC MOSFET 就比 Si IGBT 贵 8~12 倍，此外，以纯 SiC 材料为基板的晶体管的测试数据也不够多，难以预料大批量投产后会暴露出怎样的缺陷。
因此，有研究认为，在继续用 Si 硅基材料制造功率器件的同时，不妨尝试用 Si 与 SiC 的混合材料打造功率器件。因为，从实验数据看，混合材料功率器件所承受的电压与电流均高于纯 SiC 碳化硅材料制成的产品，并且得益于 Si 硅基材料晶体管的成熟生产工艺及相对低廉的价格，混合材料功率器件的成本还会低于纯 SiC 碳化硅材料的版本。
当然，这只是理论分析，等到海外供应商在 2030 年左右率先投产以 SiC 碳化硅晶体为基板的功率器件，事实自会揭晓答案：新能源汽车功率模块的未来到底是属于 SiC 等新型材料，还是由 Si 硅基材料继续把持，亦或是由二者共享？结局着实值得期待。
