IGBT的發(fā)展可以追溯至20世紀(jì)80年代，最初的IGBT采用了平面穿通（PT），這種IGBT通過(guò)重?fù)诫s的P+襯底開(kāi)始，但是存在負(fù)溫度系數(shù)、通態(tài)壓降一致性差等問(wèn)題，不利于并聯(lián)使用。盡管如此，它開(kāi)啟了IGBT在電力電子領(lǐng)域的應(yīng)用。
隨著時(shí)間的推移，IGBT經(jīng)歷了多次迭代，從非穿通（ NPT）結(jié)構(gòu)到場(chǎng)截止（ FS）結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，柵極結(jié)構(gòu)也從平面型轉(zhuǎn)向溝槽型（Trench）。這些改進(jìn)逐步提升了IGBT的性能，包括降低導(dǎo)通壓降、縮短開(kāi)關(guān)時(shí)間、提高斷態(tài)電壓等，這也是IGBT從第二代到第五代的變化。
到了第六代，IGBT進(jìn)一步優(yōu)化了溝槽結(jié)構(gòu)和場(chǎng)截止技術(shù)，顯著提高了電流密度和能效，降低了開(kāi)關(guān)損耗，同時(shí)在高溫工作表現(xiàn)上有了顯著提升。
而在2018年前后，市場(chǎng)中開(kāi)始推出的第七代IGBT，引入了微溝槽柵+場(chǎng)截止（Micro Pattern Trench）技術(shù)，這是IGBT技術(shù)的一次重大飛躍。第七代IGBT的特點(diǎn)包括更高的溝道密度、優(yōu)化的元胞設(shè)計(jì)、更低的寄生電容，以及在極端開(kāi)關(guān)速度（如5kV/μs）下仍能保持最佳性能。這使得IGBT7在降低靜態(tài)損耗、提高開(kāi)關(guān)速度、增強(qiáng)高溫工作能力等方面達(dá)到新的高度，特別適合于高性能的電動(dòng)汽車(chē)、可再生能源系統(tǒng)和高壓直流輸電等應(yīng)用。
其中微溝槽技術(shù)能夠改善載流子傳輸特性，從而在不犧牲開(kāi)關(guān)速度的情況下降低靜態(tài)損耗。這意味著在相同工作條件下，第七代IGBT能更高效地轉(zhuǎn)換電能，減少發(fā)熱。并且相比第六代IGBT，第七代的靜態(tài)損耗降低了約30%，這對(duì)于提升系統(tǒng)能效和減少冷卻需求至關(guān)重要。
此外，有數(shù)據(jù)顯示，在相同封裝體積下，第七代IGBT的電流輸出能力增加了50%以上，這得益于更高的電流密度，使得設(shè)備小型化成為可能，或者在不改變體積的前提下提高系統(tǒng)的功率輸出。
并且，第七代IGBT也滿足了電子行業(yè)對(duì)更高效率、更小尺寸、更高功率密度和更低損耗的需求。第七代IGBT技術(shù)通過(guò)實(shí)現(xiàn)面積減小20%、芯片厚度從120微米減少到80微米、導(dǎo)通壓降從1.7V降到1.4V，大幅提升了IGBT的性價(jià)比。
舉個(gè)例子，在儲(chǔ)能系統(tǒng)中使用第七代IGBT，可以設(shè)計(jì)出發(fā)電和蓄電能力更強(qiáng)的系統(tǒng)，提高能源管理效率，增強(qiáng)儲(chǔ)存能力，從而更平穩(wěn)地將太陽(yáng)能電力并網(wǎng)到電網(wǎng)中。此外，通過(guò)第七代IGBT設(shè)計(jì)的模塊還支持將多余的電力儲(chǔ)存在儲(chǔ)能系統(tǒng)中，有效緩解太陽(yáng)能發(fā)電的間歇性問(wèn)題，確保供電的可靠性和穩(wěn)定性。