绝缘栅场效应电力晶体管

绝缘栅场效应电力晶体管是一种集高频率、高电压、大电流于一身的新一代理想的电力半导体器件，是电力电子技术的第三次革命的代表产品，填补国内电力电子空白的产品。

一、项目概述

1、项目名称

绝缘栅双极晶体管IGBT

2、预计投资总额

项目总投资1.96亿元

项目建成达产后产量2000万只

（其中IGBT含IPM100万只，MOSFET1900万只）

二、厂址选择及依据

1、项目拟选厂址

项目拟选厂址为锦州经济技术开发区。

2、交通运输条件

发达的立体交通：锦州是连接中国东北、华北的交通枢纽，锦州经济技术开发区交通便利发达，已经形成了中国现代化的海、陆、空立体交通网络。

公路：102国道、京哈高速公路贯穿全区，以七里台为中心，锦州至北京、天津、沈阳、长春、哈尔滨、阜新、朝阳等地一点四射的高速公路网已形成。开发区距北京460公里，距沈阳198公里，距阜新117公里，距朝阳93公里。

铁路：锦州南站坐落区内，正在建设中的我国第一条快速客运双线电气化铁路——秦沈客运专线穿区而过，并有沈山、锦承、锦赤、沟海、大郑等8条铁路干线在此交汇。12.4公里长的高天地方铁路与京哈铁路大动脉相连并直通锦州港码头。

海运：锦州港坐落在开发区内，是中国最北端港口，属国家一类开放商港，是辽西地区及其广阔腹地通往世界的重要门户，是辽宁西部、内蒙古东部、黑龙江、吉林两省西部经济、合理、便捷的出海口岸。现有十个1～5万吨级泊位，港口年吞吐能力1600万吨，具有集装箱运输和杂货、油品及化工产品的装卸仓储运输多种功能。根据中国交通部水运规划设计院“锦州港总体布局规划”，锦州港将建港池五个，万吨以上泊位60个，总吞吐能力6000万吨以上。锦州港将建成大型油品大港、区域性杂货港、综合性集装箱港。目前二港池正在建设之中，将新增1.5万～3.5万吨级泊位13个，到2010实现年吞吐能力2000万吨，实现再造一个锦州港的目标，届时，锦州港将成为北方具有第三代港口特征的多功能区域枢纽港。

航空:锦州机场距开发区仅16公里，现已开通了北京、上海、广州、深圳、南京、青岛、大连、成都、昆明等10多条航线，是辽西地区唯一达到民航4C级标准并可起降大中型客机的机场。

3、项目所在地排水、供热、通讯、仓储能力

锦州经济技术开发区累计完成基本建设总投资50亿元，先期开发的20平方公里的范围内实现“六通一平”。全区共建成城市化道路39条、79.8公里，电话装机容量达到15000门，日供水能力达到6万吨，65公里的排水管线均已建成，供电能力达到38000千伏安，集中供热能力达到150万平方米，区域绿化面积达到49万平方米。标准工业厂房、仓储设施、保税仓库已全部交付使用。目前，开发区总体规划的港口、仓储、工业、商住、旅游五个功能小区粗初规模。

4、项目所在地自然环境

锦州经济技术开发区地势平坦，大部分为平地，山地极少，全区最大标高为136m，最小标高为1.12m。锦州开发区属温带海洋性季风气候，年平均气温9.4℃，年平均降水541.5mm，无洪水、海啸、台风历史。全区海岸线长17.2公里，近海滩涂2万亩，耕地8.8万亩，盛产高粱、玉米、海蛰、对虾、螃蟹、赤贝，是辽西地区最大的水产品基地和著名的渔米之乡。

5、项目所在地科研能力及从业人员状况

锦州经济技术开发区现有全日制高中一所、初中二所、小学26所，师资总数442人。其中高中已正式更名为“锦州市第四高级中学”，并成为北京师范大学教育教学指导校。目前，正在筹建一所重点小学。锦州是辽宁省科研、教育密集区之一，现有高等院校8所，中等专业学校11所，技工学校13所，职业技术中学80余所，各类科研机构57所，其中有国家信息产业部53研究所、辽宁工学院、辽宁省邮电设计院和市322研究所等多家电子信息科研机构，锦州已成为全国科技发达地区和中科院“面向世界、面向经济、面向未来、开发高科技产品”的两个重点合作地区之一。

三、市场预测

新型电力半导体器件——绝缘栅双极晶体管（IGBT）和金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）是一种集高频率、高电压、大电流于一身的新一代理想的电力半导体器件，是电力电子技术的第三次革命的代表产品，填补国内电力电子空白的产品。

中国电力电子市场发展较快，“九五”其间将以15–20%速度发展，1996年电力电子市场总需求量为50亿元人民币，2000年达到130亿元人民币。

预计“十五”期间电力电子器件的年平均增长速度将超过20%，到2005年销售额将达110亿元。MOSFET和IGBT等新型电力电子器件的年平均增长率为25%，较一般电力电子器件的年平均增长率高。

中国市场需求的新型电力电子半导体器件基本依靠进口。2000年国内市场所需MOSFET和IGBT约为1.4亿只，2005年将达5亿只。

四、效益评估

经测算，税前内部收益率为25.66%；税后内部收益率为24.26%，均大于行业基准收益率12%。项目达产年税后利润为6230万元，销售利润率为20.09%；成本利润率为27.39%；总投资利润率25.08%；税后静态投资回收期为6.03年，税后动态投资回收期为7.53年。

具有一个或多个在电气上与沟道相互绝缘的栅极的场效应半导体器件。绝缘栅场效应晶体管是利用半导体表面的电场效应进行工作的。由于它的栅极处于绝缘状态，所以输入电阻极高，可达105Ω。它和结型场效应晶体管的不同之处在于导电机理和电流控制原理不同。结型场效应晶体管利用耗尽层的宽度变化来改变导电沟道的宽窄，达到控制漏极电流的目的。绝缘栅型场效应晶体管则利用半导体表面的电场效应，由感应电荷的多少来改变导电沟道的宽窄，达到控制电流的目的。绝缘栅场效应晶体管中，常用二氧化硅(Si_O2)为金属栅极和半导体之间的绝缘层即金属一氧化物半导体，简称MOS(meta-loxide-sem_icon_ductor)管，因此绝缘栅场效应晶体管又称MOSFET。它有N沟道和P沟道两类，而每一类又分增强型和耗尽型两种。增强型就是在uGS=0时，漏源之间没有导电沟道;反之，在uGS=0时，漏源之间存在导电沟道的称为耗尽型。

Idss—饱和漏源电流。是指结型或耗尽型绝缘栅场效应管中，栅极电压UGS=0时的漏源电流。

Up—夹断电压。是指结型或耗尽型绝缘栅场效应管中，使漏源间刚截止时的栅极电压。

Ut—开启电压。是指增强型绝缘栅场效管中，使漏源间刚导通时的栅极电压。

gM—跨导。是表示栅源电压UGS—对漏极电流ID的控制能力，即漏极电流ID变化量与栅源电压UGS变化量的比值。gM是衡量场效应管放大能力的重要参数。

BVDS—漏源击穿电压。是指栅源电压UGS一定时，场效应管正常工作所能承受的最大漏源电压。这是一项极限参数，加在场效应管上的工作电压必须小于BVDS.

PDSM—最大耗散功率。是一项极限参数，是指场效应管性能不变坏时所允许的最大漏源耗散功率。使用时，场效应管实际功耗应小于PDSM并留有一定余量。

IDSM—最大漏源电流。是一项极限参数，是指场效应管正常工作时，漏源间所允许通过的最大电流。场效应管的工作电流不应超过IDSM。2100433B

绝缘栅型场效应管，是一种可以广泛使用在模拟电路与数字电路的场效晶体管。金属氧化物半导体场效应管依照其沟道极性的不同，可分为电子占多数的N沟道型与空穴占多数的P沟道型，通常被称为N型金氧半场效晶体管（NMOSFET）与P型金氧半场效晶体管（PMOSFET）。

早期金氧半场效晶体管栅极使用金属作为材料，但由于多晶硅在制造工艺中更耐高温等特点，许多金氧半场效晶体管栅极采用后者而非前者金属。然而，随着半导体特征尺寸的不断缩小，金属作为栅极材料最近又再次得到了研究人员的关注。

金氧半场效晶体管在概念上属于绝缘栅极场效晶体管（Insulated-Gate Field Effect Transistor,IGFET）。而绝缘栅极场效晶体管的栅极绝缘层，有可能是其他物质，而非金氧半场效晶体管使用的氧化层。有些人在提到拥有多晶硅栅极的场效晶体管组件时比较喜欢用IGFET，但是这些IGFET多半指的是金氧半场效晶体管。

今日半导体组件的材料通常以硅为首选，但是也有些半导体公司发展出使用其他半导体材料的工艺，当中最著名的例如国际商业机器股份有限公司使用硅与锗的混合物所发展的硅锗工艺（SiGe process）。而可惜的是很多拥有良好电性的半导体材料，如砷化镓（GaAs），因为无法在表面长出品质够好的氧化层，所以无法用来制造金氧半场效晶体管组件。

当一个够大的电位差施于金氧半场效晶体管的栅极与源极之间时，电场会在氧化层下方的半导体表面形成感应电荷，而这时就会形成反转沟道（inversion channel）。沟道的极性与其漏极（drain）与源极相同，假设漏极和源极是n型，那么沟道也会是n型。沟道形成后，金氧半场效晶体管即可让电流通过，而依据施于栅极的电压值不同，可由金氧半场效晶体管的沟道流过的电流大小亦会受其控制而改变。