世紀(jì)新能源網(wǎng)消息:9月12日,中國(guó)北車對(duì)外發(fā)布了其研制成功并通過(guò)專家鑒定的高壓大功率3300V/50A IGBT芯片及應(yīng)用這種芯片封裝的大功率1200A/3300V IGBT模塊。中國(guó)自此有了完全自主的IGBT “中國(guó)芯”。
由中國(guó)北車所屬上海北車永電電子科技有限公司(上海北車永電公司)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的3300V/50A IGBT芯片是國(guó)內(nèi)首件自主設(shè)計(jì)制造的高壓IGBT芯片,邁開(kāi)了中國(guó)自主IGBT功率“芯臟”替代進(jìn)口的步伐。由中國(guó)北車所屬西安永電公司運(yùn)用該3300V/50A IGBT芯片封裝的1200A/3300V IGBT模塊,這是第一個(gè)在國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)生產(chǎn)、擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高壓大功率電力電子器件。中國(guó)北車在高壓高端IGBT領(lǐng)域形成了芯片設(shè)計(jì)、芯片制造、模塊封裝等完整的產(chǎn)業(yè)鏈,處于行業(yè)領(lǐng)先地位。
這一IGBT芯片由中國(guó)科學(xué)院院院士、中國(guó)北車首席技術(shù)顧問(wèn)鄒世昌領(lǐng)銜的上海北車永電公司研發(fā)團(tuán)隊(duì),在沒(méi)有一個(gè)洋人的參與下設(shè)計(jì)成功。
IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)因其與生俱來(lái)的節(jié)能性在中國(guó)倡導(dǎo)節(jié)能減排和大力發(fā)展新能源的時(shí)代備受推崇。作為新一代功率半導(dǎo)體器件,IGBT具有驅(qū)動(dòng)容易、控制簡(jiǎn)單、開(kāi)關(guān)頻率高、導(dǎo)通電壓低、通態(tài)電流大、損耗小等優(yōu)點(diǎn),是自動(dòng)控制和功率變換的關(guān)鍵核心部件,被廣泛應(yīng)用在軌道交通裝備行業(yè)、電力系統(tǒng)、工業(yè)變頻、風(fēng)電、太陽(yáng)能、電動(dòng)汽車和家電產(chǎn)業(yè)中。如在軌道交通領(lǐng)域,牽引傳動(dòng)系統(tǒng)是動(dòng)車組、機(jī)車
等裝備的核心部件,而IGBT又是牽引傳動(dòng)系統(tǒng)的核心部件,是“核心中的核心”。目前中國(guó)已經(jīng)成為IGBT的最大消費(fèi)國(guó),年需求量超過(guò)75億元,而且每年以30%以上的速度增長(zhǎng)。有關(guān)資料預(yù)測(cè),到2020年,軌道交通電力牽引每年IGBT模塊的市場(chǎng)規(guī)模不低于10億元,智能電網(wǎng)不低于4億元。
然而,由于起步較晚、研發(fā)難度大,此前國(guó)內(nèi)IGBT芯片設(shè)計(jì)主要集中在民用級(jí)的1200V IGBT上,工業(yè)級(jí)和牽引級(jí)的高壓大功率IGBT,目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)產(chǎn)品出現(xiàn)。因而我國(guó)廣泛應(yīng)用的高端IGBT芯片基本上依賴進(jìn)口,在交貨周期和采購(gòu)價(jià)格上完全受制于國(guó)外公司。中國(guó)北車3300V IGBT芯片自主設(shè)計(jì)的成功,填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)自主設(shè)計(jì)高壓大功率IGBT的空白,形成具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高壓IGBT產(chǎn)品,逐步實(shí)現(xiàn)“進(jìn)口替代”。
國(guó)內(nèi)首件高壓大功率IGBT芯片的誕生,意味著中國(guó)北車上海北車永電公司掌握了軌道交通、智能電網(wǎng)等多應(yīng)用領(lǐng)域中變頻器的核心關(guān)鍵部件的技術(shù)。掌握高壓IGBT的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)技術(shù),可根據(jù)各應(yīng)用領(lǐng)域的實(shí)際需求進(jìn)行定制化的芯片特性設(shè)計(jì)。在軌道牽引,智能電網(wǎng)等關(guān)系國(guó)家民生的重要領(lǐng)域,推動(dòng)新的技術(shù)和新產(chǎn)品研發(fā);在風(fēng)力發(fā)電、電動(dòng)汽車等應(yīng)用新能源、新動(dòng)力的經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域,推動(dòng)這些綠色經(jīng)濟(jì)的發(fā)展;在石油化
工、礦山、機(jī)床等領(lǐng)域,推動(dòng)更高效、更節(jié)能的變頻器產(chǎn)品面世。在產(chǎn)業(yè)規(guī)模化上,中國(guó)北車3300V 高壓IGBT的自主開(kāi)發(fā)成功,可推動(dòng)國(guó)內(nèi)形成高壓IGBT芯片設(shè)計(jì)-制造-封裝-測(cè)試-引用產(chǎn)業(yè)鏈的完善和形成。
中國(guó)北車3300V 高壓IGBT的自主開(kāi)發(fā)成功,也標(biāo)志著中國(guó)北車在高端IGBT領(lǐng)域形成了設(shè)計(jì)制造、模塊封裝完整的產(chǎn)業(yè)鏈。早在2011年,中國(guó)北車西安永電公司制造封裝的6500V∕600A IGBT產(chǎn)品、3300V∕1200A IGBT產(chǎn)品和1700V∕1200A IGBT產(chǎn)品就通過(guò)專家鑒定,中國(guó)北車自此成為世界第四個(gè)、國(guó)內(nèi)第一個(gè)能夠封裝6500V以上IGBT產(chǎn)品的企業(yè)。此番在芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域取得突破,增強(qiáng)了中國(guó)北車在IGBT研發(fā)制造領(lǐng)域的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。