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十年磨一剑 比亚迪发布IGBT 4.0“中国芯”

2018-12-17 09:49
电动大咖
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小到智能手机、个人电脑,大到汽车轮船、飞机火箭,信息时代的快速发展对各种科技设备的芯片算力要求越来越高。而我国在算力的载体——芯片领域,却一直受制于国外。数据显示,2017年中国芯片进口额超过2600亿美元,已取代原油(原油进口额1500亿美元)成为中国第一大进口商品。

芯片成为我国高新科技产业的痛点,甚至成为我国在国际市场上的“软肋”,这一点从2018年年初的中兴事件就可以看出,提升芯片自给自足程度已经迫在眉睫。近日,比亚迪宣布成功研制出IGBT 4.0芯片,这件事意义有多大呢?今天一大早,一位来自上汽大众的电驱工程师朋友就发来微信:“意义非常重大。”

什么是IGBT芯片?

IGBT全称为绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor)。说人话,IGBT芯片就像是CPU,是逆变器的核心部件,掌管着整个设备的能源变换与传输。不过相比电脑、手机的CPU,它能承载的功率更大,因此主要用于汽车、舰船、飞机等大型设备。

IGBT芯片的生产制造与CPU类似,是一个“点砂成金”的过程。首先将沙子加热至熔融状态,然后导入至熔炉中制造出直径200-300mm的高纯度单晶硅锭,接下来将硅锭切割成极薄的片状晶圆,再使用光刻机在晶圆一层一层地加工出电路,最后将晶圆切割成指甲盖大小的小块,并封装在壳体内。具体的过程,大家可以观看下方来自英特尔的科普视频。

从砂子到晶圆再到芯片,硅的价值直线飙升。众所周知,动力电池是电动汽车成本最高的部件,而紧随其后的部件就是这颗小小的IGBT芯片,它约占整车成本的5%、电机驱动系统成本的一半。

一直以来,我国IGBT芯片严重依赖进口,国内约90%的市场份额掌握在英飞凌、三菱等海外巨头手中。近几年,中国集成电路产业在国家政策推动及市场牵引下得到迅速发展,国产化进程加快。现在,比亚迪IGBT 4.0芯片无疑打破了国外技术封锁。

其实早在2005年,比亚迪就组建IGBT研发团队,正式进军IGBT领域。2009年,比亚迪IGBT芯片成功通过中国电器工业协会电力电子分会组织的科技成果鉴定,标志着中国在IGBT芯片技术上实现零的突破,打破了国际巨头的技术垄断。经过十余年耕耘,比亚迪成功研发出全新的车规级IGBT 4.0芯片,成为车规级IGBT的标杆。目前,比亚迪已累计申请IGBT相关专利175件,其中授权专利114件。

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