IGBT自主**促進(jìn)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)智能化發(fā)展
IGBT的特性使其非常適用于軌道交通、智能電網(wǎng)、電動(dòng)汽車(chē)與新能源等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用。軌道交通對(duì)IGBT的需求主要是高壓系列,應(yīng)用在高鐵、干線(xiàn)機(jī)車(chē)等。智能電網(wǎng)每年大概需要35萬(wàn)只高壓IGBT模塊。這些高壓應(yīng)用領(lǐng)域市場(chǎng)容量是比較有限的,而中低壓方面將支撐起未來(lái)IGBT的大發(fā)展。電動(dòng)汽車(chē)正出現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng),根據(jù)Yole預(yù)測(cè),到2020年全球電動(dòng)汽車(chē)會(huì)超過(guò)400萬(wàn)輛,這將給IGBT產(chǎn)業(yè)帶來(lái)巨大變革,受益的不僅僅是IGBT的生產(chǎn)廠(chǎng)商,也包括上游的半導(dǎo)體設(shè)備商等。另外,在風(fēng)電、太陽(yáng)能等新能源方面也有較大需求,預(yù)計(jì)每年在風(fēng)電領(lǐng)域大概需要32萬(wàn)只IGBT模塊。
由于國(guó)外IGBT產(chǎn)品比較成熟,且已先入為主,整個(gè)市場(chǎng)主要被國(guó)外大公司所壟斷。目前國(guó)內(nèi)IGBT的發(fā)展已經(jīng)得到重視,而且某些領(lǐng)域發(fā)展的比較快,但畢竟我們起步比較晚,基礎(chǔ)較落后,人才較為緊缺,還需要非常多的積累。
基于對(duì)自身應(yīng)用市場(chǎng)的把握,南車(chē)首先從技術(shù)方面進(jìn)行突破,采用并購(gòu)、消化、吸收、再**的類(lèi)高鐵模式,經(jīng)過(guò)大概六年的發(fā)展,在芯片結(jié)構(gòu)、模塊結(jié)構(gòu)和工藝技術(shù)方面,都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步,目前已經(jīng)**掌握了國(guó)際主流的第五代IGBT核心技術(shù)。作為對(duì)軌道交通等IGBT應(yīng)用技術(shù)的深刻理解,我們除了關(guān)注IGBT的參數(shù)之外,還非常重視其魯棒性和可柔性,目前開(kāi)發(fā)出的具備強(qiáng)健性能的3300V、1700V IGBT產(chǎn)品已開(kāi)始應(yīng)用在軌道交通領(lǐng)域。產(chǎn)業(yè)化方面,根據(jù)南車(chē)自身的應(yīng)用和前端優(yōu)勢(shì),再結(jié)合多年工業(yè)半導(dǎo)體發(fā)展經(jīng)驗(yàn),采用垂直整合的產(chǎn)業(yè)模式,目前,已經(jīng)形成了一條從芯片、設(shè)計(jì)制造到模塊的完整產(chǎn)業(yè)鏈。
應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展,對(duì)IGBT提出更為嚴(yán)苛的要求。以電動(dòng)汽車(chē)為例,對(duì)IGBT需求有幾方面:一個(gè)是高的功率密度,精細(xì)結(jié)構(gòu)和功能集成可以增加功率密度,這需融合先進(jìn)的微電子工藝技術(shù);其次是它的高工作溫度,更高結(jié)溫和智能化的芯片,可實(shí)現(xiàn)更健康的芯片管理;復(fù)雜的應(yīng)用工況,對(duì)IGBT的可靠性提出更高要求,銅功率互聯(lián)、壓接式封裝等新型封裝技術(shù)可大幅提高IGBT模塊的可靠性。另外,隨著IGBT性能不斷逼近硅材料的極限,碳化硅、氮化鎵等新材料將成為未來(lái)功率半導(dǎo)體的發(fā)展方向。
IGBT對(duì)于戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要促進(jìn)作用,使其競(jìng)爭(zhēng)已上升到國(guó)家戰(zhàn)略層面,如去年奧巴馬揭牌美國(guó)電力電子**中心。企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)也越來(lái)越激烈,國(guó)際幾個(gè)大公司不斷并購(gòu)重組,如英飛凌收購(gòu)整流器。南車(chē)針對(duì)此挑戰(zhàn),開(kāi)展8英寸IGBT生產(chǎn)線(xiàn),規(guī)劃12英寸IGBT芯片生產(chǎn)線(xiàn),展望功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)集群。技術(shù)**方面,正在申報(bào)籌建新型功率半導(dǎo)體器件國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。對(duì)于未來(lái)下一代的產(chǎn)品,已經(jīng)進(jìn)行前期開(kāi)發(fā)并推出樣品,正籌建一條6英寸線(xiàn),在未來(lái)各方面條件成熟后,將建一條8英寸產(chǎn)線(xiàn)。
IGBT作為一種具備強(qiáng)大能量處理能力的大功率半導(dǎo)體器件,在促進(jìn)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)智能化發(fā)展方面具有不可替代的作用。