一项被德国、日本等国把控30年的技术,被中车株洲所突破,实现了自主国产化。
这项技术不仅仅为中国高铁的惊天崛起提供核心技术,还将为航空航天、武器制造、电力电网提供强大支持!
这项技术正是大功率IGBT技术,是中国的“高铁之芯”,更是被誉为电力电子领域的“CPU”!
中车株洲所旗下中车时代电气,是中国唯一一家掌握IGBT技术从芯片、到模块、到组件再到系统集成的全套技术的企业。
4月6日晚9时,中央电视台财经频道《经济半小时》栏目播出特别报道《中国“芯”生存调查:高铁装上中国“芯”》,为我们讲述了IGBT芯片技术的故事。
央视特别报道视频 取景来自中车株洲所
全世界,这样的生产线只有两条
“长株潭城际铁路”,是湖南的第一条城际铁路,也是中国第一款时速160公里的城际动车组。这列车上的牵引电机,采用了最新一代技术,与普通高铁动车相比,加速能力更强,可以像地铁一样快起快停,而为列车提供强劲动力的,是中国自主研发的一个核心部件,人称“高铁中国芯”。
IGBT,是实现能源变换与传输的核心器件,除了高铁,在智能电网、航空航天、电动汽车、新能源装备等领域应用极广。
然而这项技术诞生30多年来,一直被德国、日本等制造强国把控。三年前,中国自主研发取得突破。如今,中车株洲所建成的8英寸IGBT生产线,每年能制造12万支芯片。全世界,这样的生产线只有两条。
谁掌握了IGBT制造应用技术,谁就占据了功率半导体技术的制高点。
中国高铁有了第一颗“中国芯”
3年前,当时核心的制造技术仅掌握在美国和德国等少数几个国家手中,价格完全由卖方说了算,而且只卖成品,这样的技术是用多少钱都无法买到的。
2008年,中国的第一条高铁京津城际铁路开通,随后又开通了更多的高铁线路,对IGBT的需求成倍增加,采购资金很大。
就在这时候,中车株洲所机缘巧合并购了英国的丹尼克斯公司,后续30名工程师赶赴异国他乡开始了研发之路。这期间他们经过了无数次可靠性试验,每一款产品投放市场前,都要经过长达两三年时间的检测实验。比如让电流开通关断上百万次,零下40度到150度极端温度试验等等。
2014年6月,经过6年的不懈努力,由我国自主研制具有完全知识产权的8英寸IGBT芯片成功下线,预示着高铁拥有了第一颗“中国心”,第一片8英寸晶圆被中国科技馆永久收藏。不光如此,中车株洲所还在全球最大的轨道交通装备智能工厂,用智能线制造出了IGBT牵引变流器,各项指标完全合格,生产时间比原来缩短了70%。
中国芯开始领跑世界
不仅是高铁上用,我们的电网也要用到IGBT,据统计,中国在未来几年将成长为千亿级IGBT市场,极具吸引力,而这时国产IGBT芯片的成功量产将从少数几家外国公司手中,抢走一块市场蛋糕。
在市场竞争的残酷背景下,中车株洲所的工程师没日没夜地工作,在历经9年零6个月,3000多个日日夜夜的奋战后,“中国芯”在技术上打到国际先进水平,用不到10年的时间走完了国际巨头们30年的路,打破了发达国家一家独大的垄断局面。2015年,由我国自主研发的IGBT变流器首次出口海外市场,夺得了印度100辆机车的订单。
短短3年时间,国产IGBT在功率器件的市场占有率从零一下攀升至60%,并且以每年200%的销售业绩增长,统一后的高铁标准动车组将会装上“中国芯”。
在中车株洲所刚成立不久的新型功率半导体器件国家重点实验室,他们讲研发更小功率更大更智能化的电力电子组件。就好比马拉松比赛,追赶上第一名后,中国开始领跑。
来源:中国半导体论坛(ID:CSF211ic)