6月20日,被業(yè)界認(rèn)為現(xiàn)代變流工業(yè)“皇冠上的明珠”的關(guān)鍵技術(shù)在中國(guó)南車取得產(chǎn)業(yè)化突破:國(guó)內(nèi)首條8英寸IGBT專業(yè)芯片線今日投產(chǎn),這也是世界上第二條8英寸IGBT專業(yè)芯片線,它的投產(chǎn),打破了國(guó)外公司在高端IGBT芯片技術(shù)上的壟斷,對(duì)于保障國(guó)民經(jīng)濟(jì)安全、推動(dòng)兩型社會(huì)建設(shè)具有重大戰(zhàn)略意義。
IGBT芯片技術(shù)相當(dāng)于電力電子行業(yè)中的“心臟”和“大腦”,控制并提供大功率的電力設(shè)備電能變換,它也是節(jié)能減排產(chǎn)業(yè)中不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)。8英寸IGBT芯片其上面布滿128塊小芯片,每塊小芯片只有指甲蓋大小,厚度僅為人體兩根頭發(fā)絲,但其內(nèi)部包含了6萬(wàn)個(gè)以上稱之為“元胞”的基本單元,設(shè)計(jì)技術(shù)難度高。一條芯片生產(chǎn)線工序多達(dá)200余道,生產(chǎn)周期長(zhǎng)達(dá)6-8周,對(duì)生產(chǎn)環(huán)境的要求苛刻,生產(chǎn)工藝難度大。由IGBT芯片組成的IGBT器件、模塊、組件以及系統(tǒng)裝置有著廣闊的應(yīng)用范圍,小到家用電器,大到高端產(chǎn)業(yè),凡是有電的地方,都可以看到IGBT的身影。
我國(guó)政府始終高度重視IGBT等電力電子器件的技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。但由于IGBT芯片技術(shù)含量極高,加上行業(yè)基礎(chǔ)薄弱等原因,我國(guó)在先進(jìn)IGBT芯片技術(shù)及模塊封裝技術(shù)的研制上進(jìn)展緩慢,全球IGBT技術(shù)依然主要掌握在歐洲和日本等少數(shù)幾家企業(yè)手中。
中國(guó)南車作為我國(guó)最早開展電力電子器件研制與應(yīng)用的企業(yè)之一,1964年,公司利用硅整流器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的水銀整流管,應(yīng)用到“韶山”電力機(jī)車上,開啟了中國(guó)軌道交通裝備的電力電子時(shí)代。上個(gè)世紀(jì)90年代,中國(guó)南車開始該項(xiàng)技術(shù)的理論研究。2009年底,公司在株洲建成國(guó)內(nèi)首條高壓IGBT模塊封裝線,首次實(shí)現(xiàn)高壓大功率IGBT模塊的國(guó)產(chǎn)化。2012年5月,公司在株洲投資15億元,建設(shè)國(guó)內(nèi)第一條8英寸IGBT專業(yè)芯片線。通過(guò)資本運(yùn)作和自主創(chuàng)新相結(jié)合的方式,中國(guó)南車迅速掌握了IGBT芯片設(shè)計(jì)及封裝成套關(guān)鍵技術(shù)與工藝,成為國(guó)內(nèi)唯一自主掌握集IGBT芯片、模塊、組件、應(yīng)用全套技術(shù)的企業(yè)。
伴隨著中國(guó)南車IGBT技術(shù)及國(guó)產(chǎn)化的進(jìn)程,我國(guó)在電力電子器件領(lǐng)域受制于人的局面由此改變。2008年前,該產(chǎn)品市場(chǎng)價(jià)格居高不下;2008年,南車株洲所并購(gòu)丹尼克斯公司完成后,該產(chǎn)品價(jià)格開始下降;而當(dāng)該公司實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能后,該產(chǎn)品目前價(jià)格已經(jīng)大幅下降。由此一項(xiàng),中國(guó)南車為國(guó)家節(jié)約成本達(dá)數(shù)十億元。
中國(guó)工程院院士、中國(guó)南車株洲所總經(jīng)理丁榮軍告訴記者,為了實(shí)現(xiàn)“IGBT”國(guó)產(chǎn)化之夢(mèng),中國(guó)南車集合了上百位專家,積聚20多年之功,累計(jì)投入超過(guò)30億元,在IGBT芯片設(shè)計(jì)、封裝測(cè)試、可靠性試驗(yàn)、系統(tǒng)應(yīng)用上攻克了30多項(xiàng)重大難題,終于掌握了該器件的成套技術(shù),建立了完整的IGBT規(guī)模化、專業(yè)化生產(chǎn)工藝體系,成功研制出從650伏到6500伏高功率密度IGBT芯片及模塊,形成了IGBT的完整產(chǎn)業(yè)鏈。
雖然是收購(gòu)的技術(shù),雖然南車IGBT產(chǎn)品的性能還不能和一線大廠如英飛凌、ABB以及三菱等抗衡,但因?yàn)閾碛辛俗约旱腎GBT產(chǎn)品,讓南車在和國(guó)際大廠的收購(gòu)中擁有了更多的議價(jià)權(quán),目前南車對(duì)外采購(gòu)的IGBT產(chǎn)品的價(jià)格已經(jīng)較最初下降了1/3強(qiáng)。