6月20日,我國(guó)電力電子行業(yè)迎來(lái)一個(gè)具有里程碑意義的時(shí)刻。當(dāng)天上午,在來(lái)自電力、交通等領(lǐng)域的多位院士專(zhuān)家見(jiàn)證下,中國(guó)南車(chē)宣布由其自主設(shè)計(jì)建造的國(guó)內(nèi)首條、世界第二條8英寸IGBT專(zhuān)業(yè)芯片生產(chǎn)線在湖南株洲全面建成并即將投產(chǎn);同時(shí),一塊編號(hào)為00001的IGBT芯片被中國(guó)科技館永久收藏。這標(biāo)志著我國(guó)大功率電力電子技術(shù)的研制和產(chǎn)業(yè)化取得重大突破,打破國(guó)外壟斷,躋身世界一流行列。
中國(guó)工程院院士丁榮軍介紹,IGBT芯片技術(shù)從6英寸發(fā)展到8英寸不僅是量上的變化,更是“質(zhì)”的飛躍,其突破了新穎的元胞與保護(hù)環(huán)設(shè)計(jì)、高能質(zhì)子摻雜、芯片銅金屬化工藝等關(guān)鍵技術(shù),使芯片負(fù)載提高了50%,材料成本下降了20%,并改變了原有芯片生產(chǎn)模式。
由中國(guó)南車(chē)株洲所研制的這枚IGBT芯片,切面為圓形,布滿128個(gè)小芯片,每塊小芯片只有指甲蓋大小,厚度僅兩根頭發(fā)絲,其內(nèi)部包含了6萬(wàn)個(gè)以上被稱(chēng)為“元胞”的基本單元,可在數(shù)千伏高壓下、約1秒時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)數(shù)萬(wàn)次電流開(kāi)關(guān)動(dòng)作,將風(fēng)能、太陽(yáng)能等不穩(wěn)定的能源輸入轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的電流輸出。
IGBT,全稱(chēng)絕緣柵雙極型晶體管,是用于電能轉(zhuǎn)換和控制的核心器件,被譽(yù)為電力電子行業(yè)的“心臟”和現(xiàn)代變流工業(yè)“皇冠上的明珠”?,F(xiàn)代電子技術(shù)發(fā)展至今,產(chǎn)生了兩個(gè)分支,一是以向微型化發(fā)展的信息電子技術(shù),以CPU為代表;二是向大功率發(fā)展的電力電子技術(shù),以IGBT等為代表。長(zhǎng)期以來(lái),我國(guó)IGBT芯片及相關(guān)產(chǎn)品99%以上依賴進(jìn)口。
據(jù)了解,中國(guó)南車(chē)集合上百位專(zhuān)家,積20余年之功,累計(jì)投入超過(guò)3億元,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,最終全面掌握了該器件的成套技術(shù),建立起完整的IGBT規(guī)?;?、專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)工藝體系,實(shí)現(xiàn)了我國(guó)IGBT技術(shù)從弱到強(qiáng)的轉(zhuǎn)變。
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