IGBT的中文全名為“絕緣柵雙極型晶體管”,是一種新型功率半導(dǎo)體器件。南車(chē)株洲所IGBT事業(yè)部總經(jīng)理劉國(guó)友告訴記者,不同功率等級(jí)的IGBT芯片有不同的尺寸大小,一般來(lái)說(shuō),功率等級(jí)越高,芯片的尺寸就會(huì)越大。以8英寸IGBT芯片為例,它在一個(gè)直徑為20厘米的圓薄片上,排列有128個(gè)芯片,每個(gè)芯片的大小大約3平方厘米,相當(dāng)于一個(gè)成人拇指指甲的大小。
“雖然這東西樣子不大,但內(nèi)部結(jié)構(gòu)很復(fù)雜!”劉國(guó)友解釋說(shuō),在這樣一個(gè)指甲大小、兩根頭發(fā)絲厚的小小芯片里面,并聯(lián)擺放著6萬(wàn)個(gè)被稱(chēng)作“元胞”的基本單元。就是這樣一個(gè)小小的芯片,能夠在1秒鐘完成一百萬(wàn)次開(kāi)關(guān)動(dòng)作,實(shí)現(xiàn)電流快速轉(zhuǎn)化。
通俗地說(shuō),通過(guò)IGBT芯片的作用,可以對(duì)復(fù)雜、敏感的電壓或電流實(shí)現(xiàn)靈活控制。如果我們把無(wú)形的“電”視為有形的水,電流即水流、電壓即水壓。人們可以通過(guò)控制閘門(mén)的開(kāi)啟和關(guān)閉,達(dá)到改變水的流向和大小的目的;同樣,IGBT在電力裝置中就像一道閘門(mén),通過(guò)它可以控制流經(jīng)各種電力設(shè)備中的電能,使電能利用更加合理、高效。
作為電機(jī)控制和功率半導(dǎo)體器件首選器件,IGBT被廣泛應(yīng)用于軌道交通、航空航天、船舶驅(qū)動(dòng)、新能源電動(dòng)汽車(chē)、風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電、高壓變頻、工業(yè)傳動(dòng)及電力傳輸?shù)榷鄠€(gè)重要行業(yè)和領(lǐng)域。而在日常生活中,IGBT也不可少。比如變頻空調(diào),就是利用IGBT裝置對(duì)電能進(jìn)行優(yōu)化控制,使空調(diào)能更加智能、人性化地運(yùn)行,還可節(jié)省30%左右的電能。
南車(chē)株洲所擁有大功率IGBT產(chǎn)業(yè)化基地建設(shè)項(xiàng)目中的8英寸IGBT芯片生產(chǎn)線也是國(guó)內(nèi)首條在建的最大尺寸IGBT芯片生產(chǎn)線。其中產(chǎn)業(yè)化基地建設(shè)項(xiàng)目于2010年啟動(dòng),2013年8月完成主體工程建設(shè)并順利實(shí)現(xiàn)首臺(tái)設(shè)備搬入。項(xiàng)目占地面積120畝,建筑面積5.4萬(wàn)平方米,總投資15億元人民幣,是迄今中國(guó)南車(chē)最大的單筆投資建設(shè)項(xiàng)目。“我們配置了5000多平米的高標(biāo)準(zhǔn)凈化廠房。”南車(chē)株洲研究所戰(zhàn)略發(fā)展部部長(zhǎng)彭華文介紹,由于產(chǎn)品對(duì)生產(chǎn)環(huán)境的要求極其苛刻,配套設(shè)施如空氣凈化系統(tǒng)、濕溫度控制系統(tǒng)、純水處理系統(tǒng)都將采用世界一流的技術(shù)裝備。
目前,首批IGBT產(chǎn)品已于6月正式下線,建成后將具備年產(chǎn)12萬(wàn)片8英寸IGBT芯片和100萬(wàn)只IGBT模塊的封裝和測(cè)試能力,達(dá)產(chǎn)后年產(chǎn)值可超過(guò)20億元,其產(chǎn)業(yè)規(guī)模和技術(shù)實(shí)力均超過(guò)國(guó)內(nèi)已有水平,達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。屆時(shí),中國(guó)南車(chē)將完全自主實(shí)現(xiàn)電力電子器件技術(shù)及產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展,躋身世界大功率IGBT器件技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化制一流梯隊(duì)。
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