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IGBT自主**促进战略性新兴产业智能化发展

日期:2024-02-13 03:10
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摘要: 核心提示:功率半导体的发展始于20世纪50年代,目前已经发展到了第四代,IGBT作为目前广泛采用的第三代功率半导体核心器件,具备处理大功率 功率半导体的发展始于20世纪50年代,目前已经发展到了第四代,IGBT作为目前广泛采用的第三代功率半导体核心器件,具备处理大功率能量的能力,并具有快速开关和易于驱动控制的优点。 IGBT的特性使其非常适用于轨道交通、智能电网、电动汽车与新能源等战略性新兴产业的应用。轨道交通对IGBT的需求主要是高压系列,应用在高铁、干线机车等。智能电网每年大概需要35...
核心提示:功率半导体的发展始于20世纪50年代,目前已经发展到了第四代,IGBT作为目前广泛采用的第三代功率半导体核心器件,具备处理大功率
 功率半导体的发展始于20世纪50年代,目前已经发展到了第四代,IGBT作为目前广泛采用的第三代功率半导体核心器件,具备处理大功率能量的能力,并具有快速开关和易于驱动控制的优点。

IGBT的特性使其非常适用于轨道交通、智能电网、电动汽车与新能源等战略性新兴产业的应用。轨道交通对IGBT的需求主要是高压系列,应用在高铁、干线机车等。智能电网每年大概需要35万只高压IGBT模块。这些高压应用领域市场容量是比较有限的,而中低压方面将支撑起未来IGBT的大发展。电动汽车正出现爆发式增长,根据Yole预测,到2020年全球电动汽车会超过400万辆,这将给IGBT产业带来巨大变革,受益的不仅仅是IGBT的生产厂商,也包括上游的半导体设备商等。另外,在风电、太阳能等新能源方面也有较大需求,预计每年在风电领域大概需要32万只IGBT模块。

由于国外IGBT产品比较成熟,且已先入为主,整个市场主要被国外大公司所垄断。目前国内IGBT的发展已经得到重视,而且某些领域发展的比较快,但毕竟我们起步比较晚,基础较落后,人才较为紧缺,还需要非常多的积累。

基于对自身应用市场的把握,南车首先从技术方面进行突破,采用并购、消化、吸收、再**的类高铁模式,经过大概六年的发展,在芯片结构、模块结构和工艺技术方面,都取得了长足的进步,目前已经**掌握了国际主流的第五代IGBT核心技术。作为对轨道交通等IGBT应用技术的深刻理解,我们除了关注IGBT的参数之外,还非常重视其鲁棒性和可柔性,目前开发出的具备强健性能的3300V、1700V IGBT产品已开始应用在轨道交通领域。产业化方面,根据南车自身的应用和前端优势,再结合多年工业半导体发展经验,采用垂直整合的产业模式,目前,已经形成了一条从芯片、设计制造到模块的完整产业链。

应用领域的扩展,对IGBT提出更为严苛的要求。以电动汽车为例,对IGBT需求有几方面:一个是高的功率密度,精细结构和功能集成可以增加功率密度,这需融合先进的微电子工艺技术;其次是它的高工作温度,更高结温和智能化的芯片,可实现更健康的芯片管理;复杂的应用工况,对IGBT的可靠性提出更高要求,铜功率互联、压接式封装等新型封装技术可大幅提高IGBT模块的可靠性。另外,随着IGBT性能不断逼近硅材料的极限,碳化硅、氮化镓等新材料将成为未来功率半导体的发展方向。

IGBT对于战略性新兴产业的重要促进作用,使其竞争已上升到国家战略层面,如去年奥巴马揭牌美国电力电子**中心。企业间的竞争也越来越激烈,国际几个大公司不断并购重组,如英飞凌收购整流器。南车针对此挑战,开展8英寸IGBT生产线,规划12英寸IGBT芯片生产线,展望功率半导体产业集群。技术**方面,正在申报筹建新型功率半导体器件国家重点实验室。对于未来下一代的产品,已经进行前期开发并推出样品,正筹建一条6英寸线,在未来各方面条件成熟后,将建一条8英寸产线。

IGBT作为一种具备强大能量处理能力的大功率半导体器件,在促进战略性新兴产业智能化发展方面具有不可替代的作用。