CCTV新聞聯(lián)播《國產(chǎn)高壓IGBT模塊》研制成功！
9月12日，由中國北車(chē)集團所屬的上海北車(chē)永電電子科技有限公司設計制造的3300V/50A IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）芯片及其配套3300V/100A FRD芯片在西安通過(guò)專(zhuān)家鑒定，宣布研制成功。IGBT芯片是自動(dòng)控制和功率變換的關(guān)鍵核心部件。中國北車(chē)的IGBT器件封 
裝業(yè)務(wù)自此將邁開(kāi)使用自主IGBT高功率“芯臟”替代進(jìn)口的步伐，有望大幅降低公司IGBT器件封裝的成本，提高產(chǎn)品毛利率。
從股權關(guān)系上看，目前上海北車(chē)永電公司屬于中國北車(chē)集團，從事IGBT模塊封裝業(yè)務(wù)的西安永電電氣有限責任公司則隸屬于中國北車(chē)股份有限公司。
成功自主研發(fā)出機車(chē)“心臟”
作為新一代功率半導體器件，IGBT器件具有驅動(dòng)容易、控制簡(jiǎn)單、開(kāi)關(guān)頻率高、導通電壓低、通態(tài)電流大、損耗小等優(yōu)點(diǎn)，是自動(dòng)控制和功率變換的關(guān)鍵核心部件，被廣泛應用在軌道交通裝備行業(yè)、電力系統、工業(yè)變頻、風(fēng)電等產(chǎn)業(yè)中。在軌道交通領(lǐng)域，牽引傳動(dòng)系統是動(dòng)車(chē)組、機車(chē)等裝備的核心部件，而IGBT是牽引傳動(dòng)系統的核心部件。采用IGBT進(jìn)行功率變換，能夠提高用電效率，提高用電質(zhì)量，節電30%以上。IGBT器件產(chǎn)業(yè)分為IGBT芯片設計、芯片制造和IGBT器件封裝三部分。其中芯片設計和制造又是*為**的環(huán)節，**IGBT芯片的成本約占IGBT模塊的50%左右。
然而，由于起步較晚、研發(fā)難度大，此前國內IGBT芯片設計主要集中在民用級的1200V IGBT上，多由民營(yíng)企業(yè)參與，毛利率較低。而工業(yè)級和牽引級的高壓大功率IGBT芯片，毛利率較高，目前國內尚無(wú)主打產(chǎn)品出現。因而我國廣泛應用的**IGBT芯片基本上依賴(lài)進(jìn)口，在交貨周期和采購價(jià)格上完全受制于國外ABB、英飛凌、三菱等歐洲和日本少數幾家公司。
中國北車(chē)成功自主研發(fā)出IGBT芯片后，可根據軌道牽引、智能電網(wǎng)、風(fēng)力發(fā)電、電動(dòng)汽車(chē)等各應用領(lǐng)域的實(shí)際需求進(jìn)行定制化的芯片特性設計。1200A/3300V IGBT模塊主要用于地鐵、鐵路機車(chē)和風(fēng)力發(fā)電變流裝置中。
正是鑒于IGBT的重要地位，中國北車(chē)、中國南車(chē)兩大行業(yè)巨頭都非常重視對其的國產(chǎn)化。不過(guò)，與中國北車(chē)進(jìn)行完全的自主研發(fā)不同，中國南車(chē)通過(guò)收購海外公司獲得了IGBT技術(shù)。在2008年，中國南車(chē)收購英國丹尼克斯半導體公司，掌握成熟的IGBT設計、制造和檢測技術(shù)。中國南車(chē)稱(chēng)，其已掌握了從1700伏到6500伏等不同電壓等級的IGBT芯片及模塊封裝、測試、應用技術(shù)，擁有IGBT芯片設計—芯片制造—模塊封裝—系統應用完整產(chǎn)業(yè)鏈。
產(chǎn)業(yè)化前景廣闊
近年來(lái)，世界范圍內IGBT器件發(fā)展迅速，特別是中國發(fā)展速度*快，成為IGBT器件*大消費國。未來(lái)隨著(zhù)國家節能減排、加強自主**能力等政策的引導和支持，市場(chǎng)的需求量逐年迅猛增長(cháng)。據統計，目前我國IGBT年需求量已超過(guò)75億元，而且每年以30%以上的速度增長(cháng)。我國的技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級對IGBT器件有著(zhù)很強的依賴(lài)性，國內IGBT市場(chǎng)供不應求。有關(guān)資料預測，到2020年，僅軌道交通電力牽引每年IGBT模塊的市場(chǎng)規模不低于10億元；此外，智能電網(wǎng)市場(chǎng)也將不低于4億元。
由于此前IGBT業(yè)務(wù)基本由國外企業(yè)壟斷，價(jià)格昂貴。據介紹，近年來(lái)，中國北車(chē)逐漸介入IGBT器件封裝業(yè)務(wù)，獲得的毛利率仍然較為理想。中國北車(chē)IGBT器件封裝生產(chǎn)線(xiàn)*早于2010年10月投產(chǎn)，目前公司IGBT模塊產(chǎn)品品種已經(jīng)達到53種，17類(lèi)產(chǎn)品處于國際**水平。2013年8月，公司成功向瑞士ABB公司交付45套大功率IGBT產(chǎn)品，實(shí)現了中國大功率IGBT產(chǎn)品進(jìn)軍國際市場(chǎng)的零突破。2013年底，西安永電公司產(chǎn)能將達到焊接型和壓接型IGBT模塊30萬(wàn)只、智能IGBT模塊400萬(wàn)只，滿(mǎn)足國內市場(chǎng)對IGBT器件的需求。而中國南車(chē)人士則稱(chēng)，該公司IGBT封裝業(yè)務(wù)也已實(shí)現銷(xiāo)售。
此次上海北車(chē)永電公司3300V/50A IGBT芯片及3300V/100A FRD芯片研發(fā)成功后，西安永電公司將采用北車(chē)自身的IGBT芯片，將大幅度降低IGBT模塊成本。據介紹，國產(chǎn)化后，中國北車(chē)IGBT模塊的成本將較進(jìn)口產(chǎn)品低20-30%，將從整體上為中國北車(chē)毛利率的提高做出貢獻。搭載自主芯片的IGBT器件，還可在風(fēng)電等領(lǐng)域實(shí)現銷(xiāo)售。而在機車(chē)領(lǐng)域，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的實(shí)際運行檢驗后，也將正式投入市場(chǎng)。
