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“軌道交通用3300V等級IGBT芯片研制及其應(yīng)用”項目通過省科技成果鑒定
[ 編輯:admin | 時間:2013-01-05 11:40:27
| 瀏覽:1008次 | 來源:南車 | 作者: ]
12月21日，由南車時代電氣負責(zé)完成的“軌道交通用3300V等級IGBT芯片研制及其應(yīng)用”項目通過省科技成果鑒定。專家組一致認為，此種IGBT芯片在芯片設(shè)計、芯片工藝和芯片封裝測試、試驗及應(yīng)用考核方面符合國際最新的產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，適應(yīng)國內(nèi)軌道交通復(fù)雜的運營環(huán)境要求，現(xiàn)場裝車運營表現(xiàn)優(yōu)異，代表軌道交通用該電壓等級IGBT器件技術(shù)的最高水平，填補了國內(nèi)在該領(lǐng)域的空白，大大縮短了我國高壓IGBT芯片技術(shù)與國際先進水平的差距，為真正構(gòu)建IGBT芯片—模塊—裝置—系統(tǒng)應(yīng)用的完整產(chǎn)業(yè)鏈，實現(xiàn)重大民族裝備自主掌握，突破了關(guān)鍵節(jié)點，具有良好的市場前景和應(yīng)用價值。
中國工程院院士劉友梅，中國電器工業(yè)協(xié)會電力電子分會秘書長肖向鋒，清華大學(xué)、同濟大學(xué)、中南大學(xué)、湖南大學(xué)教授，中科院微電子所、北京七星華創(chuàng)電子股份有限公司、南車株機公司專家組成鑒定委員會參加鑒定會。省科技廳、市科技局領(lǐng)導(dǎo)出席鑒定會。 公司執(zhí)行執(zhí)行董事兼總經(jīng)理丁榮軍，南車時代電氣副總經(jīng)理劉可安及項目組相關(guān)負責(zé)人參加了鑒定會。南車時代電氣功率半導(dǎo)體研發(fā)中心主任劉國友代表項目組就項目情況進行了全面、深入的介紹。 鑒定會上，鑒定專家們表示，軌道交通用3300V等級IGBT芯片的研制及其應(yīng)用標(biāo)志著中國南車成為國內(nèi)唯一一家自主掌握集IGBT芯片研發(fā)、模塊封裝、系統(tǒng)應(yīng)用于一體的企業(yè)，扭轉(zhuǎn)了我國軌道交通用高壓IGBT芯片技術(shù)長期進口的困境，推動IGBT這一民族核心裝備技術(shù)在我國的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，真正掌握了“中國芯”這一關(guān)鍵核心技術(shù)。專家建議依托該項目成果盡快形成系列化產(chǎn)品，并推廣應(yīng)用到其他領(lǐng)域。 IGBT是功率半導(dǎo)體器件第三次技術(shù)革命的代表性產(chǎn)品，由雙極型三極管和絕緣柵型場效應(yīng)管組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動式器件，具有驅(qū)動容易、控制簡單、開關(guān)頻率高、導(dǎo)通電壓低、通態(tài)電流大、損耗小等特點。它輸出較小的功率就能控制高電壓和大電流，并且能夠根據(jù)實際需求進行變化，采用IGBT進行功率變換，能夠提高用電效率和質(zhì)量，節(jié)能效果十分明顯，在家電領(lǐng)域，可比普通的變頻家電節(jié)電30%，在軌道交通、智能電網(wǎng)、航空航天、船舶驅(qū)動、新能源裝備等行業(yè)采用IGBT的大型功率變流裝置，節(jié)電和節(jié)能效果也十分明顯。因此IGBT被稱為功率變流產(chǎn)品的“CPU”、“綠色經(jīng)濟之核”。據(jù)介紹，作為軌道交通牽引主流器件，3300伏等級的IGBT器件在大功率電力機車、城市軌道交通領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，預(yù)計未來十年中國軌道交通牽引市場每年對3300伏等級的IGBT模塊需求量為10到20萬只/年，市場前景非常可觀。 IGBT系統(tǒng)技術(shù)分為IGBT芯片技術(shù)、模塊封裝技術(shù)及應(yīng)用測試技術(shù)三大部分。其中最關(guān)鍵的是IGBT芯片技術(shù)，以7200千瓦大功率交流電力機車用IGBT為例，一塊成人巴掌大小IGBT模塊內(nèi)共有36塊指甲大小的芯片，每塊芯片并聯(lián)擺放5萬個被稱作為“元胞”的電子單元。這些“元胞”相當(dāng)于IGBT的“細胞”，他們能夠在百萬分之一秒的時間內(nèi)實現(xiàn)電流的快速轉(zhuǎn)化。而要在指甲大小的芯片上均勻加工處理5萬個細如發(fā)絲的“元胞”，對原材料的品質(zhì)、溫度、濕度等環(huán)境的精確控制和掌握，無異于在“針尖上繡花”，因此，IGBT芯片技術(shù)被譽為功率半導(dǎo)體器件技術(shù)的“哥德巴赫猜想”，誰掌握了該項技術(shù)，誰就打開了通往IGBT系統(tǒng)集成技術(shù)的“阿里巴巴之門”。 由于我國IGBT器件技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展較晚，加之技術(shù)門檻難度之高、投入之大，目前中國市場的IGBT產(chǎn)品基本依賴進口，國內(nèi)有數(shù)家從事中小功率IGBT產(chǎn)品組裝企業(yè)，且未形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模，在大功率IGBT模塊封裝技術(shù)上，也只有包括中國南車在內(nèi)的少數(shù)企業(yè)掌握了該項技術(shù)，而在高壓IGBT芯片技術(shù)及后期系統(tǒng)運用上，國內(nèi)僅有中國南車獨家掌握。中國南車也因此成為國內(nèi)唯一一家全面掌握IGBT芯片技術(shù)研發(fā)、模塊封裝測試和系統(tǒng)應(yīng)用的企業(yè)。 早在2008年，公司利用跨國產(chǎn)業(yè)并購，成功收購英國丹尼克斯半導(dǎo)體公司，掌握成熟的IGBT設(shè)計、制造和檢測技術(shù)，并在國內(nèi)率先建成第一條IGBT模塊封裝線。兩年后，又在英國成立功率半導(dǎo)體海外研發(fā)中心，形成近40人的專家團隊，專注IGBT芯片、碳化硅等高端技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用。同時，中國南車在株洲投入14億元，建設(shè)國內(nèi)第一條8英寸的IGBT芯片生產(chǎn)基地�；卦O(shè)計年生產(chǎn)12萬片8英寸IGBT芯片和100萬只IGBT模塊。通過上述舉措，在國家“高壓IGBT元件研制”等重大專項政策支持下，公司在IGBT技術(shù)獲得長足的進步，掌握電壓等級從1200伏到6500伏不等的5種IGBT芯片及模塊封裝、測試、應(yīng)用技術(shù)。并已成功在國內(nèi)城市軌道車輛、大功率交流傳動電力機車上實現(xiàn)裝車運營，其表現(xiàn)與同功率等級國外產(chǎn)品處于同等水平。 
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