由于芯片產能提升難、市場供不應求,再加上芯片制造復雜并且科技含量高,對制造設備、工藝技術等等都有極為苛刻的要求,因此,近來在全球范圍內掀起了一股“芯片荒”。“芯片荒”不僅影響到了手機、PC等行業,就連汽車行業也面臨同樣的困境。
對新能源汽車而言,提到芯片就不得不說一個至關重要的部件——IGBT。今天,小編就和大家聊聊有關IGBT的那些事兒,以及比亞迪在IGBT上取得的重大突破!
什么是IGBT?
IGBT是英文“Insulated Gate Bipolar Transistor”的縮寫,指的是“絕緣柵雙極型晶體管”。采用IGBT進行功率變換能夠提高用電效率和質量,具有高效節能和綠色環保的特點,是解決能源短缺和降低碳排放的關鍵技術,在大家熟悉的電動汽車上就有廣泛運用。
IGBT 是一種大功率電子電力器件,主要用于變頻器逆變和其他逆變電路,將直流電壓逆變成頻率可調的交流電,是電子電力裝置的“CPU”。在電動車身上,IGBT 主要控制驅動系統直/交流電轉換,它可以直接決定整車的性能表現。
也就是說,實際上電池包里儲存的是直流電,但是電機使用的卻是交流電,這個時候就需要一個重要的媒介--“逆變器”。逆變器可以將電池放出的直流電轉化成電機所需的交流電,IGBT就是逆變器的重要組成部分,是能源變換與傳輸的核心器件,是核心當中的核心。
IGBT行業現狀如何?
近年來,在**電動化和燃油車”禁售“的大趨勢下,新能源汽車特別是純電動汽車迎來了難???的歷史機遇。然而相比電池產業,IGBT的發展相對滯后,無論是產能還是技術都處于落后的局面,長期依賴外采。
據媒體報道,在很長的時間里,全球IGBT市場始終掌握在英飛凌、三菱、富士等國際巨頭手中,核心技術大多被這些企業掌控,IGBT儼然成為了制約我國新能源汽車發展的*大瓶頸之一。
隨著國內大力發展新能源汽車,以比亞迪為代表的自主汽車開始在IGBT領域頻頻發力,磚利數量和核心技術攻克方面取得了重大突破。中國的新能源汽車產業有了追趕國際**水平的實力和底氣。
以2019年為例,國內新能源汽車IGBT模塊市場中,比亞迪半導體占據18%的市場份額,成為國內IGBT市場份額**大企業。比亞迪已經成長為目前國內優越的實現車規級 IGBT 大規模量產、也是唯壹一家擁有 IGBT 完整產業鏈的車企。
比亞迪的重大突破
2018年12月,比亞迪正式發布全新車規級“IGBT 4.0”技術。相比當前市場主流產品,比亞迪IGBT4.0技術在芯片損耗、模塊溫度循環能力、電流輸出能力等關鍵指標上均是處于優越地位。
在電動車電流輸出能力上,比亞迪IGBT 4.0高出市場主流產品15%,其綜合損耗在同等工況下則降低約20%,溫度循環壽命更是提升10倍以上。搭載比亞迪IGBT4.0后,整車百公里電耗能夠降低0.6kWh,能耗和用車成本大大降低。
其實早在2009年,比亞迪IGBT芯片就通過了中國電器工業協會電子電力分會組織的科技成果鑒定,標志著中國在IGBT芯片技術上實現零的突破。
經過多年的發展,比亞迪半導體已擁有國內優越的功率芯片設計經驗,成熟的晶圓制造工藝、功率模塊生產能力、獨有的測試條件以及應用平臺。比亞迪IGBT芯片不斷迭代,從1.0邁入到4.0時代。
在工藝指標上,比亞迪IGBT4.0有長足進步,例如針對大規模應用1200V車軌級IGBT芯片的晶圓,厚度已減薄到120μm(僅兩根頭發絲直徑)。截止目前,以IGBT為主的車規級功率器件累計裝車超過100萬輛,單車行駛里程超過100萬公里。
2020年7月,比亞迪半導體自主研發的SiC功率模塊**應用于比亞迪全新旗艦豪華轎車“漢”車型,是國內首款批量搭載SiC 功率模塊的車型。SiC電控的綜合效率高達97%以上,使整車的動力性、經濟性表現非常出眾。
比亞迪 IGBT 4.0在多項關鍵指標上已經超過了同級主流產品。同時,比亞迪半導體將于今年重磅發布IGBT5.0技術,屆時在芯片損耗、模塊溫度循環能力、電流輸出能力等關鍵指標上將實現新的突破。
隨著高性能碳化硅MOSFET控制模塊的推出,未來比亞迪在SiC領域還有更多的可能性,比亞迪電動車的性能還會邁上更高的臺階!