中國(guó)首款6500伏高壓IGBT芯片研制成功

【導(dǎo)讀】IGBT芯片，即“絕緣柵雙極型晶體管芯片”，是新一代功率半導(dǎo)體器件。工作中，通過(guò)調(diào)整柵極電壓的大小和極性，可改變相關(guān)控制器的開(kāi)通與關(guān)閉。該產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于軌道交通、智能電網(wǎng)、風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電、船舶驅(qū)動(dòng)、電動(dòng)汽車、工業(yè)變流、航空航天以及化工冶金等眾多重要行業(yè)和領(lǐng)域。

日前，由株洲南車時(shí)代電氣股份有限公司自主研發(fā)的6500伏高壓IGBT芯片及模塊在株洲通過(guò)省級(jí)鑒定。來(lái)自中國(guó)工程院、中國(guó)科學(xué)院的3位院士以及中科院微電子所、南京大學(xué)、中南大學(xué)等單位的專家認(rèn)為，該產(chǎn)品具有耐高壓、損耗低、可靠性強(qiáng)等特點(diǎn)，尤其是“解決了芯片短路電流能力與關(guān)斷能力難協(xié)調(diào)的國(guó)際性技術(shù)難題”，“總體技術(shù)處于國(guó)際領(lǐng)先水平”。

IGBT芯片，即“絕緣柵雙極型晶體管芯片”，是新一代功率半導(dǎo)體器件。工作中，通過(guò)調(diào)整柵極電壓的大小和極性，可改變相關(guān)控制器的開(kāi)通與關(guān)閉。該產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于軌道交通、智能電網(wǎng)、風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電、船舶驅(qū)動(dòng)、電動(dòng)汽車、工業(yè)變流、航空航天以及化工冶金等眾多重要行業(yè)和領(lǐng)域，被譽(yù)為功率變流裝置的“CPU”、綠色經(jīng)濟(jì)的“核芯”。

此前，我國(guó)掌握了低電壓等級(jí)條件下IGBT芯片產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、封裝等成套技術(shù)。但高電壓IGBT芯片技術(shù)一直被英飛凌、ABB、三菱等少數(shù)幾個(gè)國(guó)外企業(yè)壟斷、控制。隨著高速動(dòng)車、大功率機(jī)車、智能電網(wǎng)等飛速發(fā)展，我國(guó)對(duì)高電壓條件下的IGBT芯片需求猛增，成為全球最大需求國(guó)。

南車時(shí)代在引進(jìn)吸收的基礎(chǔ)上，相繼研發(fā)出具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的3300伏、4500伏、6500伏IGBT芯片。據(jù)介紹，6500伏IGBT芯片是國(guó)內(nèi)目前電壓等級(jí)最高超級(jí)芯片，與3300伏芯片相比，其功耗降低10%以上，功率提高25%以上，最高工作溫度可到150℃，可靠性更強(qiáng)、安全性能更高、應(yīng)用范圍更廣。該產(chǎn)品研制成功，打破了國(guó)外在這一領(lǐng)域的技術(shù)封鎖，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。

目前，南車時(shí)代投資15億元建設(shè)的國(guó)際先進(jìn)IGBT芯片生產(chǎn)線已進(jìn)入工藝調(diào)試階段，預(yù)計(jì)明年上半年可以投產(chǎn)。屆時(shí)，僅6500伏IGBT芯片一項(xiàng)，每年可為國(guó)家節(jié)約60億元以上的采購(gòu)成本。

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