您当前的位置:首页 >> 手机
打破“一芯难求”,比亚迪发布IGBT4.0技术
发布时间:2019-07-01
 


打破“一芯难求”,比亚迪发布IGBT4.0技术


全球每销售10辆乘用车,就有3辆在中国。

全球每销售10辆新能源车,就有5辆在中国。

我国是全球汽车销量大国,更是新能源车产销的第一大国,推动新能源车大力发展与普及的步伐早已走在传统汽车强国的前列。

然而,长久以来电动车的核心技术却一直掌握在国外厂商手中。

打破“一芯难求”,比亚迪发布IGBT4.0技术


12月10日,伴随着比亚迪IGBT4.0技术的发布,一个在车规级领域具有标杆性意义的技术展现在了人们眼前,而这也意味着:我国电动车的核心技术告别了“卡脖子”时代。

小芯片,大“命脉”

什么是IGBT?

如果说传统燃油车的核心动力部件是发动机与变速箱,那么在新能源车身则变成了电池、电控与电机。

相比于较为成熟的电机技术,电控和电池一直是当今制约电动车发展的两大核心技术。

IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)全称“绝缘栅双极型晶体管”是电控系统的核心部件,它是一种大功率的电力电子器件,主要用于变频器逆变和其他逆变电路,将直流电压逆变成频率可调的交流电,俗称电力电子装置的“CPU”。

打破“一芯难求”,比亚迪发布IGBT4.0技术


生产中的IGBT晶圆

简单来说,它直接影响到电动车功率的释放速度:直接控制直、交流电的转换,同时对交流电机进行变频控制,决定驱动系统的扭矩(直接影响汽车加速能力)、最大输出功率(直接影响汽车最高时速)等,被称为电力电子装置的“CPU”。

打破“一芯难求”,比亚迪发布IGBT4.0技术


如果用金钱来衡量,那么它约占电机驱动系统成本的一半,而电机驱动系统占整车成本的15-20%,也就是说IGBT占整车成本的7-10%,是除电池之外成本第二高的元件。

用我们耳熟能详的“续航里程”来形容,那么它的好坏在在一定程度上影响着你的车能跑多远、能跑多快。

打破“一芯难求”,比亚迪发布IGBT4.0技术


一块IGBT模块其实只有巴掌大小,但它却是驾驭一台车的“命脉”,它是电动车绝对的核心技术,但因为设计门槛高、制造技术难、投资大等因素,不少厂商与企业都对其望而却步。

相关数据显示,中国IGBT市场一直被国际巨头垄断,90%的份额掌握在英飞凌、三菱等海外巨头手中。

打破“一芯难求”,比亚迪发布IGBT4.0技术


制造IGBT的难度极大,微米大小的微尘掉落就会造成芯片失败

突破性发展的IGBT4.0

早在2003年就开始布局电动车的比亚迪与技术狂人“王传福”很早就预见了IGBT之余电动车的重要性。

打破“一芯难求”,比亚迪发布IGBT4.0技术


2005年,比亚迪组建IGBT研发团队,正式进军IGBT产业;

2007年,建立IGBT生产线

2008年,比亚迪收购宁波中纬半导体晶圆厂;

2009年,比亚迪IGBT芯片通过中国电器工业协会电力电子分会组织的科技成果鉴定,标志着中国在IGBT芯片技术上实现零的突破,真正打破了国际巨头的技术垄断;

2010年,自助研发IGBT产品批量供应新能源汽车F3DM(秦)

2011年,自主研发IGBT1.0芯片在纯电动车E6上批量装车;

2012年,IGBT2.0芯片研发成功;

2015年,IGBT2.5芯片研发成功,首款大巴专用IGBT模块研发成功;

2017年,IGBT4.0芯片研发成功,首款双面水冷LGBT研发成功;

2018年,搭载IGBT2.5芯片的模块开始批量外供,搭载IGBT4.0芯片的模块顺利装车;

打破“一芯难求”,比亚迪发布IGBT4.0技术


经过十多年的发展,比亚迪不仅突破了晶圆设计、模块散热、封装工艺和制造等关键技术,打破了国外专利和技术封锁,同时也成为了中国唯一一家拥有IGBT完整产业链的车企:包含IGBT芯片设计和制造、模组设计和制造、大功率器件测试应用平台、电源及电控等。

打破“一芯难求”,比亚迪发布IGBT4.0技术

电流输出能力高15%,综合损耗降低了约20%。

本次发布的IGBT4.0技术则是比亚迪长期投入与坚持技术创新后的一次正名。

以诸多技术指标为例,本次推出的比亚迪IGBT4.0都要优于当前市场主流产品。例如:

1:新一代IGBR的电流输出能力较当前市场主流的IGBT高15%(这意味着采用该技术的新能源车辆具有更强的加速能力与更大的功率输出能力)。

2:在同样的工况下,它的合损耗较当前市场主流的IGBT降低了约20%(这意味着,整车的电耗将得到显著降低)。

3:在不同温度下的循环寿命可以做到当前市场主流IGBT的10倍以上。

打破“一芯难求”,比亚迪发布IGBT4.0技术


比亚迪唐EV

在现实生活中,以搭载此技术的全新一代唐(试验车)为例,在其他条件不变的情况下,仅此一项技术,就能将百公里电耗降低约3%,也就是约0.6kWh。

布局未来,引领变革

比亚迪在功率半导体领域的愿景和规划是成为全球最大的车规级功率半导体供应商。这一点在发布会上就所体现。

除了IGBT4.0外,此次发布会上比亚迪还释放出了另一则重磅消息:比亚迪已投入巨资布局性能更加优异的第三代半导体材料SiC(碳化硅),有望于2019年推出搭载SiC电控的电动车。预计到2023年,比亚迪旗下的电动车将全面搭载SiC电控。

打破“一芯难求”,比亚迪发布IGBT4.0技术


功率半导体领域是一个竞争激烈且一旦投入就能难回头的领域,对于事必躬亲的比亚迪来说这意味着更大的挑战。

因为随着电动车性能的不断提升,对于功率半导体组件要求也要相应提高。目前的IGBT虽然足以满足新能源车型需求,但它也将逼近硅材料的性能极限。寻找更新半导体材料早已被提上日程。

打破“一芯难求”,比亚迪发布IGBT4.0技术


比亚迪SiC晶圆

目前,比亚迪成功研发的SiCMOSFET(SiC基半导体的一种)就是芯片损耗更低、电流输出能力更强的代表之一,而它已大规模用于车载电源。

2019年底将推出的中国首辆SiC电控电动车将成为引领变革的开始,因为预计到2023年,比亚迪将在旗下的电动车中将实现SiC基车用功率半导体对硅基IGBT的全面替代,将整车性能在现有基础上再提升10%。

打破“一芯难求”,比亚迪发布IGBT4.0技术


第三代半导体材料SiC

头条说:在长期没有回报的境地下,比亚迪依旧坚持重金投入,这源于它们对核心技术的强烈渴望与坚持。也正是因为他们的坚持,在全球电动车不断增长的当下,过去因核心技术缺失造成的“一芯难求”正演变为因市场供应不足造成的“一芯难求”。

未来,在核心技术的加持下,我国的电动车不论是长远发展还是走出国门都将具备较强的竞争力。

而比亚迪的“中国芯”,在今天成就了一个世界的“中国芯”。

【版权声明】本文为汽车头条原创文章