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        中車自主化IGBT芯片國外壟斷 商業規模過電解電源
        瀏覽: 發布日期:2019-02-23

          今日(10月22日),隸屬中國中車(601766,SH)的永濟新時速電機電器有限責任公司發布具有完全自主知識產權的6500V/200A高壓大功率IGBT模塊。這意味著,此前我國機車車輛用6500V IGBT芯片依賴進口的局面被打破。

          “中國制造”再添新砝碼。今日(10月22日),隸屬中國中車(601766,SH)的永濟新時速電機電器有限責任公司(以下簡稱永濟電機)發布具有完全自主知識產權的6500V/200A高壓大功率IGBT模塊。

          在軌道交通領域,高壓大功率IGBT模塊在電傳動系統關鍵部件中發揮著關鍵作用,被稱為大功率交流機車運行的“心臟”。

          2014年起,雖然自主化牽引傳動系統和網絡控制系統陸續投入使用,但所有機車車輛用6500V IGBT芯片仍然依賴從國外進口。

          中國科學院院士、中國中車首席技術顧問鄒世昌在接受包括《每日經濟新聞》在內的采訪時表示,這次“中國芯”的研發成功,意味著完全替代了國外同類產品在我國地鐵和鐵機車變流器中的“核芯”。不僅打破國外壟斷,降低了我國軌道交通、風力發電等產業發展過程中的經濟風險,更加有利于推動中國高鐵和大功率機車核心技術完全自主,提升中國裝備制造業“走出去”的競爭力。

          在高壓大功率IGBT芯片方面,由于對IGBT芯片可靠性要求非常高,此前,我國還沒有一個廠家能夠實現6500V IGBT芯片本土產業化,為此,國內企業每年需花費數億元從國外采購IGBT產品。

          “國外采購周期長達數月甚至一年以上,嚴重制約了我國軌道交通裝備的自主創新和民族品牌創立,大大降低了國內動車、機車裝備在國際市場的競爭力。”永濟電機人士告訴《每日經濟新聞》記者。

          不僅如此,高壓大功率6500V/200A IGBT模塊作為中國鐵機車輔助逆變器的核心部件,在交貨周期和采購價格上也完全受制于國外公司,使我國電力電子裝備產業的關鍵器件供貨存在潛在風險。

          《每日經濟新聞》記者了解到,每個6500/200A IGBT模塊由8個指甲大小的“芯片”封裝而成。但就是這個比人的巴掌略大的IGBT模塊,卻是高鐵列車和大功率機車中最神奇和關鍵的部件之一,直接影響著高鐵列車是否能夠瞬間起跑、能否舒適飛馳、能否穩定停車。

          “不同功率等級的電力設備,需要采用IGBT芯片及其封裝而成的IGBT模塊進行電能的轉換和控制。比如在高鐵列車上,電網2.5萬伏的高壓交流電經過降壓、整流、逆變等方式轉換成三相交流電,從而驅動列車奔跑。”永濟電機技術人員介紹說。

          這次發布的具有完全自主知識產權的高壓大功率6500V/200A IGBT模塊,技術上采用焊接形式,實現了國產IGBT芯片多片和FRD芯片并聯,完成“中國芯”6500V/200A IGBT的一體化模塊式封裝設計,替代了國外同類產品在地鐵和鐵機車變流器中使用。據介紹,目前,該IGBT模塊已先后完成了功率單元、輔助變流柜及機車裝車三個階段試驗。其中,機車裝車上線萬公里。

          為市場關注的是,經專家組評論形成的鑒定結果,這次發布的具有完全自主知識產權的6500V/200A高壓大功率IGBT模塊已經達到商業化應用水平。

          鄒世昌告訴《每日經濟新聞》記者,IGBT尤其是耐高電壓高電流的IGBT,堪稱“半導體領域的珠穆朗瑪峰”。這項技術過去研發的難點主要是半導體產業基礎差,所以從研發到完全實現自主化費時較長,一共花了8年時間。下一步,就要擴大產量,盡早實現產品的商業化。

          近年來,隨著全球綠色節能經濟產業的深入發展,中國已成為IGBT模塊最大消費國,年增長規模保持在20%。特別是國家提出“中國制造2025”發展規劃之后,工業智能化和綠色化發展成為主題,對智能控制芯片和IGBT等功率半導體有了更多需求。今年“”期間,有代表特別提出“我國應加快IGBT”的。

          而軌道交通行業對IGBT需求潛力更加巨大。永濟電機技術人員告訴《每日經濟新聞》記者,高速動車組、大功率電力機車上,大功率IGBT模塊都是必備的要件;包括蓬勃發展的城際列車、城軌列車市場對IGBT也有著巨量的需求。此外,在風電、船舶等需要高壓IGBT支撐的行業同樣如此。

          鄒世昌對《每日經濟新聞》記者估計,此前國內每年進口IGBT所花費的數額就高達100億~200億元,國際主要生產商包括日本三菱、東芝和西門子等。自主化以后,國內企業購買成本相比進口將有大大節省。

          業內人士進一步評價認為,以IGBT為代表的核心部件自主化,商業前景不止于核心部件本身;未來,因為能在國際上徹底改變技術受制于人的境地,在以高鐵、船舶、航空航天、核電、風電等為代表的中國高端裝備走出去過程中,提升競爭砝碼,從而產生更大的商業效應。

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