6月20日,被業界認為現代變流工業“皇冠上的明珠”的關鍵技術在中國南車取得產業化突破:國內首條8英寸IGBT專業芯片線今日投產,這也是世界上第二條8英寸IGBT專業芯片線,它的投產,打破了國外公司在高端IGBT芯片技術上的壟斷,對于保障國民經濟安全、推動兩型社會建設具有重大戰略意義。
IGBT芯片技術相當于電力電子行業中的“心臟”和“大腦”,控制并提供大功率的電力設備電能變換,它也是節能減排產業中不可或缺的關鍵技術。8英寸IGBT芯片其上面布滿128塊小芯片,每塊小芯片只有指甲蓋大小,厚度僅為人體兩根頭發絲,但其內部包含了6萬個以上稱之為“元胞”的基本單元,設計技術難度高。一條芯片生產線工序多達200余道,生產周期長達6-8周,對生產環境的要求苛刻,生產工藝難度大。由IGBT芯片組成的IGBT器件、模塊、組件以及系統裝置有著廣闊的應用范圍,小到家用電器,大到高端產業,凡是有電的地方,都可以看到IGBT的身影。
我國政府始終高度重視IGBT等電力電子器件的技術研發和產業化。但由于IGBT芯片技術含量極高,加上行業基礎薄弱等原因,我國在先進IGBT芯片技術及模塊封裝技術的研制上進展緩慢,全球IGBT技術依然主要掌握在歐洲和日本等少數幾家企業手中。
中國南車作為我國最早開展電力電子器件研制與應用的企業之一,1964年,公司利用硅整流器代替傳統的水銀整流管,應用到“韶山”電力機車上,開啟了中國軌道交通裝備的電力電子時代。上個世紀90年代,中國南車開始該項技術的理論研究。2009年底,公司在株洲建成國內首條高壓IGBT模塊封裝線,首次實現高壓大功率IGBT模塊的國產化。2012年5月,公司在株洲投資15億元,建設國內第一條8英寸IGBT專業芯片線。通過資本運作和自主創新相結合的方式,中國南車迅速掌握了IGBT芯片設計及封裝成套關鍵技術與工藝,成為國內唯一自主掌握集IGBT芯片、模塊、組件、應用全套技術的企業。
伴隨著中國南車IGBT技術及國產化的進程,我國在電力電子器件領域受制于人的局面由此改變。2008年前,該產品市場價格居高不下;2008年,南車株洲所并購丹尼克斯公司完成后,該產品價格開始下降;而當該公司實現產能后,該產品目前價格已經大幅下降。由此一項,中國南車為國家節約成本達數十億元。
中國工程院院士、中國南車株洲所總經理丁榮軍告訴記者,為了實現“IGBT”國產化之夢,中國南車集合了上百位專家,積聚20多年之功,累計投入超過30億元,在IGBT芯片設計、封裝測試、可靠性試驗、系統應用上攻克了30多項重大難題,終于掌握了該器件的成套技術,建立了完整的IGBT規模化、專業化生產工藝體系,成功研制出從650伏到6500伏高功率密度IGBT芯片及模塊,形成了IGBT的完整產業鏈。
雖然是收購的技術,雖然南車IGBT產品的性能還不能和一線大廠如英飛凌、ABB以及三菱等抗衡,但因為擁有了自己的IGBT產品,讓南車在和國際大廠的收購中擁有了更多的議價權,目前南車對外采購的IGBT產品的價格已經較最初下降了1/3強。