电动中国芯 比亚迪发布IGBT 4.0技术！

【卡车之家 原创】每当谈到新能源汽车，大部分人的第一印象是续航里程短和价格昂贵，而想要解决这个问题，业界普遍采用的方式是开发更高能量密度的动力电池，但多年来进展甚微。其实，在新能源汽车领域还存在着另一大技术壁垒，那就是IGBT。

日前，比亚迪在浙江宁波举办了以“IGBT 电动中国芯”为主题的比亚迪核心技术解析会，向外界展示了比亚迪的IGBT 4.0技术与最新相关产品。

●  何为IGBT？ 新能源汽车核心技术的“珠穆拉玛峰”

IGBT全名为“绝缘栅双极型晶体管”，它是一种由计算机控制的晶体管开关，导通时可以看做导线，断开时当做开路，支持的开关速度可达每秒钟几万次，是现在目前功率电子器件里技术最先进的产品。

由于IGBT可以用在电压几十到几百伏量级、电流几十到几百安量级的强电上，所以也成为了新能源汽车上的关键电气元件，应用领域包括汽车转向助力系统、电机驱动、空调变频与制热和充电/逆变等，与动力电池一同被业内称为新能源汽车核心技术的“珠穆拉玛峰”。

虽然IGBT的应用非常广泛，但由于技术门槛高、研发/制造成本大等原因，该项技术一直被欧美、日本所把控，导致购买价格虚高，据统计，IGBT约占一辆新能源车总成本的5%。而随着国内新能源汽车行业的快速发展，人们对IGBT的需求量也一路飙升，该项技术被列为“十二五”期间国家16个重大技术突破专项中的第二位（简称“02专项”）。

●  13年卧薪尝胆 打破国际巨头技术垄断

为了打通新能源汽车的“任督二脉”，比亚迪早在2005年就组建研发团队，正式进军IGBT领域，后通过收购宁波中纬半导体晶圆厂等一系列措施，成功在2009年9月通过了中国电器工业协会电力电子分会组织的科技成果鉴定，打破了国际巨头长年在IGBT领域的技术垄断。

经过十余年的发展，比亚迪已成为中国唯一一家拥有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。

目前，比亚迪的IGBT产品已成功升级到了4.0版本，这一代产品在综合损耗方面相比当前市场主流产品降低了约20%，使得整车电耗降低。以全新一代唐为例，在其他条件不变的情况下，采用比亚迪 IGBT4.0较采用当前市场主流的IGBT，百公里电耗少约3%。

●  技术门槛高 20多层净化超纯水、50万倍电子显微镜

刚才已提到，IGBT的技术门槛非常之高，据比亚迪第六事业部高级研发经理吴海平介绍，比亚迪IGBT生产环境的洁净度要求达到最高等级的一级，即指每立方英尺（0.0283立方米）中，直径超过0.5微米的微尘离子不能超过1个。

而在晶圆的产品分析中，比亚迪用到了倍率高达50万倍的扫描电子显微镜。相比之下，2000倍的倍率就足以使困扰众多城市于“无形”、直径只有人类头发丝1/20的PM2.5细颗粒物显露“真身”。晶圆的制造用水，标准需达到超纯水（也就是几乎去除氧和氢以外所有原子的水）。为达到这个标准，需要经过20多层净化。

目前，比亚迪每月可生产5万片IGBT，随着后续工厂的搭建，预计在2020年可实现翻番，即每年满足120万辆新能源汽车的IGBT需求。

●  第三代半导体材料已排上日程

在半导体领域，IGBT还有一个强劲的对手——碳化硅（SiC）。碳化硅不仅具有理想的栅极绝缘特性、高速的开关性能、低导通电阻和高稳定性，而且其驱动电路非常简单，并与现有的电力电子器件驱动电路的兼容性是碳化硅器件中最好的。

相比IGBT，碳化硅虽然具有更好的性能，但其制造成本也是IGBT的5到8倍，即便投资100亿下去都无法在短期看到效果，而据行业内人士分析，想要让碳化硅的成本下降一半需要大约5年的时间。

目前，比亚迪已投巨资布局第三代半导体材料SiC（碳化硅），目前已大规模用于车载电源，有望于2019年将推出搭载SiC电控的电动车，预计2023年采用SiC基半导体全面替代硅基半导体（如硅基IGBT），引领下一代电动车芯片变革。

●  电动商用车共享IGBT成果 推动物流行业发展

虽然比亚迪的重心在乘用车领域，但作为一家行业头部企业，商用车的发展也必不可少。从之前炒得火热的T5纯电动载货车到T8洗扫车、Q1纯电动牵引车以及其海外版本T9都凝聚了比亚迪深厚的技术功底。

此次IGBT 4.0的重大突破也必然会对比亚迪的商用车业务形成强大的推动作用，新车从研发、生产到最终的销售环节，无一不彰显降本增效这个与当下潮流极为贴合的特性，同时影响着新能源汽车的发展和物流行业的发展。

●  小结：
IGBT技术的发展对于新能源汽车来说至关重要，比亚迪的成果不仅解决了国外巨头的垄断，更让全球进一步认识到了“中国制造”向“中国创造”的转变过程。（图/文 王建鑫）