都说比亚迪的技术鱼塘里有无数条大鱼
12月10日
比亚迪在宁波的发布会上
又一条震于世间的技术大鱼亮相了
那就是IGBT4.0技术!
让我们看看下面通俗易懂的小动画
认识一下这个技术有多么厉害!
IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)全称“绝缘栅双极型晶体管”,对于电动车而言,IGBT直接控制驱动系统直、交流电的转换,决定了车辆的扭矩和最大输出功率等。
通俗来讲,IGBT就是电动汽车的CPU。
12月10日,比亚迪在宁波发布了IGBT电动中国芯——比亚迪核心技术解析会
而作为中国第一家实现车规级IGBT大规模量产、也是唯一一家拥有IGBT完整产业链的车企,此次发布会上,比亚迪还释放了另一重磅消息。
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!
比亚迪的IGBT之路
在刚刚结束的2018广州车展上,比亚迪全新一代唐EV正式对外预售。
唐EV百公里加速4.4秒、续航里程600公里,预售当天的订单便突破2000辆。
从2015到2017年,比亚迪电动车的销量已经连续三年位居全球第一。
这与比亚迪在IGBT等核心技术领域的超前布局密不可分。
IGBT属于汽车功率半导体的一种,因设计门槛高、制造技术难、投资大,被业内称为电动车核心技术的“珠穆朗玛峰”。
制造IGBT难度极大,在大规模应用的1200V车规级IGBT芯片的晶圆厚度上,比亚迪处于全球先进水平,可将晶圆厚度减薄到120um(约两根头发丝直径)
在过去相当长的时间里,IGBT的核心技术始终掌握在国外厂商手里,中高端IGBT市场90%的份额被国际巨头垄断,导致“一芯难求”,成为制约我国电动车行业健康、快速发展的主要瓶颈。
十多年前,在外界还不看好电动车前景的时候,“技术狂人”王传福就默默布局了电动车的核心技术。
而作为2003年才进入汽车行业的“新玩家”,比亚迪从一开始就密切关注IGBT等电动车核心技术的自主研发和创新。
2003年,比亚迪作为全球第二大充电电池生产商,收购秦川汽车,正式进军汽车行业。
而作为门外汉要在此前未涉足的汽车领域有所建树,并非易事。
• 2005年,在进军汽车领域2年后,比亚迪组建自身研发团队,投入重金布局IGBT产业。
• 随后几年里,比亚迪频频大手笔投入研发,从IGBT模块生产线组件到晶圆工厂,比亚迪已完成首款电动汽车IGBT模块样品组装。
• 2009年9月,比亚迪IGBT芯片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,打破了国际巨头的技术垄断。
但在技术领域,研究是个持续且长期的过程。一项技术的发展,除了大批量的研发投入,还需要一定的底蕴和积累。
经过多年的发展,目前,比亚迪已经陆续掌握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、电源及电控等环节,是中国唯一一家拥有IGBT完整产业链的车企。
毫无疑问,这项技术的研发具有里程碑意义。
中国半导体行业协会IC设计分会副理事长周生明在10日的发布会现场表示:
比亚迪依靠自身强大的研发实力、人才的聚集、产业链的配套,在汽车功率半导体领域有了非常核心的突破,这个突破不是今天想,明天投入就能实现的,是积累了十多年的技术、人才和产业链才能实现的。
中国电器工业协会电力电子分会秘书长蔚红旗也表示:
比亚迪在电动车功率半导体领域布局较早,而且真抓实干,在电动车功率半导体领域创造了领先,中国的电动车发展不用担心被‘卡脖子’了。
提前布局SiC
比亚迪欲再度引领电动车变革
“驯服”了IGBT,比亚迪又将目光投向了更远的未来。
截至2018年11月,比亚迪在IGBT领域已经硕果累累:
• 累计申请IGBT相关专利175件
• 其中授权专利114件
这对于促进我国芯片产业以及新能源汽车产业的发展具有深远影响。
IGBT芯片打线
而IGBT和电池技术是当今制约电动车发展核心,根据世界三大电子元器件分销商之一富昌电子(Future Electronics LTD)的统计:
• 2018年,应用于新能源汽车的IGBT模块的交货周期最长已经达到52周(IGBT的交货周期正常情况下为8-12周)。
• 2018-2022年全球新能源汽车产量年复合增长率达30%,但同期车规级IGBT产量的年复合增长率仅为15.7%(IGBT产业整体同期为8.2% )。
在如今新能源汽车行业高速发展浪潮下,可以预见,未来几年全球车规级IGBT市场的供应将愈加紧张。
但比亚迪也已预见到,随着电动车性能不断地提升,对功率半导体组件提出了更高的要求,当下的IGBT也将逼近硅材料的性能极限。
比亚迪IGBT4.0较当前市场主流的IGBT:电流输出能力高15%,综合损耗降低了约20%。
寻求更低芯片损耗、更强电流输出能力、更耐高温的全新半导体材料,已成为学界和业界的普遍共识。
据悉,比亚迪已投入巨资布局第三代半导体材料SiC,致力于降低SiC器件的制造成本,加快其在电动车领域的应用。
此次发布会上,比亚迪宣布,已经成功研发了SiC MOSFET(汽车功率半导体包括基于硅或碳化硅等材料打造的IGBT或 MOSFET等),有望于2019年推出搭载SiC电控的电动车。
比亚迪第六事业部兼太阳能事业部总经理陈刚表示:
SiC MOSFET将成为比亚迪电动车性能持续迭代更新的新一代‘杀手锏’,我们期望在加速、续航等性能指标上,为广大消费者带来更多惊喜。
预计到2023年
比亚迪将在旗下的电动车中
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%
十多年前
比亚迪打破国际巨头对IGBT的技术垄断
助力我国电动车的快速发展
今天
比亚迪推出了全新的车规级IGBT4.0
为我国汽车产业提供强大的“中国芯”
未来
伴随着比亚迪SiC的推出与大规模应用
我国汽车产业的“再向上”将获得新的助推力
企业兴则国家兴、企业强则国家强
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文/刘晨
编辑/徐丽
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