1IGBT簡(jiǎn)介

　?。?）IGBT（絕緣柵雙極晶體管）是由BJT（雙極型三極管）和MOS（絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管）組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式電力電子器件，既具有MOSFET的輸入阻抗高、控制功率小、驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單、開(kāi)關(guān)速度高的優(yōu)點(diǎn)，又具有雙極功率晶體管的電流密度大、飽和壓降低、電流處理能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
　　（2）IGBT模塊是由一個(gè)或多個(gè)IGBT芯片分別裝在絕緣的襯底上，該襯底被固定在散熱用的銅基板上。為便于系統(tǒng)組裝，且保持模塊內(nèi)外的引線電感最小，模塊中還安裝有續(xù)流二極管。
　?。?）IGBT主要應(yīng)用領(lǐng)域包括工業(yè)控制、消費(fèi)電子產(chǎn)品、計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域等，電動(dòng)汽車(chē)是IGBT的新興應(yīng)用領(lǐng)域，對(duì)IGBT有新的要求。
　　車(chē)用IGBT環(huán)境條件以及可靠性需求見(jiàn)表5～4。工業(yè)級(jí)和車(chē)用級(jí)IGBT可靠性要求對(duì)比見(jiàn)表5～5。
　　2．國(guó)外發(fā)展情況傳統(tǒng)IGBT生產(chǎn)廠家主要集中在歐、美、日。
　　其中，英飛凌、富士電機(jī)、三菱電機(jī)、西門(mén)康等企業(yè)專(zhuān)門(mén)針對(duì)車(chē)用IGBT展開(kāi)研究并成功推出產(chǎn)品，能滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)需求，并在電動(dòng)汽車(chē)上得到較為廣泛的應(yīng)用。
　　（1）英飛凌針對(duì)電動(dòng)汽車(chē)推出Hybrid PACK系列IGBT模塊，目前有Hybrid PACKl和HybridPACK2兩種產(chǎn)品，最大功率為20kW和80kW，分別適用于輕混、全混汽車(chē)。另有Prime PACK系列IGBT模塊，能滿(mǎn)足更高的功率需求，可用于卡車(chē)和客車(chē)。
　　（2）富士電機(jī)產(chǎn)品在豐田混合動(dòng)力凱美瑞上應(yīng)用，其產(chǎn)品適用于10kW～120kW驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)。
　?。?）三菱電機(jī)主要生產(chǎn)IGBT模塊，分立器件由瑞薩半導(dǎo)體（三菱電機(jī)與日立合資）生產(chǎn)。其車(chē)用IGBT產(chǎn)品已經(jīng)應(yīng)用到本田和豐田等汽車(chē)廠商的混合動(dòng)力汽車(chē)上。
　?。?）西門(mén)康（Semikron）推出的無(wú)焊接IGBT模塊，采用英飛凌的芯片，適用于電動(dòng)汽車(chē)用的22～150kW電機(jī)控制器。
　　3．我國(guó)IGBT發(fā)展現(xiàn)狀
　?。?）我國(guó)IGBT剛剛起步，主要通過(guò)外購(gòu)IGBT芯片，進(jìn)行傳統(tǒng)工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)模塊的封裝，主要企業(yè)有江蘇宏微、南京銀茂、嘉興斯達(dá)、威海星佳、廈門(mén)宏發(fā)等公司。另有部分產(chǎn)業(yè)鏈下游企業(yè)通過(guò)收購(gòu)介入功率半導(dǎo)體器件，如比亞迪和南車(chē)時(shí)代。部分企業(yè)已開(kāi)始研究車(chē)用大功率IGBT模塊。
　　（2）研發(fā)能力IGBT的核心技術(shù)包括芯片和模塊封裝兩個(gè)方面。企業(yè)基本具備IGBT芯片設(shè)計(jì)能力，但缺乏生產(chǎn)制造能力，產(chǎn)業(yè)化尚待時(shí)日；企業(yè)通過(guò)引進(jìn)國(guó)外設(shè)備和歸國(guó)人才，目前已基本具備模塊設(shè)計(jì)、封裝、檢測(cè)分析能力，可實(shí)現(xiàn)IG鄄BT模塊的自主生產(chǎn)。
　　（3）產(chǎn)品情況現(xiàn)階段我國(guó)IGBT模塊一般集中在600V和1200V，電壓等級(jí)更高的產(chǎn)品在研發(fā)中，主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)楣I(yè)變頻器、焊機(jī)、感應(yīng)加熱等。目前產(chǎn)品尚未能完全被國(guó)內(nèi)客戶(hù)所接受，正處于市場(chǎng)客戶(hù)的認(rèn)證期。企業(yè)也比較重視電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域，對(duì)車(chē)用IGBT模塊進(jìn)行研發(fā)，日前僅有少量樣機(jī)應(yīng)用，其產(chǎn)業(yè)化還有待產(chǎn)品技術(shù)的提升和市場(chǎng)的培育。
　　4．我國(guó)IGBT存在的主要問(wèn)題
　?。?）IGBT芯片完全依賴(lài)進(jìn)口，關(guān)鍵技術(shù)被國(guó)外大公司壟斷，國(guó)內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)突破，成本難以降低。
　?。?）工業(yè)級(jí)產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性與國(guó)外尚存在一定差距；車(chē)用IGBT基本處于研發(fā)階段，在可靠性和電磁兼容方面存在較大問(wèn)題。

　?。?）我國(guó)大功率器件研發(fā)水平與國(guó)外差距較大，日前各企業(yè)技術(shù)研發(fā)力量薄弱，開(kāi)發(fā)性人才以”海歸”為主。
　?。?）現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)只針對(duì)特定用途，缺乏車(chē)用級(jí)IGBT標(biāo)準(zhǔn)，不適用于產(chǎn)業(yè)化。
　　我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)關(guān)鍵零部件發(fā)展建議
　　1．存在的主要問(wèn)題通過(guò)綜合分析，我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)關(guān)鍵零部件存在的主要問(wèn)題歸納如下：
　?。?）電動(dòng)汽車(chē)零部件廠家對(duì)進(jìn)入電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)比較謹(jǐn)慎，在電動(dòng)汽車(chē)關(guān)鍵零部件上主要依賴(lài)傳統(tǒng)產(chǎn)品的利潤(rùn)和國(guó)家科研經(jīng)費(fèi)，研發(fā)后續(xù)投入與產(chǎn)業(yè)化投入不足，將直接影響零部件產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
　?。?）目前國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟中，整車(chē)廠與零部件廠雙方技術(shù)合作不緊密，跨行業(yè)協(xié)作開(kāi)發(fā)存在困難，大多數(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟實(shí)際合作沒(méi)有開(kāi)展。
　?。?）零部件企業(yè)研發(fā)能力不足，缺乏核心研發(fā)人才，尤其是隔膜材料、電池系統(tǒng)集成、電力電子和電機(jī)控制系統(tǒng)方面的專(zhuān)業(yè)人才。
　?。?）國(guó)內(nèi)零部件生產(chǎn)設(shè)備制造企業(yè)技術(shù)力量薄弱，部分關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備依賴(lài)進(jìn)口，導(dǎo)致投資成本增加，影響產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
　?。?）同前零部件標(biāo)準(zhǔn)體系尚不健全，尤其是關(guān)鍵電池材料、電池、電機(jī)、IGBT等，影響行業(yè)的健康發(fā)展。
　　（6）電動(dòng)轉(zhuǎn)向、電動(dòng)空調(diào)、電動(dòng)真空助力制動(dòng)等電動(dòng)輔助系統(tǒng)也未形成產(chǎn)業(yè)化，尚需進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化攻關(guān)。
　　2．發(fā)展建議
　?。?）國(guó)家應(yīng)切實(shí)加大資金支持，組織聯(lián)合攻關(guān)。
　　實(shí)施動(dòng)力電池性能突破計(jì)劃，重點(diǎn)支持新型動(dòng)力電池及材料開(kāi)發(fā)，爭(zhēng)取掌握高比能量、低成本電池技術(shù)；增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)關(guān)鍵部件研發(fā)能力，提高產(chǎn)品集成化水平和電機(jī)系統(tǒng)性能；聯(lián)合攻克整車(chē)控制器開(kāi)發(fā)中的共性技術(shù)，構(gòu)建共性技術(shù)平臺(tái)并積累數(shù)據(jù)；對(duì)IGBT行業(yè)進(jìn)行規(guī)模化、連續(xù)化的投入，支持車(chē)用IGBT芯片和模塊研發(fā)。
　?。?）國(guó)家應(yīng)設(shè)立專(zhuān)項(xiàng)資金，資助有條件、有實(shí)力的零部件企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化建設(shè)。
　　針對(duì)工業(yè)基礎(chǔ)好、科研開(kāi)發(fā)能力和產(chǎn)業(yè)化能力強(qiáng)的企業(yè)予以重點(diǎn)扶持，支持動(dòng)力電池系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)、整車(chē)控制器硬件、基礎(chǔ)材料、IGBT以及相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備的研發(fā)和生產(chǎn)，尤其是車(chē)用動(dòng)力電池和車(chē)用電機(jī)專(zhuān)用生產(chǎn)線的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品自主化，以支撐電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
　　（3）積極尋求創(chuàng)新合作模式，構(gòu)建適宜的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。
　　建議整車(chē)企業(yè)和零部件企業(yè)組建合資公司，形成有效的商業(yè)模式，以整車(chē)帶動(dòng)零部件產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，有利于整車(chē)供應(yīng)體系的形成。國(guó)家應(yīng)對(duì)此類(lèi)合資企業(yè)予以專(zhuān)項(xiàng)資金扶持或稅收上的優(yōu)惠政策。
　　（4）采取人才引進(jìn)與培養(yǎng)雙管齊下的措施，逐步解決人才短缺問(wèn)題。
　　國(guó)家應(yīng)鼓勵(lì)企業(yè)引進(jìn)國(guó)外人才，企業(yè)應(yīng)與高校聯(lián)合培養(yǎng)相關(guān)專(zhuān)業(yè)人才。尤其是電池隔膜、IGBT等高端研發(fā)人才嚴(yán)重缺乏的行業(yè)。
　?。?）建議相關(guān)部門(mén)牽頭，聯(lián)合整車(chē)、零部件骨干企業(yè)，共同制修訂零部件標(biāo)準(zhǔn)，健全零部件標(biāo)準(zhǔn)體系。
　　①動(dòng)力電池方面，應(yīng)重點(diǎn)完善材料、電芯、模塊、系統(tǒng)的技術(shù)性能與安全標(biāo)準(zhǔn)，建立完善的評(píng)價(jià)體系，同時(shí)應(yīng)根據(jù)動(dòng)力電池產(chǎn)品的特殊性，完善售后服務(wù)要求，兼顧電池生產(chǎn)廠家、整車(chē)企業(yè)和消費(fèi)者三方的利益，規(guī)定合適的產(chǎn)品質(zhì)量保證期。
　?、隍?qū)動(dòng)電機(jī)方面，應(yīng)盡快完善驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，尤其是系統(tǒng)可靠性、耐久性預(yù)測(cè)與快速評(píng)估方法等方面的標(biāo)準(zhǔn)。
　　③整車(chē)控制器方面，應(yīng)共同制定相關(guān)基礎(chǔ)性標(biāo)準(zhǔn)，尤其是整車(chē)控制器接口標(biāo)準(zhǔn)以及網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，以提高整車(chē)控制器的通用性。
　　5IGBT方面，應(yīng)在行業(yè)發(fā)展初期規(guī)范行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，為后續(xù)發(fā)展建立基礎(chǔ)。
　　3．發(fā)展目標(biāo)
　?。?）到”十二五”末，關(guān)鍵零部件及其原材料研發(fā)和生產(chǎn)基本實(shí)現(xiàn)自主化。
　?。?）形成較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈，滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展需求
（編輯：李艷嬌）

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