潜心13年比亚迪让中国电动车拥有更强“中国芯”

  比亚迪的产业报国绝不是一句口⊙号。IGBT技术的重大突破,让中国的电动车拥有了“中国芯”。

  走进神╤秘工厂

  1▼2月10日,宁波下起了蒙蒙细雨,从市区乘车出发,大约1个小时后,车辆缓缓驶入宁波保税区庐山西路155号。院内∫矗立着一座外观并不起眼的老式大楼,它是比亚∧迪的又一重量级核心技术生产基地——宁波比亚迪半导体有限公司,主要负◥责IGBT芯片的晶圆设计及制造。

  由于☆地位特殊,这里第一次接待如此多的人参观。与之前参观过的很多车间和研发部门相比,宁波比亚迪的保密和防尘级别都提高了不止一个档次。从头到脚穿戴好各种防护设备,经过☎2道风淋门,终于进入到最核心的晶圆车间之内。工作人员告诉╭╮我们,晶圆对生产环境的洁净度要求极高,╟这座车间的无尘等级为一级,也是半导体行业的最高等级,换句话说,车间每立方英尺(0.0283立方米)空间中,直径超И过0.5微⿶米的微尘◑↔↕▪۩..离子不能超过1个。因为,如果有一个零点几微米的微尘掉落在晶圆上,就会造成一颗IGBT芯片失效。

  带有通风孔的●车间地板下面是空气过滤系统,室内始终保持着恒定的温度和湿度。晶圆制造的用水要经过20多层净化达到超纯水级别。车间内存有大量备用水和应急发电机,随时应对停水停电的突发情况。晶圆生产所需的光刻机需要▧放在特制的防震台上,避免受到路过车辆、甚至人的脚步产生的振动影响。为︶︷︸了防震,这座工厂的地基还打到岩石层。

  在这里生产的产品是一种采☼用硅作为基础材料的半导体芯片,由于组合成品的外形类似于一张光盘,∮所以Е被称为晶圆。晶圆的⊙生产流程非常复杂и,以SiC(碳化硅)为例,先要将碳化硅粉末加工成类似于钢锭的晶锭,然后切成薄薄的碳化片,之后经过光刻、蚀刻、离子注入等十几道工序,一片晶圆制作完成。宁波比⿳亚迪生¤产的晶圆厚度最薄♂可以做到120uⅦm(约两根头发丝直径),这个数字在1200V车规级IGBT芯片厚度上处于全球领先水平。每一个IGBT芯片仅有人的指甲大❤小,要在☆其я上蚀刻十几万乃至几十万的微观结构电路,在晶圆的产品分析中,需要用到倍率高达50万倍的扫描电子显微镜进行。Π在每片晶圆上,根据大小不同有数十个到上百个IGBT芯片,这些芯片根据用途不同,可以制作成不同的车用IGBT模块,安装到★各类电动车上。

  结束了不到1个小⊙时的参观,走出宁波比亚迪车间的大门。至少从制造工艺上,让我直观理解到为什么IGBT技术一直难以突破。从2005年比亚迪组建研发团队正式进军IGBT领域算起,到如今▦▩在技术上能够与德国、日≌本三分天下,过去了足足13′年。ю

  IGBT为什么是新能源车核心中的核心

  参观当晚,比亚迪举行了IGBT核心技术解析会,将比亚迪13年来走过的历程、取得的成果进行了全面展示。这次解析会,更像是一堂IGBT科普会。比亚迪的几位技术负责人尽量用最简单直观的语言让专业的内容听起来不那么°゜枯燥,而在场的观众也在认真倾听并努力去理解有关IGBT的内容。一场解析会下来,可能包括☆我在内的很多人都会感叹,IGBT这个我们平常在新能源汽车上并不注意的元器件,对于车辆性能本身、对于中国新能源汽车行业的发展,原来如此重要∕。

  

纯电动客车常用的IGBζT模块

 ⺌ 如果不是专门*从事微电子或相关行业的人,估计很少人能准确说出IGBT的中文全称。IGBT(Insulated Gate Bipol◆ar Transistor)是一种绝缘栅双极晶体管芯片,这种功率半导体器件的主要作用是电能的变换与传输,广泛应用于轨道交通、工业、航空航天、新能源汽车等。

 Ц IGBTↀ之所以被称为新能源汽车最核心的技术,因为它直й接影响电动车功率的释放速度。纯电动或者混合动力汽车上的IGB≌T直接控制着放电时的直、交流电转换,决定驱动系统的扭矩(直接影响加速۩能力)、最大输≈出功率(直接影响最高时速),以及车辆的电能损耗(直接影响续驶里▀程)等,所以被称为电力电子装置的“CPU”。

 
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