投資15億的世界第二條8英寸IGBT專業(yè)芯片生產(chǎn)線將在株洲投產(chǎn)

    日前，被業(yè)界認(rèn)為現(xiàn)代變流工業(yè)“皇冠上的明珠”的關(guān)鍵技術(shù)在中國(guó)南車取得產(chǎn)業(yè)化突破：公司投資近15億元的IGBT產(chǎn)業(yè)化基地建成并即將投產(chǎn)。這是國(guó)內(nèi)首條、世界第二條8英寸IGBT專業(yè)芯片生產(chǎn)線，首期將實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)12萬片8英寸IGBT芯片，配套生產(chǎn)100萬 只IGBT模塊，真正實(shí)現(xiàn)IGBT的國(guó)產(chǎn)化。它的投產(chǎn)，將打破國(guó)外公司在高端IGBT芯片技術(shù)上的壟斷。

    國(guó)家多部委關(guān)注IGBT研發(fā)

    IGBT，是一種實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換和 控制的電力電子器件，中文名叫絕緣柵雙極型晶體管。自從1897年科學(xué)家發(fā)現(xiàn)“電子”這個(gè)物質(zhì)后，人們一直在探索如何利用并控制這個(gè)神奇的粒子來造福人類，1904年，科學(xué)家發(fā)明了二極管，這標(biāo)志電子學(xué)技術(shù)的開端。

    早在1996年，當(dāng)時(shí)的國(guó)家計(jì)委就把發(fā)展IGBT芯片及模塊產(chǎn)業(yè)化作為重點(diǎn)項(xiàng)目，近年來更頻頻出臺(tái)政策支持IGBT國(guó)產(chǎn)化項(xiàng)目，國(guó)家“863”項(xiàng)目、國(guó)家重大科技專項(xiàng)等一批“國(guó)字號(hào)”科研項(xiàng)目紛紛將IGBT技術(shù)的研制與產(chǎn)業(yè)化列為重大課題。

    先進(jìn)的IGBT設(shè)計(jì)技術(shù)與制造工藝是推動(dòng)IGBT產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的源動(dòng) 力。自2010年開始，在國(guó)家發(fā)改委、科技部、工信部等部委以及地方政府的支持下，中國(guó)南車籌建國(guó)內(nèi)首條專注于IGBT芯片的先進(jìn)生產(chǎn)線，進(jìn)一步提升工藝能力和產(chǎn)能， 滿足國(guó)內(nèi)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)對(duì)IGBT器件的需求，打造一個(gè)支撐未來先進(jìn)器件發(fā)展的工藝平臺(tái)，提升我國(guó)在基礎(chǔ)器件方面對(duì)未來的掌控能力。

    IGBT并非“高大上”，與生活密 切相關(guān)

    無論從電力電子器件的發(fā)展歷史，還是從IGBT技術(shù)和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，很多年來，IGBT給我們普通老百姓造成一種“高大上”的錯(cuò)覺，實(shí)際上，在我們的日常生產(chǎn)生活中， 在發(fā)電、電力輸送和電力設(shè)備終端上，都存在IGBT的身影。

    比如在發(fā)電領(lǐng)域，風(fēng)、水、太 陽(yáng)能等能源發(fā)出的電是一種粗糙的、不可控的、不穩(wěn)定的電能，就是我們俗說的“粗電”，而要想轉(zhuǎn)換成精細(xì)的、可控的、穩(wěn)定的能夠并入電網(wǎng)的“精電”，進(jìn)而適合不同功率電力設(shè)備，需要采用IGBT等電力電子器件實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的品質(zhì)轉(zhuǎn)化， 以風(fēng)電為例，風(fēng)機(jī)的葉片帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)發(fā)出的頻率往往不 到電網(wǎng)頻率的一半，因此需要用高壓大電流的IGBT模塊，重新產(chǎn)生穩(wěn)頻穩(wěn)壓的交流電。

    至于在用電設(shè)備終端，那就更多了，它涉及軌道交通、新能源汽車、工業(yè)變流、航空航天、石油、冶金、船舶等多個(gè)領(lǐng)域，都需要不同電壓等級(jí)、不同電流大小，即不同功率等級(jí)的電力設(shè)備，這就需要大量采用IGBT等功率器件進(jìn)行電能的轉(zhuǎn)換和控制。比如在我們熟悉的高鐵動(dòng)車組，其電能的轉(zhuǎn)換首先是將電網(wǎng)2.5萬伏的高壓交流電，經(jīng) 過降壓、整流、逆變等方式，轉(zhuǎn)換 成可以調(diào)頻調(diào)壓的三相交流電，最 后供給交流電機(jī)，這個(gè)過程稱之為“變流”，最后輸出的三相交流電供給交流電機(jī)，從而獲得牽引整列高速動(dòng)車組前進(jìn)的牽引力。

    8英寸IGBT有新突破

    據(jù)中國(guó)工程院院士，南車株洲電力機(jī)車研究所有限公司執(zhí)行董事、總經(jīng)理丁榮軍介紹，在技術(shù)方案、工藝路線、設(shè)備選型、產(chǎn)品開發(fā)等方面，中國(guó)南車8英寸專業(yè)芯片生產(chǎn)線都有新的突破，特別是在溝槽技術(shù)、高能離子注入、超薄片 加工、激光退火與銅金屬化工藝等 關(guān)鍵技術(shù)的運(yùn)用方面都走在國(guó)際前列。

    據(jù)他介紹，今后，中國(guó)南車半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)將以IGBT關(guān)鍵技術(shù)為核心，依靠公司廣大的應(yīng)用平臺(tái)，以軌道交通領(lǐng)域的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)， 全面發(fā)力電動(dòng)汽車、風(fēng)力發(fā)電、柔 性直流輸電和光伏等領(lǐng)域;開發(fā) 6000V、9000V的IGCT以及配套二極管，推動(dòng)我國(guó)變頻技術(shù)進(jìn)步與產(chǎn)業(yè)升級(jí)。<