活動現(xiàn)場
比亞迪IGBT4.0晶圓
IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)全稱“絕緣柵雙極型晶體管”，其芯片與動力電池電芯並稱為電動車的 “雙芯”，是影響電動車性能的關(guān)鍵技術(shù)，其成本佔整車成本的5%左右。對於電動車而言，IGBT直接控制驅(qū)動系統(tǒng)直、交流電的轉(zhuǎn)換，決定了車輛的扭矩和最大輸出功率等。得益於在IGBT等核心技術(shù)領(lǐng)域的強大實力，比亞迪電動車的超凡性能得以落地並具備持續(xù)迭代升級的能力。
此次發(fā)布會上，比亞迪還釋放了另一重磅消息：比亞迪已投入巨資布局性能更加優(yōu)異的第三代半導(dǎo)體材料SiC(碳化硅)，有望於2019年推出搭載SiC電控的電動車。預(yù)計到2023年，比亞迪旗下的電動車將全面搭載SiC電控。
比亞迪推出IGBT4.0，引領(lǐng)車規(guī)級功率半導(dǎo)體發(fā)展
IGBT屬於汽車功率半導(dǎo)體的一種，因設(shè)計門檻高、制造技術(shù)難、投資大，被業(yè)內(nèi)稱為電動車核心技術(shù)的“珠穆拉瑪峰”。此前，該技術(shù)主要掌握在國際巨頭手中。
“比亞迪依靠自身強大的研發(fā)實力、人才的聚集、產(chǎn)業(yè)鏈的配套，在汽車功率半導(dǎo)體領(lǐng)域有了非常核心的突破，這個突破不是今天想，明天投入就能實現(xiàn)的，是積累了十多年的技術(shù)、人才和產(chǎn)業(yè)鏈才能實現(xiàn)的。”中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會IC設(shè)計分會副理事長周生明在活動現(xiàn)場如此表示。
制造IGBT難度極大，在大規(guī)模應(yīng)用的1200V車規(guī)級IGBT芯片的晶圓厚度上，比亞迪處於全球突破水平，可將晶圓厚度減薄到120um(約兩根頭發(fā)絲直徑)。
IGBT芯片打線
經(jīng)過10余年的技術(shù)積累，比亞迪IGBT不斷迭代更新。活動現(xiàn)場，中國電器工業(yè)協(xié)會電力電子分會秘書長蔚紅旗表示：“比亞迪在電動車功率半導(dǎo)體領(lǐng)域布局較早，而且真抓實干，中國的電動車發(fā)展不用擔(dān)心被‘卡脖子’了。”
此次推出的比亞迪IGBT4.0，在諸多關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)上都優(yōu)於當(dāng)前市場主流產(chǎn)品，例如：
1. 電流輸出能力較當(dāng)前市場主流的IGBT高15%，支持整車具有更強的加速能力和更大的功率輸出能力。
2. 同等工況下，綜合損耗較當(dāng)前市場主流的IGBT降低了約20%。這意味著電流通過IGBT器件時，受到的損耗降低，使得整車電耗顯著降低。以比亞迪全新一代唐為例，在其他條件不變的情況下，僅此一項技術(shù)，就成功將百公裡電耗降低約3%。
3. 溫度循環(huán)壽命可以做到當(dāng)前市場主流IGBT的10倍以上。這意味著比亞迪電動車在應(yīng)對各種極端氣候、路況時，能有更高的可靠性和更長的使用壽命。此前，比亞迪電動車就以其優(yōu)異的性能與穩(wěn)定的可靠性，完成了從新疆吐魯番的高溫，到北歐的高寒、再到西藏高原的高海拔等全球嚴(yán)苛自然環(huán)境的測試，並在全球300多個市場成功經(jīng)歷了各種氣候、路況、駕駛習(xí)慣的考驗，得到廣泛認(rèn)可。
比亞迪IGBT4.0較當(dāng)前市場主流的IGBT：電流輸出能力高15%，綜合損耗降低了約20%。
厚積薄發(fā)，打造電動車性能的一桿秤
在剛剛結(jié)束的2018廣州車展上，比亞迪全新一代唐EV正式對外預(yù)售。其百公裡加速4.4秒、續(xù)航裡程600公裡(60km/小時等速續(xù)航下)的超強性能再度確立了行業(yè)地位，並獲得消費者的高度認(rèn)可，預(yù)售當(dāng)天的訂單便突破2000輛。
中國科學(xué)院院士、國家863“節(jié)能與新能源汽車”重大項目專家組組長歐陽明高曾評價，比亞迪全新一代唐“已經(jīng)可以與世界上電動汽車技術(shù)相較量，代表了當(dāng)前電動汽車制造的高水準(zhǔn)”。
市場和行業(yè)的認(rèn)可，離不開比亞迪IGBT等核心技術(shù)的加持。得益於比亞迪IGBT在芯片損耗、電流輸出能力等方面的優(yōu)異性能，比亞迪插電式混合動力汽車，率先搭載了“542”黑科技——“百公裡加速5秒以內(nèi)、全時電四驅(qū)、百公裡油耗2升以內(nèi)”。
比亞迪全新一代唐EV的續(xù)航裡程達(dá)600公裡(60km/小時等速續(xù)航下)
十多年前，在外界還不看好電動車前景的時候，“技術(shù)狂人”王傳福就默默布局了電動車的核心技術(shù)。作為2003年才進(jìn)入汽車行業(yè)的新玩家，比亞迪從一開始就密切關(guān)注IGBT等電動車核心技術(shù)的自主研發(fā)和創(chuàng)新。
2005年，比亞迪組建自身研發(fā)團(tuán)隊，投入重金布局IGBT產(chǎn)業(yè)。
2009年9月，比亞迪IGBT芯片通過了中國電器工業(yè)協(xié)會電力電子分會組織的科技成果鑒定，打破了國際巨頭的技術(shù)壟斷。
目前，比亞迪已經(jīng)陸續(xù)掌握IGBT芯片設(shè)計和制造、模組設(shè)計和制造、大功率器件測試應(yīng)用平臺、電源及電控等環(huán)節(jié)，是中國一家擁有IGBT完整產(chǎn)業(yè)鏈的車企。
比亞迪IGBT芯片通過中國電器工業(yè)協(xié)會電力電子分會組織的科技成果鑒定
比亞迪IGBT產(chǎn)品晶圓
提前布局SiC，比亞迪欲再度引領(lǐng)電動車變革
“馴服”了IGBT，比亞迪又將目光投向了更遠(yuǎn)的未來。
雖然在未來較長一段時間內(nèi)，IGBT仍將供不應(yīng)求。但比亞迪也已預(yù)見到，隨著電動車性能不斷地提升，對功率半導(dǎo)體組件提出了更高的要求，當(dāng)下的IGBT也將逼近硅材料的性能極限。尋求更低芯片損耗、更強電流輸出能力、更耐高溫的全新半導(dǎo)體材料，已成為學(xué)界和業(yè)界的普遍共識。
據(jù)悉，比亞迪已投入巨資布局第三代半導(dǎo)體材料SiC，並將整合材料(高純碳化硅粉)、單晶、外延、芯片、封裝等SiC基半導(dǎo)體全產(chǎn)業(yè)鏈，致力於降低SiC器件的制造成本，加快其在電動車領(lǐng)域的應(yīng)用。
第三代半導(dǎo)體材料SiC
比亞迪SiC晶圓
此次發(fā)布會上，比亞迪宣布，已經(jīng)成功研發(fā)了SiC MOSFET(汽車功率半導(dǎo)體包括基於硅或碳化硅等材料打造的IGBT或 MOSFET等)，有望於2019年推出搭載SiC電控的電動車。預(yù)計到2023年，比亞迪將在旗下的電動車中，實現(xiàn)SiC基車用功率半導(dǎo)體對硅基IGBT的全面替代，將整車性能在現(xiàn)有基礎(chǔ)上再提升10%。
比亞迪第六事業(yè)部兼太陽能事業(yè)部總經(jīng)理陳剛表示：“SiC MOSFET將成為比亞迪電動車性能持續(xù)迭代更新的新一代‘殺手锏’，我們期望在加速、續(xù)航等性能指標(biāo)上，為廣大消費者帶來更多驚喜。”
以技術(shù)創(chuàng)新，助力中國汽車產(chǎn)業(yè)“再向上”
在過去相當(dāng)長的時間裡，IGBT的核心技術(shù)始終掌握在國外廠商手裡，中高端IGBT市場90%的份額被國際巨頭壟斷，導(dǎo)致“一芯難求”，成為制約我國電動車行業(yè)健康、快速發(fā)展的主要瓶頸。
根據(jù)世界三大電子元器件分銷商之一富昌電子(Future Electronics LTD)的統(tǒng)計，2018年，車規(guī)級IGBT模塊的交貨周期時長已經(jīng)達(dá)到52周(IGBT的交貨周期正常情況下為8-12周)。而2018-2022年，全球電動車年復(fù)合增長率達(dá)30%，但同期車規(guī)級IGBT市場的年復(fù)合增長率僅為15.7%。可以預(yù)見，未來幾年全球車規(guī)級IGBT市場的供應(yīng)將愈加緊張。
十多年前，比亞迪打破國際巨頭對IGBT的技術(shù)壟斷，助力我國電動車的快速發(fā)展﹔今天，比亞迪推出了全新的車規(guī)級IGBT4.0，為我國汽車產(chǎn)業(yè)的換道超車，提供強大的“中國芯”。未來，伴隨著比亞迪SiC的推出與大規(guī)模應(yīng)用，我國汽車產(chǎn)業(yè)的“再向上”將獲得新的助推力。
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