每經編(bian)輯｜每經記者 李(li)卓     

每經記者 李卓

“中國(guo)制造”再添新砝(fa)碼。今日（10月22日），隸(li)屬(shu)中國(guo)中車（601766，SH）的永濟(ji)(ji)新時(shi)速電機電器有(you)限責任公司（以下簡(jian)稱永濟(ji)(ji)電機）發布具(ju)有(you)完(wan)全自主(zhu)知識產權的6500V/200A高(gao)壓大功率IGBT模塊。

在軌道交通(tong)領域，高(gao)壓大功率(lv)IGBT模塊在電傳動系統關鍵(jian)部件(jian)中發(fa)揮著(zhu)關鍵(jian)作用，被稱為(wei)大功率(lv)交流機(ji)車運(yun)行的“心(xin)臟”。

2014年起，雖然自主化牽引傳動系(xi)(xi)統和網絡(luo)控制系(xi)(xi)統陸續投入使用，但所有機車車輛(liang)用6500V IGBT芯片(pian)仍然依(yi)賴(lai)從國外進口(kou)。

中(zhong)國(guo)(guo)(guo)科(ke)學院院士、中(zhong)國(guo)(guo)(guo)中(zhong)車首(shou)席技(ji)術(shu)(shu)顧問鄒(zou)世昌在接受包括《每日經濟新聞》在內的(de)媒體采(cai)訪時表示，這次“中(zhong)國(guo)(guo)(guo)芯”的(de)研發成功(gong)，意味著完全替代了國(guo)(guo)(guo)外同(tong)類產品在我國(guo)(guo)(guo)地鐵和(he)鐵路機車變流(liu)器中(zhong)的(de)“核芯”位置(zhi)。不僅打破國(guo)(guo)(guo)外壟斷，降低了我國(guo)(guo)(guo)軌道交通、風力發電等產業(ye)發展(zhan)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)經濟風險(xian)，更(geng)加有(you)利于推動中(zhong)國(guo)(guo)(guo)高鐵和(he)大功(gong)率機車核心技(ji)術(shu)(shu)完全自主(zhu)，提升(sheng)中(zhong)國(guo)(guo)(guo)裝備制造業(ye)“走出去(qu)”的(de)競爭力。

國內每年花數億進口IGBT產品

在高(gao)壓大(da)功率IGBT芯片(pian)方面，由(you)于(yu)對IGBT芯片(pian)可靠性(xing)要求非常高(gao)，此前(qian)，我國還沒有(you)一個廠家能夠(gou)實現6500V IGBT芯片(pian)本土產(chan)業(ye)化，為此，國內企業(ye)每年需花費數億元從(cong)國外(wai)采(cai)購IGBT產(chan)品(pin)。

“國(guo)(guo)外采購周期(qi)長達數月甚(shen)至一年(nian)以上，嚴重制(zhi)約了我國(guo)(guo)軌(gui)道交通裝備的自主(zhu)創新和(he)民(min)族品牌(pai)創立，大大降(jiang)低(di)了國(guo)(guo)內(nei)動車(che)、機車(che)裝備在(zai)國(guo)(guo)際市場(chang)的競爭力。”永濟(ji)電機人士告(gao)訴(su)《每日經濟(ji)新聞(wen)》記者。

不僅如此，高壓大功率6500V/200A IGBT模塊作(zuo)為中國鐵(tie)路機車輔助逆變(bian)器的核心部件(jian)，在(zai)交(jiao)貨周期和采購(gou)價(jia)格上也完全受制(zhi)于國外公司，使我國電(dian)力電(dian)子(zi)裝(zhuang)備產業的關(guan)鍵器件(jian)供貨存(cun)在(zai)潛在(zai)風險。

《每日(ri)經濟新(xin)聞》記(ji)者了解到，每個6500/200A IGBT模(mo)塊(kuai)由8個指甲大(da)小的(de)“芯片”封裝而成。但就是(shi)這(zhe)個比人的(de)巴(ba)掌略大(da)的(de)IGBT模(mo)塊(kuai)，卻是(shi)高(gao)鐵列車(che)和大(da)功率機(ji)車(che)中最(zui)神奇和關鍵的(de)部件(jian)之一，直(zhi)接影(ying)響著高(gao)鐵列車(che)是(shi)否能(neng)(neng)夠瞬(shun)間起(qi)跑、能(neng)(neng)否舒(shu)適飛馳、能(neng)(neng)否穩定停車(che)。

“不同功率等級(ji)的電(dian)力設備，需(xu)要采用IGBT芯(xin)片及(ji)其(qi)封裝而(er)成(cheng)(cheng)的IGBT模(mo)塊進行電(dian)能的轉(zhuan)換(huan)和控制。比如(ru)在高鐵列(lie)車上，電(dian)網2.5萬伏(fu)的高壓(ya)交流(liu)電(dian)經(jing)過降壓(ya)、整流(liu)、逆變等方式(shi)轉(zhuan)換(huan)成(cheng)(cheng)三(san)相交流(liu)電(dian)，從而(er)驅動(dong)列(lie)車奔跑。”永濟電(dian)機技術人(ren)員介(jie)紹說。

這(zhe)次發布的(de)具有完(wan)全自主(zhu)知識產權(quan)的(de)高壓大功(gong)率6500V/200A IGBT模塊(kuai)，技術上(shang)采用(yong)焊接形(xing)式，實現了(le)國產IGBT芯(xin)片多(duo)片和FRD芯(xin)片并聯，完(wan)成(cheng)“中國芯(xin)”6500V/200A IGBT的(de)一體化模塊(kuai)式封裝(zhuang)設計(ji)，替代了(le)國外同類產品(pin)在地鐵(tie)和鐵(tie)路(lu)機車變流器中使用(yong)。據(ju)介紹，目前，該IGBT模塊(kuai)已先后(hou)完(wan)成(cheng)了(le)功(gong)率單元、輔助變流柜及機車裝(zhuang)車三個階段試(shi)驗。其中，機車裝(zhuang)車上(shang)線(xian)運行試(shi)驗超(chao)過5萬公里。

提升中國高端裝備競爭砝碼

為(wei)市場關注的是，經(jing)專家組評論形成的鑒(jian)定結果，這次發布的具有完全(quan)自主知識產權(quan)的6500V/200A高壓(ya)大功率(lv)IGBT模塊(kuai)已(yi)經(jing)達到商(shang)業化應用水平。

鄒世昌告訴《每日經濟新聞》記(ji)者，IGBT尤其是耐高電壓高電流的(de)IGBT，堪稱“半導(dao)體領域(yu)的(de)珠穆(mu)朗瑪(ma)峰”。這項技術過去研發(fa)的(de)難點主要是半導(dao)體產(chan)業基礎差，所(suo)以(yi)從研發(fa)到(dao)完全實(shi)現自主化費時(shi)較長，一(yi)共花了8年時(shi)間。下一(yi)步，就要擴大產(chan)量，盡早(zao)實(shi)現產(chan)品的(de)商業化。

近年來，隨著(zhu)全球綠色節能(neng)經濟產業的(de)深入發(fa)(fa)展，中國已成(cheng)為IGBT模塊(kuai)最大消費國，年增長規模保持在(zai)20%。特(te)別是國家提(ti)出(chu)“中國制造2025”發(fa)(fa)展規劃之后，工業智(zhi)能(neng)化和綠色化發(fa)(fa)展成(cheng)為主題，對智(zhi)能(neng)控制芯片(pian)和IGBT等功率半導體有了(le)更多需(xu)求。今年“兩會”期間，有人大代表特(te)別提(ti)出(chu)“我國應加快IGBT”的(de)建議。

而軌道交通行業對IGBT需(xu)求潛力(li)更加巨大。永(yong)濟(ji)電機技術人(ren)員告(gao)訴《每日經濟(ji)新聞》記者，高(gao)速動車(che)(che)組(zu)、大功率(lv)電力(li)機車(che)(che)上，大功率(lv)IGBT模塊都是必備(bei)的(de)(de)要件；包括蓬(peng)勃發展的(de)(de)城際列(lie)車(che)(che)、城軌列(lie)車(che)(che)市(shi)場對IGBT也有著巨量的(de)(de)需(xu)求。此(ci)外，在風電、船舶等需(xu)要高(gao)壓IGBT支撐的(de)(de)行業同樣如此(ci)。

鄒世(shi)昌對《每日經濟新聞》記者估計，此前(qian)國(guo)內(nei)每年進口IGBT所(suo)花費的數(shu)額就高達(da)100億~200億元，國(guo)際主(zhu)要生(sheng)產商包(bao)括日本(ben)三菱、東芝和(he)德(de)國(guo)西門子等。自主(zhu)化以(yi)后(hou)，國(guo)內(nei)企業購買成本(ben)相比進口將有大大節省。

業內人士進(jin)一步評價認為(wei)，以(yi)IGBT為(wei)代表的(de)(de)核心部件(jian)自主化，商(shang)業前景不(bu)止于核心部件(jian)本身(shen)；未來，因為(wei)能在國(guo)際上徹底改變技術受制于人的(de)(de)境地(di)，在以(yi)高鐵、船舶、航(hang)空航(hang)天、核電、風電等為(wei)代表的(de)(de)中國(guo)高端(duan)裝(zhuang)備走(zou)出去過程(cheng)中，提升競(jing)爭砝(fa)碼(ma)，從而產生更大的(de)(de)商(shang)業效應。