中國成功研制世界最大容量壓接型IGBT 打破國外技術(shù)市場壟斷

近日，由中車時代電氣完成的“3600A/4500V壓接型IGBT及其關(guān)鍵技術(shù)”通過中國電子學會的鑒定，被認定為世界上功率等級最高的壓接型IGBT。這一成果實現(xiàn)了國內(nèi)壓接型IGBT技術(shù)“從無到有”的跨越，打破了國外大功率壓接型IGBT的技術(shù)和市場壟斷。

目前，由中車時代電氣研制的大容量壓接型IGBT模塊，已通過多家電網(wǎng)企業(yè)的柔直換流閥級的示范應(yīng)用驗證試驗，達到了量產(chǎn)及工程化應(yīng)用的要求。針對壓接式IGBT器件量產(chǎn)需求，目前中車時代電氣已完成壓接式IGBT中試生產(chǎn)線的布局規(guī)劃及初期建設(shè)，預計2018年第一季度完成。

壓接型IGBT在外形上與晶閘管等器件類似，但是內(nèi)部通過并聯(lián)眾多被稱為“子單元”的部件來實現(xiàn)功率容量，芯片與電極之間的電氣連接時，不采取常規(guī)引線或焊接的方式，而是通過壓力實現(xiàn)。與傳統(tǒng)焊接型IGBT 模塊相比，壓接型IGBT模塊容量超大，具有高可靠性、失效短路模式等優(yōu)點。所以目前，壓接型IGBT器件主要應(yīng)用在柔性直流輸電、大型工業(yè)驅(qū)動、能源等高端裝備行業(yè)。

隨著大規(guī)模分布式可再生能源接入，海上風電場并網(wǎng)送出，新型城市電網(wǎng)構(gòu)建等應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展，壓接型IGBT模塊的市場需求快速增長。業(yè)內(nèi)人士估計，未來五年，世界范圍內(nèi)柔性直流輸電的市場規(guī)模將達到1000億元以上，市場規(guī)模巨大。

但由于受制于常規(guī)芯片及壓接式封裝技術(shù)限制，目前，只有歐洲、日本等地少數(shù)廠家擁有大容量壓接型IGBT器件產(chǎn)品。多年來，中車時代電氣堅持自主技術(shù)創(chuàng)新，并在中國株洲和英國林肯兩地設(shè)立功率半導體研發(fā)中心，共同推進IGBT先進設(shè)計及工藝技術(shù)研發(fā)。該公司自主設(shè)計并建造的全球首條8英寸高壓IGBT芯片專業(yè)生產(chǎn)線，攻克了高壓IGBT制造關(guān)鍵技術(shù)和成套工藝，此外，中車時代電氣還打造出國內(nèi)IGBT“芯片—模塊—裝置—應(yīng)用”的完整產(chǎn)業(yè)鏈。

中車時代電氣研制的3600A/4500V 壓接型IGBT模塊，是目前市場可見產(chǎn)品中容量最大，且具備雙面散熱、長期穩(wěn)定失效短路能力的器件，實現(xiàn)了國內(nèi)大容量壓接型IGBT技術(shù)“從無到有”的跨越，再次實現(xiàn)高端裝備制造業(yè)“中國芯”的突破。