中国也有核心技术：IGBT芯片技术详解

在这个星球上，你见过人类发明的最不可思议的科技是什么？

现代化高楼大厦？探索太空的宇宙飞船？四通八达的飞机高铁？还是蓬勃发展的人工智能？

这些确实是人类最顶尖科技的产物，今天要给你们说的，不是这些看起来就很牛逼的东西。而是你们手中的手机。

不论是千元的低端机，还是售价颇高的苹果华为，它其实都包含着人类最伟大的科技艺术品—芯片

芯片表面的样子，很多人都见过，比如手机上的SoC，微不足道的一片，面积比一枚硬币还小。

但就在这一平方厘米不到的芯片里，居然塞下了几十亿个晶体管。

如果你对这个数字没概念，机哥打个不严谨的比方。把芯片等比例放大，如果一个晶体管占地 1m2，那你知道华为的麒麟 980、苹果 A12 芯片会有多大吗？

超过一个上海市的面积!

仅仅是把这些晶体管做进这么小的面积里，已经很让人难以置信了，结果它们还能以极其严密的顺序排布，整齐划一地工作，紧密无间地配合。带动整个手机数不清的运算，让你享受发微信、刷微博、玩吃鸡的快乐。这简直是神仙操作啊。

我们再来看看这些芯片的诞生，这些神一般的芯片，最开始就是我们生活中毫不起眼的沙子。

通过纯化、切割，变成硅晶圆。

再经过光刻、蚀刻、离子注入、封装等流程，变成我们的芯片。

这些流程咱们嘴上说说很轻巧, 但要实现超高密度的纳米制程工艺，这些流程都不能用一个“难”字来形容了。

芯片的种类五花八门，除了咱们都很熟悉的手机 CPU，机哥今天还想跟大家介绍另一种芯片, 它跟我们的生活也息息相关，在电动汽车上运用极为广泛。

它的名字叫——IGBT。

听这个名字，你们肯定是一脸懵逼吧，但我要是告诉你们 IGBT 的中文翻译，估计你们会更懵逼。

Insulated-gate bipolar transistor

绝缘栅双极晶体管

IGBT 是用于电动车、铁路机车、动车组的交流电电动机输出控制的芯片。

所谓 IGBT，就相当于管你寝室供电的宿管大妈。

什么时候给电，什么时候拉闸，大妈轻车熟路。具体给多少电大妈也管，你要是用电不规范，偷偷用大功率电器，通报批评没商量。

IGBT 直接控制直、交流电的转换，决定了驱动系统的扭矩，以及最大输出功率。所以，你这车加速能力怎样，最高时速多少，能源效率如何全看它。

IGBT 大约占电机驱动系统成本的一半，占到整车成本的5% ，是整部电动车成本第二高的元件(成本第一高的是电池)。毫不夸张地说，这就是电动车领域的“核心技术” 。

但是在这之前的很长一段时间里，IGBT 都被国外企业牢牢地把在手里。包括中国高铁在内的高速机车用 IGBT，几乎被日本三菱垄断。而电动汽车用的 IGBT，则是德国英飞凌的天下。

核心技术”之痛依然横亘在我们面前,是比亚迪，站出来打破了僵局!

2009 年，比亚迪的 IGBT 横空出世，让中国在 IGBT 技术上实现了零的突破，打破了国际巨头的技术垄断。

目前，比亚迪成为了中国唯一一家拥有 IGBT 完整产业链的车企。

就在前两天，机哥还看到比亚迪推出了全新的车规级产品IGBT4.0 。

从工艺上来看，这一次比亚迪推出的 1200V 车规级 IGBT 的晶圆厚度居然只有120 μm。

也就是两根头发丝的直径，已经是世界先进水平了。

工厂的生产环境洁净度是最高等级，每立方英尺里，直径超过 0.5 微米的微尘不超过 1 个。

晶圆工厂为了平稳防震，地基居然打到了岩石层，简直丧心病狂!

比亚迪的 IGBT4.0 芯片相较于市场主流产品，损耗低了约20% ，温度循环寿命达到10 倍，电流输出能力提升15% 。

落实到具体汽车上，比亚迪全新一代唐，实现了百公里加速 4.5 秒、全时电四驱、百公里油耗 2 升以内。

全新一代的唐 EV，百公里加速甚至做到了4.4 秒，续航里程提升至 600 公里。

而这一切，都是比亚迪真真正正自己拥有的“核心技术”。

如今，比亚迪已经开始投资布局第三代半导体材料SiC (碳化硅)的应用。

中国虽然是制造业大国，但“核心技术”的缺失一直是我们心中的伤痛。

而“芯片”正是这些伤痛中最深重的一个。很多人可能不知道，芯片已经超过石油，成为我国的第一大进口商品。

《中华人民共和国2017年国民经济和社会发展统计公报》的统计数据

除了伤痛，我们更应该行动。为了不再受其他国家的掣肘，每个企业都应该靠长远的目光、提前布局、多年时间默默耕耘，稳扎稳打地取得自己领域里的一项项核心技术。

比亚迪这次给我们做了一个不错的示范。

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文章来源：http://www.xinwulian.net/2024/0511/3015.shtml