中国也有核心技术:IGBT芯片技术详解

2018-12-13 17:11 安卓论坛

  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 都被国外彩票送彩金的平台牢牢地把在手里。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,每个彩票送彩金的平台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。

责编:梁爽
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