中國網/中國發展門戶網 （記者焦夢）中國已經是新能源汽車的第一消費市場，如何實現從新能源汽車大國到強國的轉變？自主創新是繞不開的必由之路。12月10日，比亞迪在寧波發佈了核心科技IGBT4.0，為中國車企實現“變道超車”邁出了堅實的步伐。
據瞭解，IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管)是新能源汽車最核心的技術，其好壞直接影響電動車功率的釋放速度。
比亞迪製造的IGBT4.0晶圓
“電流與電動汽車的內在關係，有點像血液之於人的作用。IGBT直接控制直、交流電的轉換，同時對交流電機進行變頻控制，決定驅動系統的扭矩（直接影響汽車加速能力）、最大輸出功率（直接影響汽車最高時速）等，被稱為電力電子裝置的‘CPU’。 因此，一塊IGBT模塊儘管只有巴掌大小，卻是駕馭一臺龐大裝備的‘命脈’”，比亞迪第六事業部兼太陽能事業部總經理陳剛向記者介紹說。
據悉，IGBT在未來3-5年將繼續成為制約新能源汽車行業發展的主要瓶頸之一：IGBT作為新能源汽車核心零部件，其在整車成本中的佔比約5%。IGBT因技術難、投資大，與動力電池一起，被業內稱為新能源汽車核心技術的“珠穆拉瑪峰”，長期以來制約了新能源汽車的大規模商業化。
來自第一電動研究院發佈的《2017年中國動力電池產業發展報告》數據顯示，目前電池產業發展較快，湧現出以比亞迪為代表的眾多國內動力電池企業，引領全球動力電池的發展，2017年國內動力電池產量達44.5GWh，已基本滿足了新能源汽車的配套要求。
但我國IGBT的發展卻嚴重滯後，中高端IGBT產能嚴重不足，長期依賴國際巨頭，導致“一芯難求”。根據世界三大電子元器件分銷商之一富昌電子（Future Electronics LTD）的統計：2018年，應用於新能源汽車的IGBT模塊的交貨週期最長已經達到52周。而2018-2022年全球新能源汽車產量年複合增長率達30%，但同期車規級IGBT產量的年複合增長率僅為15.7%。因此可以預見，未來幾年全球車規級IGBT市場的供應將愈加緊張。
據介紹，此次發佈的IGBT4.0，在芯片損耗、模塊溫度循環能力、電流輸出能力等關鍵指標上，均已達到全球領先水平，產品良率達到了98%，成為車用IGBT的標杆性產品。“從現在起，我們和歐洲、日本的廠商已經站到了同一起跑線。”陳剛說。
13年自主研發成就強勁“中國芯”
這麼至關重要的元器件，製造難點在哪？比亞迪第六事業部高級研發經理吳海平介紹，要在指甲蓋大小的方寸之間，植入幾十萬個微小的IGBT元胞，這就對材料、設計、工藝等各環節的要求都要求極高，需要大量資金和技術投入。製造環節更是對環境和設備提出了極為苛刻的要求：生產車間要達到一級潔淨度標準，每平方英尺的微塵不能超過1個；生產用水需要使用超純水，普通的水需要經過二十多道淨化才可以達標。產品檢測需要用到50萬倍的掃描電鏡。
長期以來，IGBT的核心技術始終掌握在國外廠商手裡。比亞迪董事長王傳福很早就意識到，電動汽車未來的競爭，將圍繞電池、IGBT等核心技術展開。因此一早就下定決心，自主研發。當外界還不看好電動車的前景、甚至對IGBT還不太瞭解的情況下，在2003年就開始佈局電動車的比亞迪，就預見IGBT將會是影響電動車發展的關鍵技術，在研發團隊組建、產線建設等各方面投入重金，默默佈局IGBT產業。
2005年，比亞迪組建IGBT研發團隊，正式進軍IGBT領域。2008年10月，比亞迪收購寧波中緯半導體晶圓廠。比亞迪品牌及公關處總經理、總裁辦公室主任李巍回憶，收購當天比亞迪的股價一落千丈，被當時很多投資人和媒體認為“不務正業”“看不出與汽車、電池產業有什麼聯繫”。
一隻由本土工程師團隊組成的研發力量，就這樣在外界的質疑聲中，頂著“純燒錢”的壓力，默默地向這一核心技術發起衝鋒。從零起步，13年光陰，千百次的實驗，百轉千回的創新之路充滿了艱辛和汗水。
2009年，比亞迪推出IGBT，標誌著中國在IGBT技術上實現零的突破。之後又推出了2.0和2.5版本，並終於在中國大規模推廣新能源車時大批量裝配生產，開始大放異彩。
談到實現核心技術突破有哪些秘訣，比亞迪第六事業部產品總監楊欽耀強調了“堅持”和“全產業鏈優勢”兩大法寶。“應用端的拉動非常重要，所有的研發，特別是這種關鍵元器件的研發，沒有應用端的拉動，很難走到這個程度。”他表示。
探索無止境 創新再出發
比亞迪目前擁有國內唯一的材料研發、芯片設計、晶圓製造、模塊設計與製造以及整車應用的IGBT全產業鏈，在追趕上國際競爭對手腳步後，已經將目標瞄準了碳化硅（SIC）芯片，有望於2019年推出搭載碳化硅電控的電動車。
中國電器工業協會電力電子分會秘書長蔚紅旗認為，碳化硅是新一代功率半導體器件，不光是中國的功率器件的發展方向，在整個世界都是如此，但是中國的需求最大。半導體最大的市場需求在中國，不僅僅是在微電子還有新能源車、高鐵包括輸電領域都需求巨大，所以必須要走自主研發的道路。
“我在比亞迪現場演示的技術和工廠中看到了不少亮點，比如明年的規劃，以及現在已經應用的鋁碳化硅散熱技術，都讓我耳目一新。比亞迪的全產業鏈和需求拉動的優勢，對於功率半導體器件的研發是非常好的契機，恐怕在全國的車企裡沒有第二家。”他表示。
1994年在深圳成立的比亞迪，一直站在改革開放的最前沿，伴隨著改革開放的春風不斷髮展壯大。在深圳充分的市場競爭形成的公平環境，特別適合技術底蘊立身的高科技企業發展。
“前不久召開的民營企業家座談會，讓我們感到前所未有的振奮和鼓舞，”李巍表示：“我們還有一系列技術在加緊打磨，以後每個季度都要陸續亮相，讓世界看到中國車企的力量。”
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