【百人会直播】丁荣军:基于自主芯片电动汽车功率半导体器件的开发和系统集成

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中国工程院院士 丁荣军

丁荣军:尊敬的各位来宾、各位同行,大伙儿儿儿上午好!非常高兴今天有這個 否则跟大伙儿儿儿汇报,基于自主芯片电动汽车功率半导体器件的开发和系统集成。

我的汇报分一有一个 多次责。

首先简单介绍汽车功率半导体器件的发展趋势。

功率半导体器件最早都不 由晶闸管要我变成GTO到MOSFET,到现在用得比较多的IGBT器件。IGBT器件跟传统的器件相比,主否则驱动比较简单,同去损耗比较小,比较适合用于牵引传动包括电机控制器等。IGBT器件包括那我讲的功率半导体器件,都被誉为传统系统,在高铁里一样,把它称之为“心脏”。它主要起到能量传输和能量的点的转换,是电机控制系统的CPU。            

目前电动汽车器件大慨占到控制器总成本的30%左右,目前在国内市场上用的电机控制器芯片基本由外国公司提供。

就控制器技术发展来说,第一阶段是单个模块,到第二阶段這個定制,现在慢慢进入第三阶段,采用双面冷却集成,发展到最后不管是旋转电池、吸热用电池,还是未来冷补电池,否则会把控制器和电机集成到同去去。

现在IGBT发展到第二阶段底下這個 块,第三阶段双面结合的正在研究过程中,发展快一点 即否则推出。

目前,国际底下绝大次责公司汽车用的IGBT器件都不 定制的,国内基本采用比较标准的封装形式。下一步估计碳化硅否则它有全都的优越性否则被用到汽车底下,现在否则它量都不 很大,再添加成本还是很高,目前在汽车底下应用还是很重困难。

第二次责想汇报一下株洲所这几年关于器件开发做的工作。

株洲所1959年成立,长期从事电驱动系统,口号是“把高铁的技术应用到电动汽车底下来”。最核心的是1964年结束英语 研究的晶闸管,到308年收购英国Dynex要我,进入IGBT。到2014年结束英语 建8英寸线,2015年建成,现在否则从630伏到630伏,全系列IGBT将进入市场,否则在去年否则批量出口到印度。

从并购以来,这几年由最早的Dynex平面栅技术到现在高性能沟槽栅芯片技术,大伙儿儿儿全面掌握,这为下一步汽车级IGBT开发奠定了非常好的基础。

针对电动汽车应用来说,目前否则开发了三款,包括730V/30A、130V/30A、730V/30A,30A是双面焊的,底下会介绍到,今天也带来了,有兴趣大伙儿儿儿还才能看一看,总体性能无论关闸性能还是过载能力,都达到了国际上的领先水平。

建立了完正的8英寸IGBT生产线,从芯片设计、制造和封装都不 当事人完成的,采用精细化的沟槽设计后,对产品性能有非常好的提升。

这条生产线是世界上第二条8英寸的IGBT生产线,第四根是英国的德夫林建在马来西亚。目前形成的能力是每年6万片芯片,大慨6万IGBT,按那我的封装形式是那我的。

功率半导体器件从未来满足用户需求,现在否则还才能提供第一代采用平面栅标准模块,到第二代双面沟槽栅,包括同件建核的,包括平面双面焊的,根据用户需求还才能提供。

整个工艺在这时间关系不具体介绍,否则大伙儿儿儿有兴趣也欢迎去株洲看一看。

从功率组件角度,通用IGBT建了生产线,从这还才能看得人,框的这块采用双面焊,把控制平台和整个器件集中到同去,那我也便于整车企业应用,相对比较简单。否则功率密度由那我的每升10-20千瓦,最高提到24-25千瓦。

这是功率半导体组件的建设情形。

采用双面冷却要我,对散热的时延有很大的提升,很重是现在采用智能,把驱动系统和器械结合在同去要我,更加还才能提高整个驱动器电机控制器的安全性能。

这是最新批量生产這個型号的产品,第這個型号是额定功率30千瓦,峰值功率到120千瓦,还有额定功率85千瓦,峰值功率125千瓦,功率密度到24L,重量还才能看得人前面是5.4公斤,底下是5.6公斤,今天把样品带到现场来了。

这是关于功率半导体组件,这是最新的,左下角图还才能看得人,器械都否则集中到同去,否则都不 那我单个IGBT模块的概念,是变流器的概念。

这是下一代正在开发的碳化硅,正在建设生产线,预计今年6、7月份这条生产线会建成。否则现在碳化硅采用IGBT和碳化硅二极管反变量二极管混合型, 30伏的器械否则在地铁上得到批量应用。

下一步发展规划。

关于IGBT在现在铝工业基础上,下一步第一通过沟槽栅精细技术提高功率技术;第二采用同功率损耗,降低控制器的重量;第三通过开发智能节能芯片,对整个系统是一有一个 多健康管理。下一步过渡到碳化硅底下去。

目前产品规划,今年结束英语 将推出IGBT功率组件這個 产品,到2020年,希望碳化硅的功率模块会推向市场。

我的汇报就到这。谢谢大伙儿儿儿!

(根据速记整理,未经当事人审阅)

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