“北车设计”中国首件自主设计高压IGBT芯片通过鉴定

世纪新能源网消息：9月12日，中国北车对外发布了其研制成功并通过专家鉴定的高压大功率3300V/50A IGBT芯片及应用这种芯片封装的大功率1200A/3300V IGBT模块。中国自此有了完全自主的IGBT “中国芯”。

由中国北车所属上海北车永电电子科技有限公司（上海北车永电公司）设计开发的3300V/50A IGBT芯片是国内首件自主设计制造的高压IGBT芯片，迈开了中国自主IGBT功率“芯脏”替代进口的步伐。由中国北车所属西安永电公司运用该3300V/50A IGBT芯片封装的1200A/3300V IGBT模块，这是第一个在国内设计生产、拥有完全自主知识产权的高压大功率电力电子器件。中国北车在高压高端IGBT领域形成了芯片设计、芯片制造、模块封装等完整的产业链，处于行业领先地位。

这一IGBT芯片由中国科学院院院士、中国北车首席技术顾问邹世昌领衔的上海北车永电公司研发团队，在没有一个洋人的参与下设计成功。

IGBT（绝缘栅双极型晶体管）因其与生俱来的节能性在中国倡导节能减排和大力发展新能源的时代备受推崇。作为新一代功率半导体器件，IGBT具有驱动容易、控制简单、开关频率高、导通电压低、通态电流大、损耗小等优点，是自动控制和功率变换的关键核心部件，被广泛应用在轨道交通装备行业、电力系统、工业变频、风电、太阳能、电动汽车和家电产业中。如在轨道交通领域，牵引传动系统是动车组、机车
等装备的核心部件，而IGBT又是牵引传动系统的核心部件，是“核心中的核心”。目前中国已经成为IGBT的最大消费国，年需求量超过75亿元，而且每年以30%以上的速度增长。有关资料预测，到2020年，轨道交通电力牵引每年IGBT模块的市场规模不低于10亿元，智能电网不低于4亿元。

然而，由于起步较晚、研发难度大，此前国内IGBT芯片设计主要集中在民用级的1200V IGBT上，工业级和牵引级的高压大功率IGBT，目前国内尚无产品出现。因而我国广泛应用的高端IGBT芯片基本上依赖进口，在交货周期和采购价格上完全受制于国外公司。中国北车3300V IGBT芯片自主设计的成功，填补了国内自主设计高压大功率IGBT的空白，形成具有完全自主知识产权的高压IGBT产品，逐步实现“进口替代”。

国内首件高压大功率IGBT芯片的诞生，意味着中国北车上海北车永电公司掌握了轨道交通、智能电网等多应用领域中变频器的核心关键部件的技术。掌握高压IGBT的设计开发技术，可根据各应用领域的实际需求进行定制化的芯片特性设计。在轨道牵引，智能电网等关系国家民生的重要领域，推动新的技术和新产品研发；在风力发电、电动汽车等应用新能源、新动力的经济领域，推动这些绿色经济的发展；在石油化
工、矿山、机床等领域，推动更高效、更节能的变频器产品面世。在产业规模化上，中国北车3300V 高压IGBT的自主开发成功，可推动国内形成高压IGBT芯片设计-制造-封装-测试-引用产业链的完善和形成。

中国北车3300V 高压IGBT的自主开发成功，也标志着中国北车在高端IGBT领域形成了设计制造、模块封装完整的产业链。早在2011年，中国北车西安永电公司制造封装的6500V∕600A IGBT产品、3300V∕1200A IGBT产品和1700V∕1200A IGBT产品就通过专家鉴定，中国北车自此成为世界第四个、国内第一个能够封装6500V以上IGBT产品的企业。此番在芯片设计领域取得突破，增强了中国北车在IGBT研发制造领域的领先优势。