鉅大LARGE | 點擊量:1216次 | 2018年12月14日
比亞迪:新能源車“中國芯”為中國車企實現“變道超車”邁出了堅實的步伐
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,比亞迪在寧波發布了核心科技IGBT4.0,為中國車企實現“變道超車”邁出了堅實的步伐。
據了解,IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor,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。
比亞迪制造的IGBT4.0晶圓
“電流與電動汽車的內在關系,有點像血液之于人的作用。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模塊盡管只有巴掌大小,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,其在整車成本中的占比約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布的《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,涌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的發展卻嚴重滯后,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(FutureElectronicsLTD)的統計:2018年,應用于新能源汽車的IGBT模塊的交貨周期最長已經達到52周。而2018-2022年全球新能源汽車產量年復合增長率達30%,但同期車規級IGBT產量的年復合增長率僅為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,此次發布的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的標桿性產品?!皬默F在起,我們和歐洲、日本的廠商已經站到了同一起跑線?!标悇傉f。
13年自主研發成就強勁“中國芯”
這么至關重要的元器件,制造難點在哪?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。制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凈度標準,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凈化才可以達標。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里。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還不太了解的情況下,在2003年就開始布局電動車的比亞迪,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,默默布局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、電池產業有什么聯系”。
一只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沖鋒。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,標志著中國在IGBT技術上實現零的突破。之后又推出了2.0和2.5版本,并終于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?!皯枚说睦瓌臃浅V匾?,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?!彼硎?。
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、晶圓制造、模塊設計與制造以及整車應用的IGBT全產業鏈,在追趕上國際競爭對手腳步后,已經將目標瞄準了碳化硅(SIC)芯片,有望于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,對于功率半導體器件的研發是非常好的契機,恐怕在全國的車企里沒有第二家?!彼硎?。
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發展壯大。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,以后每個季度都要陸續亮相,讓世界看到中國車企的力量。”