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中车发布自主产权“中国芯” 产业规模至百亿

2015年10月23日 11:01 来源于 财新网
永济电机制造的6500V/200A高压大功率IGBT模块,实现了一体化模块式封装设计,替代了国外同类产品。目前该模块机车上线运行超过5万公里

  据中国中车股份有限公司(下称中国中车,601766 .SH)消息,10月22日,中国中车永济新时速电机电器有限责任公司(下称永济电机)发布具有完全自主知识产权的6500V/200A高压大功率IGBT模块。标志着中国拥有了完全自主知识产权的世界最高电压等级的IGBT模块设计和制造技术,并达到商业化应用水平。

  据中国中车介绍,在轨道交通领域高压大功率IGBT模块在电传动系统关键部件中发挥着关键作用,被称为大功率交流机车运行的“心脏”。本次发布的产品技术上采用焊接、键合的工艺方式,实现了国产IGBT芯片和FRD芯片多片并联,完成了IGBT的一体化模块式封装设计,替代了国外同类产品在地铁和铁路机车变流器中使用。目前该IGBT模块已先后完成了功率单元、辅助变流柜及机车装车三个阶段试验。其中,机车装车上线运行超过5万公里。

  IGBT模块是高铁列车和大功率机车中关键部件之一,它直接影响着高铁列车是否能够瞬间起跑、能否舒适飞驰、能否稳定停车。简单来说,就是不同功率等级的电力设备,需要采用IGBT芯片及其封装而成的IGBT模块进行电能的转换和控制,在高铁列车上,电网2.5万伏的高压交流电经过降压、整流、逆变等方式转换成三相交流电,从而驱动列车奔跑。除高速动车组和大功率电力机车外,大功率IGBT模块在城际列车、城轨列车市场也有着巨量的需求。此外,在风电、船舶等需要高压IGBT支撑的行业同样如此。

  在技术上,本次发布的高压大功率6500V/200A IGBT模块采用焊接形式,实现了国产IGBT芯片多片和FRD芯片并联,完成6500V/200A IGBT的一体化模块式封装设计,替代了国外同类产品在地铁和铁路机车变流器中使用。

  此前在高压大功率IGBT芯片方面,由于对IGBT芯片可靠性要求非常高,中国还没有一个厂家能够实现6500V IGBT芯片本土产业化,为此,国内企业每年需花费数亿元从国外采购IGBT产品。永济电机人士称,国外采购周期长达数月甚至一年以上,严重制约了我国轨道交通装备的自主创新和民族品牌创立,大大降低了国内动车、机车装备在国际市场的竞争力。此外,在交货周期和采购价格上也完全受制于国外公司,使我国电力电子装备产业的关键器件供货存在潜在风险。

  中国科学院院士、中国中车首席技术顾问邹世昌表示,耐高电压高电流的IGBT从研发到完全实现自主化一共花了8年时间。下一步,就要扩大产量,并提高成品率,最大限度降低成本。他表示,一般模块实现80%以上的合格率就可以实现产业化,达到规模生产。

  就IGBT对轨道交通行业的需求潜力,邹世昌称,此前国内每年进口IGBT所花费的数额就高达100亿至200亿元,国际主要生产商包括日本三菱、东芝和德国西门子等。自主化以后,国内企业购买成本相比进口将有大大节省,并在国际上彻底改变技术受制于人的境地,提升竞争砝码,降低了我国轨道交通等产业的经济风险,推动并提升中国装备制造业“走出去”的竞争力。

  不过也有业内人士称,虽然具有完全自主知识产权的6500V/200A高压大功率IGBT模块研发成功,但目前距离规模生产并投入机车运用还需时日,具体时间还要依产业化过程而定,目前中国机车依赖进口的IGBT芯片现状仍将持续一段时间。

版面编辑:路炳阳
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