Rompe los grilletes de los IGBT y levanta la verdadera "maldición" de los automóviles chinos

Un día, romperemos todos los grilletes que “nos ataron el cuello”. La independencia de la industria reside en la independencia de la cadena de suministro; la fortaleza de la industria reside en el hecho de que los componentes centrales no necesitan ser manipulados por otros. Estamos esperando el día de la victoria completa.

Quizás muchos lectores aún no estén familiarizados con los IGBT. Por analogía, IGBT es equivalente a la CPU en un sistema de control electrónico.

Los automóviles son inseparables de los sistemas de control electrónico, y los sistemas de control electrónico son inseparables de los IGBT. Sin embargo, es un dispositivo tan pequeño que alguna vez dependió de las importaciones extranjeras.

Al igual que un grillete alrededor del cuello, generalmente puede ser "bueno para ti y bueno para mí", pero en momentos extraordinarios, de repente se apretará de repente. La seguridad de la cadena de suministro debe ser la máxima prioridad.

Es gratificante que algunas empresas nacionales independientes estén acelerando actualmente la localización de IGBT y se esté resolviendo el "dilema de los grilletes".

En abril de este año, el proyecto Changsha BYD IGBT con una inversión total de mil millones de yuanes comenzó oficialmente su construcción. Se informa que una vez implementado el proyecto, podrá producir 250.000 obleas de 8 pulgadas al año, resolviendo el problema del "cuello atascado" en los componentes electrónicos centrales.

En mayo, CRRC Times construyó un proyecto IGBT en la Zona de Desarrollo Económico y Tecnológico de Ganzhou. La primera fase planea invertir 8 mil millones de yuanes para lograr una producción anual de 500.000 IGBT.

En junio, el proyecto IGBT de Tianyi Semiconductor se instaló en Shaoxing, con una inversión de 500 millones de yuanes, y planea construir una base de diseño, I+D y fabricación de productos electrónicos como IGBT, módulos MOSFE y módulos IPM. máquinas integradas y máquinas integradas de frecuencia variable.

Otros informes dicen que desde noviembre del año pasado, Huawei ha comenzado a desarrollar componentes IGBT de manera discreta, con la esperanza de romper el monopolio de los gigantes Infineon y Mitsubishi Electric lo antes posible.

IGBT es el acrónimo de 4 palabras, el nombre completo es "Insulated Gate Bipolar Transistor", que se traduce como "Insulated Gate Bipolar Transistor".

En términos de función, IGBT es un interruptor de circuito, ya sea encendido o apagado. Si se simplifica el modelo, el IGBT tiene tres interfaces, dos de las cuales son colector y emisor, que están conectadas al circuito de corriente fuerte, y la otra es la compuerta, que recibe el circuito de corriente débil como señal eléctrica de control.

Si se da una señal de alto nivel a la puerta, entre el colector y el emisor, está en estado conductivo; si es una señal de bajo nivel, está en estado desconectado.

¿Para qué sirve encender y apagar?

En vehículos de nueva energía, IGBT realiza la conversión entre corriente continua y corriente alterna. La batería del vehículo almacena energía de CC, pero hacer funcionar el motor generalmente requiere energía de CA. En este momento, los IGBT se convierten en un componente clave.

Según los ingenieros pertinentes, el rendimiento de la regulación del IGBT determina directamente la potencia y el par de salida del vehículo, y también juega un papel vital en la eficiencia energética.

Además de los motores de accionamiento, se requieren componentes IGBT para los sistemas de control del aire acondicionado del vehículo, sistemas de asistencia a la dirección, etc.

En la pila de carga, también existe la necesidad de convertir la energía CC en energía CA, y el IGBT es indispensable.

Citando un conjunto de datos de China Investment Securities: los módulos IGBT representan el 10% del coste de los vehículos eléctricos y el 20% del coste de las pilas de carga.

En los próximos diez años, la electrificación será una tendencia importante y las pilas de carga serán uno de los nuevos proyectos de infraestructura. Por lo tanto, podemos prever plenamente el enorme valor beneficioso de los IGBT y también podemos sentir la urgencia de romper los grilletes.

Arriba tomamos principalmente como ejemplo los vehículos de nuevas energías. De hecho, los IGBT tienen una amplia gama de campos de aplicación, como 3C digital, redes inteligentes, tránsito ferroviario, etc.

Además, los IGBT se dividen según los niveles de voltaje. En términos generales, cuanto mayor es el voltaje, mayores son los requisitos técnicos de los IGBT y mayor es el umbral de producción. Por ejemplo, los ferrocarriles de alta velocidad, las redes inteligentes, etc. requieren voltajes de módulos IGBT superiores a 6500 V. Las barreras técnicas son muy altas y están monopolizadas principalmente por empresas como Infineon y Mitsubishi Electric.

De hecho, existe una larga cadena de estructura industrial que rodea a los IGBT, que incluye el diseño de productos, la fabricación de chips, las pruebas de embalaje, las pruebas de confiabilidad, la aplicación del sistema y otros vínculos. Por tanto, todas las inversiones se realizan en forma de bases industriales.

En el camino hacia la autoinvestigación de IGBT, debemos superar problemas como "un alto umbral de diseño, una tecnología de fabricación difícil y una gran inversión de capital".

Por ejemplo, cada proceso de producción de IGBT requiere equipos especializados. Inicialmente, deben importarse del extranjero, pero no pueden venderlos. Basta consultar el infame Acuerdo de Wassenaar para averiguarlo.

Una breve divulgación científica: Tras el final de la Segunda Guerra Mundial, comenzó la Guerra Fría entre Estados Unidos y la Unión Soviética con el fin de evitar que el campo soviético desarrollara armas de alta gama, en noviembre de 1949. , 17 países, encabezados por Estados Unidos e incluidos el Reino Unido, Francia y Japón, el país estableció el "Comité de Coordinación de París" en París para restringir a los estados miembros la exportación de tres categorías principales de productos: armas y equipos militares, corte. productos de tecnología de punta y materiales raros al campo contrario.

Después del fin de la Guerra Fría, esta asociación fue disuelta. Sin embargo, en 1996, 33 países, principalmente occidentales, firmaron el Acuerdo de Wassenaar en Viena, que era exactamente igual al Comité de Coordinación de París de ese año. Embargaba el comercio y las ventas, y obviamente tenía como objetivo a nuestro país. Después de todo, Rusia ahora también es miembro del Acuerdo de Wassenaar.

Así que el desarrollo de nuestra industria de semiconductores es difícil. Estos son los "grilletes del pecado original" que tenemos colgados al cuello.

Al comienzo del artículo, mencionamos que varios proyectos IGBT nacionales están acelerando su implementación, lo cual es una noticia emocionante. A juzgar por el patrón de cantidad de IGBT utilizados en vehículos de nueva energía en 2019, BYD, una fuerza nacional, ocupó el segundo lugar, con una participación de mercado del 18,0%.

A finales de 2018, BYD lanzó la tecnología IGBT 4.0 para automóviles, con una especificación de voltaje de 1200 V, una reducción del 20 % en el consumo total de energía y un aumento del 15 % en la capacidad de salida de corriente. Reunir estos datos puede considerarse un gran avance contra las barreras técnicas extranjeras.

Star es otra fuerza nacional. En 2019, el número de IGBT para vehículos de nueva energía fue de 17.129 conjuntos, con una cuota de mercado del 1,6%. Al mismo tiempo, Star ha ampliado su negocio IGBT a las industrias de control industrial y suministro de energía, electrodomésticos blancos de frecuencia variable y otras industrias, y está prosperando.

Sin embargo, cabe señalar que los IGBT nacionales todavía están alcanzando a sus homólogos internacionales. Debido a que el propio IGBT también se actualiza de forma iterativa, se desarrollan temprano y se iteran más rápido. Tomando como ejemplo a Mitsubishi Electric, la última tecnología IGBT ha superado a la séptima generación.

En comparación con los estándares internacionales, la tecnología IGBT 4.0 para automóviles de BYD pertenece a la quinta generación, y Star tiene tecnología de sexta generación para lanzar.

Después de escalar una montaña, aún queda otra montaña por escalar.

Mirando más allá, IGBT es la necesidad urgente actual, pero no es el final. La próxima oportunidad es el SiC (carburo de silicio), que se espera que mejore aún más la eficiencia de conversión de energía.

Los emprendedores tienen un camino difícil por delante, y en realidad no es fácil, pero ser capaz de romper las barreras técnicas internacionales es aún más digno de elogio. Un día romperemos todos los grilletes que nos "atacan el cuello" y seremos verdaderamente fuertes.

El autor de este artículo es Cao An, la pandilla de los coches que patean

Este artículo proviene del autor de Autohome Chejiahao y no representa los puntos de vista ni las posiciones de Autohome.