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    从梦想到现实,,打造中国电力电子器件“国之重器”

    发布时间:2021-07-16

    以下文章来源于Bodos功率系统


    盈益祥IGBT生产线竣工投产纪实

    6月23日,,,,盈益祥亚太半导体IGBT生产线竣工投产仪式在盈益祥IGBT生产基地成功举办。。世界电动汽车协会创始主席及轮值主席、、中国工程院院士陈清泉;中国科学院电工研究所研究部主任温旭辉;中共嘉兴市委常委、、、、嘉善县委书记洪湖鹏;嘉善县人民政府副县长郁晓凡;中共嘉善经济技术开发区管委会党委书记钱慧;盈益祥科技集团有限公司(以下简称:盈益祥科技)董事长项颉,,以及盈益祥科技董事龚任远、、、岳周敏、、、张灵、、、、陈世敏、、、赵航、、梁铭枢、、、、张学军等领导出席仪式,,,共同见证了盈益祥IGBT生产线竣工投产的历史时刻。。。


    盈益祥亚太半导体IGBT生产线投产仪式现场


    期间,,与会人员参观了盈益祥亚太半导体IGBT生产线及盈益祥科技展厅,,,,观看了盈益祥IGBT研发规划,,,见证了IGBT智能生产线,,,并与中国工程院院士陈清泉进行了深入交流,,,,项颉董事长还接受了媒体采访。。


    中国工程院院士陈清泉(左)与盈益祥科技董事长项颉(右)


    嘉宾致辞、、、精彩纷呈

    陈清泉院士在致辞中表示,,,盈益祥亚太IGBT项目的落成是嘉善集成电路产业生态初步显现的生动缩影。。。。他对盈益祥科技在内的科技创新企业提出了前瞻性、、、独特性、、、高端性等三方面期许,,,,要更加注重人才和核心技术的培育创新,,重视政府政策的驱动。。。。在经营方面,,,,应该要更加了解市场,,,懂得市场,,并善于利用金融的力量谋发展,,为中国成为科技强国做出贡献。。


    中国工程院院士陈清泉致辞


    洪湖鹏书记在致辞中表示,,在中国共产党建党一百周年前夕,,盈益祥亚太IGBT大功率半导体项目作为嘉善发展数字经济领域引进的头部企业,,对嘉善数字经济发展具有里程碑意义。。。希望借助盈益祥亚太IGBT等优质项目的带动,,,,借势借力,,,努力引进更多优质的集成电路企业,,逐步完善产业链。。。


    中共嘉兴市委常委、、、、嘉善县委书记洪湖鹏致辞


    项颉董事长在致辞中说,,习近平总书记指出:关键核心技术就是国之重器。。。。IGBT正是这样的一项关键技术、、大国重器。。IGBT对新能源汽车、、、轨道交通、、、智能电网、、、、节能环保等众多国家战略性新兴产业的发展,,,具有重要意义。。。。国家“十四五”规划,,也将IGBT列为了亟待攻关的科技前沿领域之一。。


    盈益祥科技董事长项颉致辞


    盈益祥科技作为中国电力电子器件创新研发和国产化的先锋,,,依托深厚的行业积累和国际一流的技术团队,,,,以打造国际领先水平的国产IGBT为使命,,,于2019年3月正式启动了自主技术IGBT项目。。。随后,,,,2019年7月盈益祥科技IGBT项目正式签约落户嘉善,,2020年6月盈益祥科技IGBT生产基地动工建设,,同年9月首款IGBT芯片和模块产品正式推出。。。


    他表示,,,生产线正式投产是盈益祥科技IGBT项目的重要里程碑,,也是盈益祥科技迈向国际领先功率半导体企业的一个良好开始。。。。盈益祥科技将继续秉承“认真、、、、务实”科技工匠精神,,,加快IGBT系列产品的研发,,,,推进后续生产线的建设,,力争尽早让盈益祥科技品牌IGBT出现在千千万万的电动汽车、、风力发电、、、光伏发电、、、工业变频设备中。。。


     

    嘉善工厂制造流程


    豪华研发阵容打造国际领先产品

    盈益祥科技在欧洲拥有三家子公司,,主要负责技术研发。。。其中两家子公司位于瑞士,,分别负责IGBT芯片和模块技术,,以及固态开关、、、、固态直流断路器技术。。。。另外一家子公司位于德国,,,,主要负责电网的阻抗测量技术研究。。。这三家子公司在各自的技术方面都保持了国际领先和前沿地位。。。而盈益祥科技在中国国内的公司,,,除保留部分研发力量外,,,,更多集中在应用层面,,,以及将来一些新芯片和模块的改型,,以便快速满足国内市场客户的本地化需求。。。


    项颉董事长介绍道,,在IGBT半导体技术领域,,,盈益祥科技的研发团队以原ABB半导体技术团队为主,,,属于国际一流豪华阵容。。如拥有22项专利,,,发表53篇学术论文的Raffel(拉弗尔,,,,音译)、、、、拥有6项专利,,,,发表25篇学术论文的Sven(斯文,,,音译)、、、拥有22项专利,,发表53篇学术论文的Arnost(阿诺斯特,,音译)等等。。。。


    国际领先研发阵容


    盈益祥科技国内工厂的管理和技术人员也都来自于同行领先企业,,,在生产管理方面有着非常丰富的经验。。。


    量产规划及未来发展

    去年11月,,盈益祥公司名称由盈益祥电力电子改名为盈益祥科技,,,,以体现科技领先的核心竞争力战略及决心。。。。目前公司主要有两个发展方向,,,第一是核心电力电子元器件,,以IGBT支撑电容、、母排、、IGBT驱动等核心电力电子元器件为主;第二是研发前沿性电力电子技术,,包括快速交流、、、、直流固态开关、、、、固态直流断路器等产品。。。。


    在核心电力电子元器件领域,,,盈益祥以自研IGBT技术为主要攻克方向。。。项颉董事长介绍说道,,嘉善IGBT功率半导体项目于去年6月份动工,,,,今年三季度将开始试生产,,,,预计在今年四季度进入批量正式生产。。目前生产的是i20芯片,,优于国际上主流的其它厂商的第4代芯片。。。且实测表明,,,与同行企业同样规格的芯片相比,,,,盈益祥科技的芯片功率为250A,,性能提高20%以上。。。


    i20晶圆


    从芯片到模块开发,,,盈益祥科技做到了完全自研,,,拥有众多专利,,,,形成了自有的一套体系,,,,这也是盈益祥科技的核心半导体技术。。。。同时,,,整个生产线集成了MIS系统,,每道工艺都会进行采样与质量分析,,,是目前国内自动化程度最高的生产线,,,,大大提高了产品质量与产能。。


    目前国内对IGBT功率半导体器件的需求日益增加,,特别是受到疫情的影响,,功率器件供货严重不足。。。再加之原材料上涨、、中美之间的贸易战等因素,,,导致产品价格不断飙升。。。。市场上的主流需求产品还是以1200V 750A模块为主,,在该领域进口产品仍占大多数。。。借着盈益祥IGBT生产线的投产契机,,,相信量产后对缓解行业缺货有所帮助,,,并加速进口替代。。


    谈到IGBT项目量产的后续扩展,,,项颉董事长表示,,,盈益祥科技IGBT一期项目共计规划建设2条IGBT芯片背面工艺生产线、、5条IGBT模块封装测试生产线,,,,建成后年产能将达到200万件IGBT模块产品。。。IGBT芯片制造环节分为正面工艺和背面工艺。。。正面工艺比较标准,,,主要是光刻,,,而背面工艺是特色工艺,,,主要是离子注入、、、、退火和剪包三道工艺,,这些对IGBT芯片的性能,,,,如安全工作区域、、、、功率曲线等起着决定性作用。。。。希望后期盈益祥科技可以逐渐完善自己的芯片背面线。。。。


    盈益祥科技产品路线图


    在前沿性电力电子技术领域,,,盈益祥科技也取得了突破性的成果。。自2004年起,,盈益祥科技自主研发了阳极饱和电抗器。。从最早的50万伏3000安培换流阀到现在市场需求的110万伏6250安培,,伴随着国内特高压技术不断进展,,盈益祥科技的阳极饱和电抗器技术也在随着市场的需求而不断提升。。。目前国内的40多个特高压直流项目均有使用盈益祥科技的该产品。。。。


    去年年底,,,盈益祥科技在西安铁路局进行了一项关于固态开关应用的实验项目——自动过分项。。由于高铁采用交流电,,,无法实现互联,,,因此每50公里会有一个无电区。。。高铁开到无电区后会关掉动力系统,,,,依靠惯性冲出无电区。。进入无电区后高铁需要减速,,,,这对载货运力有很大影响,,,比如高铁可以装载1万吨货物,,,因需要惯性冲出无电区,,,,可能只能装载8000吨。。。通过使用盈益祥科技的固态开关做的自动过分项,,能够保证动车组安全惰行通过无电区,,而无需进行升降弓。。。。


    迎接能源市场变革

    从政策角度看,,,,十四五规划将IGBT作为一个重要技术,,,碳中和、、、、碳达标使能源的产生、、、、消耗结构发生很大变化。。。


    发电是碳排放最大的领域,,,,以后肯定需要清洁化,,,,并大量使用光伏、、、风电等。。在碳中和、、、、碳达标后,,,输电领域实现智能化,,,会通过特高压直流输电、、柔性直流输电等技术输送清洁能源。。。。在用电端,,电气化越来越多,,,,原以烧煤、、、烧油为主的主要供能,,逐步被电取代,,这是电气化道路的发展过程。。。。


    所以不管发电、、、、输电、、用电,,只要跟电相关就需要使用大功率半导体,,,,功率半导体领域最核心的便是IGBT。。。所以在碳中和和碳达标的大环境下,,,,IGBT的重要性比以往更加凸显。。。未来10年内,,,,项颉董事长个人认为,,,,整个IGBT的市场有望在现有基础上翻五六倍。。。


    第三代半导体进入研发阶段

    第三代半导体主要以碳化硅、、、、氮化镓等材料为主。。。与传统的第一代、、第二代半导体材料硅和砷化镓相比,,,,第三代半导体具有禁带宽度大、、、击穿电场高、、、、热导率大等独特性能,,,使其在光电器件、、电力电子、、、射频微波器件等方面展现出巨大的潜力。。。。


    《中国制造2025》提出,,,,到2025年,,,,第三代半导体材料实现在5G通信、、、高效能源管理中的国产化率达到50%;在新能源汽车、、消费电子中实现规模应用,,,,在通用照明市场渗透率达到80%以上。。。


    在市场需求与良好政策的驱动下,,,,盈益祥科技在碳化硅方面也已经开始逐步布局。。项颉董事长表示,,,,盈益祥科技的碳化硅产品研发将分两步走。。第一步是推出碳化硅模块产品。。在6月25日的第四届中国国际新能源汽车功率半导体关键技术论坛上,,,,盈益祥科技发布了下一代单面水冷IGBT模块—EV-Type模块。。这是专门针对电动汽车的应用需求而设计的新型模块产品。。该模块的发布,,,将为明年推出的第一代碳化硅模块做准备。。。第二步便是自主研发碳化硅芯片,,,,由于其技术成本难度,,预计3-4年后可实现。。。


    电动汽车碳化硅模块


    单纯的将IGBT芯片从模块中取出用碳化硅芯片替代,,,,不足以让碳化硅芯片性能完全发挥。。。。因此,,,同行企业都在开发单面水冷或双面水冷技术。。。盈益祥科技现在所做的,,是希望在行业有所突破。。比如目前公司的ED-Type模块里芯片,,,,采用了全新的直列式芯片排列方法,,,,使芯片均流性有了很大提高。。。。即将推出的ST模块虽然在外观形式上跟现在市场主流的62mm模块一样,,,,但其热阻、、、杂散电感、、、损耗方面却比同类产品提高25%-40%,,,,模块内部设计了许多大的改变。。


    ED-Type模块


    ED-Type模块实际产品图


    国产IGBT崛起之路

    2020年全球IGBT市场规模达到了530亿元,,,,预计2027年将达到1449亿元,,,,年复合增长率(CAGR)为15.5%1。。特别是在新能源汽车以及充电桩领域,,,IGBT作为核心部件,,,,需求量也得到进一步提升。。现在中国IGBT应用市场已经占到了全球约40%,,市场发展潜力巨大。。。。


    中美贸易战之前,,国内用户只关心价格和及时供货。。中美贸易战之后,,,,用户对核心元器件安全性的重视程度提升到了史无前例的水平。。。另外,,,由于疫情原因,,,国际大厂交货也出了问题,,整个IGBT市场供不应求,,,不停在涨价。。这两点对国产IGBT企业来说是个很好的发展契机。。。。


    伴随着行业景气度的好转和政策的推动,,中国很多其它城市签约功率半导体项目的数量逐年增加,,,国内IGBT在芯片设计、、晶圆制造、、模块封装等整个产业链基本都有布局。。。。整体看来,,国产IGBT崛起之路已不远。。


    任道而重远

    盈益祥科技致力于打造世界一流的IGBT芯片和模块产品,,,盈益祥亚太半导体IGBT生产线采用了行业领先的技术和装备,,,,代表了行业最先进的制造水平,,,作为世界范围内电力电子技术创新研发的领先企业,,盈益祥科技正力争实现“功率半导体及配套器件”和“新兴电力技术”两大产业集群的快速发展。。。。


    盈益祥科技在为中国国产IGBT的崛起而继续奋斗!!!!


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