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比亚迪:新能源车“中国芯”诞生记

2018-12-12 13:03 来源: 中国发展门户网

中国网/中国发展门户网 (记者焦梦)中国已经是新能源汽车的第一消费市场,如何实现从新能源汽车大国到强国的转变?自主创新是绕不开的必由之路。12月10日,比亚迪在宁波发布了核心科技IGBT4.0,为中国车企实现“变道超车”迈出了坚实的步伐。

据了解,IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor,绝缘栅双极型晶体管)是新能源汽车最核心的技术,其好坏直接影响电动车功率的释放速度。

比亚迪:新能源车“中国芯”诞生记

比亚迪制造的IGBT4.0晶圆

“电流与电动汽车的内在关系,有点像血液之于人的作用。IGBT直接控制直、交流电的转换,同时对交流电机进行变频控制,决定驱动系统的扭矩(直接影响汽车加速能力)、最大输出功率(直接影响汽车最高时速)等,被称为电力电子装置的‘CPU’。 因此,一块IGBT模块尽管只有巴掌大小,却是驾驭一台庞大装备的‘命脉’”,比亚迪第六事业部兼太阳能事业部总经理陈刚向记者介绍说。

据悉,IGBT在未来3-5年将继续成为制约新能源汽车行业发展的主要瓶颈之一:IGBT作为新能源汽车核心零部件,其在整车成本中的占比约5%。IGBT因技术难、投资大,与动力电池一起,被业内称为新能源汽车核心技术的“珠穆拉玛峰”,长期以来制约了新能源汽车的大规模商业化。

来自第一电动研究院发布的《2017年中国动力电池产业发展报告》数据显示,目前电池产业发展较快,涌现出以比亚迪为代表的众多国内动力电池企业,引领全球动力电池的发展,2017年国内动力电池产量达44.5GWh,已基本满足了新能源汽车的配套要求。

但我国IGBT的发展却严重滞后,中高端IGBT产能严重不足,长期依赖国际巨头,导致“一芯难求”。根据世界三大电子元器件分销商之一富昌电子(Future Electronics LTD)的统计:2018年,应用于新能源汽车的IGBT模块的交货周期最长已经达到52周。而2018-2022年全球新能源汽车产量年复合增长率达30%,但同期车规级IGBT产量的年复合增长率仅为15.7%。因此可以预见,未来几年全球车规级IGBT市场的供应将愈加紧张。

据介绍,此次发布的IGBT4.0,在芯片损耗、模块温度循环能力、电流输出能力等关键指标上,均已达到全球领先水平,产品良率达到了98%,成为车用IGBT的标杆性产品。“从现在起,我们和欧洲、日本的厂商已经站到了同一起跑线。”陈刚说。

13年自主研发成就强劲“中国芯”

这么至关重要的元器件,制造难点在哪?比亚迪第六事业部高级研发经理吴海平介绍,要在指甲盖大小的方寸之间,植入几十万个微小的IGBT元胞,这就对材料、设计、工艺等各环节的要求都要求极高,需要大量资金和技术投入。制造环节更是对环境和设备提出了极为苛刻的要求:生产车间要达到一级洁净度标准,每平方英尺的微尘不能超过1个;生产用水需要使用超纯水,普通的水需要经过二十多道净化才可以达标。产品检测需要用到50万倍的扫描电镜。

长期以来,IGBT的核心技术始终掌握在国外厂商手里。比亚迪董事长王传福很早就意识到,电动汽车未来的竞争,将围绕电池、IGBT等核心技术展开。因此一早就下定决心,自主研发。当外界还不看好电动车的前景、甚至对IGBT还不太了解的情况下,在2003年就开始布局电动车的比亚迪,就预见IGBT将会是影响电动车发展的关键技术,在研发团队组建、产线建设等各方面投入重金,默默布局IGBT产业。

2005年,比亚迪组建IGBT研发团队,正式进军IGBT领域。2008年10月,比亚迪收购宁波中纬半导体晶圆厂。比亚迪品牌及公关处总经理、总裁办公室主任李巍回忆,收购当天比亚迪的股价一落千丈,被当时很多投资人和媒体认为“不务正业”“看不出与汽车、电池产业有什么联系”。

一只由本土工程师团队组成的研发力量,就这样在外界的质疑声中,顶着“纯烧钱”的压力,默默地向这一核心技术发起冲锋。从零起步,13年光阴,千百次的实验,百转千回的创新之路充满了艰辛和汗水。

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