IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor),是绝缘栅双极型晶体管的英文缩写,作为一种复合全控型电压驱动式功率半导体器件,IGBT是电机控制器的核心。英飞凌科技公司于1999年4月1日在德国慕尼黑正式成立,是全球领先的半导体公司之一。其前身是西门子集团的半导体部门,于1999年独立,2000年上市。早在1993年,西门子就推出了第一代的IGBT的系列产品。2007年,英飞凌正式推出了汽车级的IGBT,至今已有10年的历史。
英飞凌作为半导体元器件的核心供应商,针对不同企业提供差异化的产品,在扩大现有产品产能的同时也在加速碳化硅(SiC)产品的研发。
“经验的积累和对行业的了解,对于核心的元器件来说是非常非常重要的。”徐辉认为,“其实IGBT的技术各大企业都可以研究出来,但是实际上IGBT的关键是一个经验的积累,这一点英飞凌有自己独特的优势。”
针对整个汽车产业链,英飞凌提供三类可以供客户来选择的产品:裸片(圆晶,是指硅半导体集成电路制作所用的硅芯片)、分离式器件和模块。徐辉认为,客户可以根据自己的需自由选择所需要产品,模块化产品集成度很高,对系统的要求相对就低一些,对企业来说固然是最好的选择。当然企业也可以自己做封装,选择分离式产品。
中国中车集团专家郭淑英介绍,国产车辆主要与国产电控系统相配套,但关键核心部件仍有赖于进口。不过,随着技术的发展,已经有部分企业开始自己研发电机控制器。精金电动CTO蔡蔚表示,比亚迪在量产车型宋上就应用了自己研发的IGBT模块,成本能控制在2000~3000元。
国内对于半导体功率器件重视程度还如欧美国家,目前国内新能源整车企业都采用英飞凌半导体器件,比亚迪也是由英飞凌提供晶圆,自己来制作IGBT模块。
近些年,英飞凌一直在布局新能源汽车。在德国的Dresden(德累斯顿)和马来西亚Kulim(吉打州),英飞凌都已建设工厂来量产圆晶,来满足日益火爆的汽车市场。
作为新兴工艺,碳化硅的绝缘破坏电场强度是传统硅器件的9倍多,因此使用碳化硅工艺生产的功率器件导通电阻更低,芯片尺寸更小。此外相比普通硅功率器件,碳化硅器件的工作频率更高,也能够耐受更高的环境温度。因此在高压功率市场,碳化硅器件简直是IGBT的完美替代者。
但是,碳化硅器件的价格是原有硅器件的3倍。高昂价格自然阻碍了碳化硅功率器件的应用推广,用户只有在对性能与可靠性要求极为严苛时,才会考虑使用碳化硅产品。英飞凌也在逐步加速对碳化硅产品的研发,推进新型产品的大规模应用。