電動汽車關(guān)鍵零部件IGBT發展現(xiàn)狀及趨勢分(fēn)析
1IGBT簡介
　　（1）IGBT（絕緣栅雙極晶體(tǐ)管）是由BJT（雙極型三極管）和MOS（絕緣栅型場(chǎng)效應管）組成的複合全控型電壓驅動式電力電子(zǐ)器(qì)件，既具有MOSFET的輸入阻抗高、控制功率小、驅動電路(lù)簡單、開關(guān)速度高的優點，又具有雙極功率晶體(tǐ)管的電流密度大、飽和壓降低(dī)、電流處理(lǐ)能(néng)力強的優點。 
　　（2）IGBT模塊是由一(yī)個(gè)或多個(gè)IGBT芯片分(fēn)别裝在絕緣的襯底上(shàng)，該襯底被固定在散熱用的銅基闆上(shàng)。為(wèi)便于系統組裝，且保持模塊内外的引線電感最小，模塊中還安裝有續流二極管。 
　　（3）IGBT主要應用領域包括工業控制、消費電子(zǐ)産品、計算(suàn)機和網絡通信領域等，電動汽車是IGBT的新(xīn)興應用領域，對IGBT有新(xīn)的要求。 
　　車用IGBT環境條件以及可靠性需求見表5～4。工業級和車用級IGBT可靠性要求對比見表5～5。 
　　2．國外發展情況傳統IGBT生(shēng)産廠家主要集中在歐、美、日。
　　其中，英飛淩、富士電機、三　菱電機、西(xī)門康等企業專門針對車用IGBT展開研究并成功推出産品，能(néng)滿足電動汽車需求，并在電動汽車上(shàng)得到較為(wèi)廣泛的應用。 
　　（1）英飛淩針對電動汽車推出Hybrid PACK系列IGBT模塊，目前有Hybrid PACKl和HybridPACK2兩種産品，最大功率為(wèi)20kW和80kW，分(fēn)别适用于輕混、全混汽車。另有Prime PACK系列IGBT模塊，能(néng)滿足更高的功率需求，可用于卡車和客車。 
　　（2）富士電機産品在豐田混合動力凱美瑞上(shàng)應用，其産品适用于10kW～120kW驅動電機系統。 
　　（3）三菱電機主要生(shēng)産IGBT模塊，分(fēn)立器(qì)件由瑞薩半導體(tǐ)（三菱電機與日立合資）生(shēng)産。其車用IGBT産品已經應用到本田和豐田等汽車廠商(shāng)的混合動力汽車上(shàng)。 
　　（4）西(xī)門康（Semikron）推出的無焊接IGBT模塊，采用英飛淩的芯片，适用于電動汽車用的22～150kW電機控制器(qì)。 
　　3．我國IGBT發展現(xiàn)狀
　　（1）我國IGBT剛剛起步，主要通過外購(gòu)IGBT芯片，進行傳統工業級标準模塊的封裝，主要企業有江蘇宏微、南(nán)京銀茂、嘉興斯達、威海星佳、廈門宏發等公司。另有部分(fēn)産業鏈下(xià)遊企業通過收購(gòu)介入功率半導體(tǐ)器(qì)件，如(rú)比亞迪和南(nán)車時(shí)代。部分(fēn)企業已開始研究車用大功率IGBT模塊。 
　　（2）研發能(néng)力IGBT的核心技術包括芯片和模塊封裝兩個(gè)方面。企業基本具備IGBT芯片設計能(néng)力，但(dàn)缺乏生(shēng)産制造能(néng)力，産業化(huà)尚待時(shí)日；企業通過引進國外設備和歸國人(rén)才，目前已基本具備模塊設計、封裝、檢測分(fēn)析能(néng)力，可實現(xiàn)IG鄄BT模塊的自主生(shēng)産。 
　　（3）産品情況現(xiàn)階段我國IGBT模塊一(yī)般集中在600V和1200V，電壓等級更高的産品在研發中，主要應用領域為(wèi)工業變頻器(qì)、焊機、感應加熱等。目前産品尚未能(néng)完全被國内客戶所接受，正處于市(shì)場(chǎng)客戶的認證期。企業也(yě)比較重視(shì)電動汽車領域，對車用IGBT模塊進行研發，日前僅有少量樣機應用，其産業化(huà)還有待産品技術的提升和市(shì)場(chǎng)的培育。
　　4．我國IGBT存在的主要問題
　　（1）IGBT芯片完全依賴進口，關(guān)鍵技術被國外大公司壟斷，國内難以實現(xiàn)突破，成本難以降低(dī)。 
　　（2）工業級産品的可靠性和穩定性與國外尚存在一(yī)定差距；車用IGBT基本處于研發階段，在可靠性和電磁兼容方面存在較大問題。

　　（3）我國大功率器(qì)件研發水平與國外差距較大，日前各企業技術研發力量薄弱，開發性人(rén)才以“海歸”為(wèi)主。 
　　（4）現(xiàn)有标準隻針對特定用途，缺乏車用級IGBT标準，不适用于産業化(huà)。 
　　我國電動汽車關(guān)鍵零部件發展建議(yì) 
　　1．存在的主要問題通過綜合分(fēn)析，我國電動汽車關(guān)鍵零部件存在的主要問題歸納如(rú)下(xià)：
　　（1）電動汽車零部件廠家對進入電動汽車行業比較謹慎，在電動汽車關(guān)鍵零部件上(shàng)主要依賴傳統産品的利潤和國家科研經費，研發後續投入與産業化(huà)投入不足，将直接影響零部件産業化(huà)發展。 
　　（2）目前國内産業聯盟中，整車廠與零部件廠雙方技術合作(zuò)不緊密，跨行業協作(zuò)開發存在困難，大多數産業聯盟實際合作(zuò)沒有開展。 
　　（3）零部件企業研發能(néng)力不足，缺乏核心研發人(rén)才，尤其是隔膜材料、電池系統集成、電力電子(zǐ)和電機控制系統方面的專業人(rén)才。 
　　（4）國内零部件生(shēng)産設備制造企業技術力量薄弱，部分(fēn)關(guān)鍵生(shēng)産設備依賴進口，導緻投資成本增加，影響産業化(huà)進程。 
　　（5）同前零部件标準體(tǐ)系尚不健全，尤其是關(guān)鍵電池材料、電池、電機、IGBT等，影響行業的健康發展。 
　　（6）電動轉向、電動空調、電動真空助力制動等電動輔助系統也(yě)未形成産業化(huà)，尚需進行産業化(huà)攻關(guān)。 
　　2．發展建議(yì)
　　（1）國家應切實加大資金(jīn)支持，組織聯合攻關(guān)。 
　　實施動力電池性能(néng)突破計劃，重點支持新(xīn)型動力電池及材料開發，争取掌握高比能(néng)量、低(dī)成本電池技術；增強驅動電機系統關(guān)鍵部件研發能(néng)力，提高産品集成化(huà)水平和電機系統性能(néng)；聯合攻克整車控制器(qì)開發中的共性技術，構建共性技術平台并積累數據；對IGBT行業進行規模化(huà)、連續化(huà)的投入，支持車用IGBT芯片和模塊研發。 
　　（2）國家應設立專項資金(jīn)，資助有條件、有實力的零部件企業進行産業化(huà)建設。 
　　針對工業基礎好(hǎo)(hǎo)、科研開發能(néng)力和産業化(huà)能(néng)力強的企業予以重點扶持，支持動力電池系統、驅動電機系統、整車控制器(qì)硬件、基礎材料、IGBT以及相關(guān)生(shēng)産設備的研發和生(shēng)産，尤其是車用動力電池和車用電機專用生(shēng)産線的建設，實現(xiàn)産品自主化(huà)，以支撐電動汽車産業化(huà)發展。 
　　（3）積極尋求創新(xīn)合作(zuò)模式，構建适宜的産業聯盟。 
　　建議(yì)整車企業和零部件企業組建合資公司，形成有效的商(shāng)業模式，以整車帶動零部件産業化(huà)的發展，有利于整車供應體(tǐ)系的形成。國家應對此類合資企業予以專項資金(jīn)扶持或稅收上(shàng)的優惠政策。 
　　（4）采取人(rén)才引進與培養雙管齊下(xià)的措施，逐步解決人(rén)才短缺問題。
　　國家應鼓勵企業引進國外人(rén)才，企業應與高校(xiào)聯合培養相關(guān)專業人(rén)才。尤其是電池隔膜、IGBT等高端研發人(rén)才嚴重缺乏的行業。 
　　（5）建議(yì)相關(guān)部門牽頭，聯合整車、零部件骨幹企業，共同制修訂零部件标準，健全零部件标準體(tǐ)系。 
　　①動力電池方面，應重點完善材料、電芯、模塊、系統的技術性能(néng)與安全标準，建立完善的評價體(tǐ)系，同時(shí)應根據動力電池産品的特殊性，完善售後服務(wù)要求，兼顧電池生(shēng)産廠家、整車企業和消費者三方的利益，規定合适的産品質量保證期。 
　　②驅動電機方面，應盡快(kuài)完善驅動電機系統标準，尤其是系統可靠性、耐久性預測與快(kuài)速評估方法等方面的标準。 
　　③整車控制器(qì)方面，應共同制定相關(guān)基礎性标準，尤其是整車控制器(qì)接口标準以及網絡通信協議(yì)标準，以提高整車控制器(qì)的通用性。 
　　5IGBT方面，應在行業發展初期規範行業标準，為(wèi)後續發展建立基礎。 
　　3．發展目标
　　（1）到“十二五”末，關(guān)鍵零部件及其原材料研發和生(shēng)産基本實現(xiàn)自主化(huà)。 
　　（2）形成較為(wèi)完整的産業鏈，滿足電動汽車産業化(huà)發展需求。