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中国高铁跃动“中国芯”—新闻—科学网

发布时间:2017-12-04 阅读:

  中国高铁跃升“中国核心” - 新闻 - 科技网

  6月26日11时05分,两行文艺复兴时期的数字同时从北京和上海开始。这是中国标准动车组的正式出台,中国标准和最终中国核心大功率IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor,绝缘栅双极晶体管)技术,正在悄然控制机车的自动控制和功率转换。

  这被称为现代轨道车辆技术,德国,日本等国控制30年的皇冠上的宝石。目前,株洲电力机车研究所有限责任公司(以下简称株洲南车)在研发方面取得突破,实现了自主定位。

  国家问题

  高速,重载是现代机车车辆装备发展的两个重要方向。两者的关键在于为机车提供强大而持续的牵引电力牵引系统。牵引电力驱动系统是一种一sla大小的IGBT模块,是一种生命线。

  过去,中国的机车车辆用IGBT模块必须从德国和日本进口,特别是在高档IGBT器件中,对中国人来说也是不适合的。2008年,随着高速铁路建设的加快需求翻倍的情况下,8线动车组将需要152个芯片,成本高达200万元,中国每年需要10万芯片,总金额高达12亿元。

  株洲中IGBT项目研发负责人表示,国际产品销售市场中国不是重中之重,我们购买的价格昂贵,一个模组达到1万多元,而且只能购买成品,产品交货周期很长。

  IGBT器件技术分为芯片,模块封装和应用测试三大块。芯片技术是最关键的技术之一。

  以7200千瓦大功率交流动力机车为例,手掌大小的IGBT模块中共有36个钉子大小的芯片并行放置。每个芯片都有50,000个称为单元的电子单元。这些单元对应于IGBT的单元,并且能够以每秒钟的部分进行快速电流转换。并且在芯片的指甲尺寸上甚至可以处理50,000个细小的毛细胞,就像针刺绣的难度一样。

  2007年,国家有关部委把IGBT器件技术作为中国重大专项,投入巨资,集中研发,但进展缓慢。

  男:突破

  株洲中车在上个世纪60年代研究所,从零开始电动车电气系统的研究,设计,制造,一直依靠自身的实力,联合主机厂生产出第一个新中国的第一台电力机车,并首次将硅整流器取代传统的导频整流器,开启了国内电力机车电力电子时代。

  2006年,公司成功研制出世界上第一台6英寸晶闸管,这是世界上最大的晶闸管直径,最大电流和电压容量,使中国的80多伏特高压直流输电成为现实。

  2007年底,全球金融危机给株洲株洲带来了机遇。

  英国老牌丹尼斯半导体公司成立于1956年,是因为陷入困境的金融危机。时代电气股份有限公司是世界上最早的IGBT技术研发制造商,公司拥有4英寸的生产线,由于资金和应用平台的不足,发展速度较慢,2008年10月31日,中国汽车株式会社的子公司,成功收购丹麦半导体75%的股权,成为中国轨道交通装备企业首个海外项目。

  2010年5月,株洲电机股份有限公司在中国成立了功率半导体研发中心,成为中国轨道交通装备制造企业第一个海外研发中心,重点发展新的新一代IGBT芯片技术,新一代高功率密度IGBT模块技术和新一代碳化硅功率器件技术等尖端基础技术,并派出了一批以上技术专家从英国到那里。

  株洲投巨资投入汽车,建成多年梦想的丹尼克斯6英寸IGBT芯片生产线。随后,更多的国内技术人员来到英国,新开发了1700多伏及以上的高档IGBT模块。双方成功合作,共同为下一代大功率IGBT芯片技术的研究,生产。

  高端技术

  2013年12月27日,来自中国科学院,中国工程院的四位院士和10多位国内知名专家齐聚株洲株洲汽车。一块银白色的指甲大小的芯片,触发阵阵惊人。

  这是中国首家自主研制开发的最大电压等级,功率密度最高的6500伏高压IGBT芯片。整体技术成果在国际领先水平上填补国内同行业空白,实现中国在高端IGBT技术领域具有国际先进水平,具有重大的战略意义。

  高铁每列使用3000〜5000芯片,开店面积为1平方米,成交量为兆瓦级,芯片故障将导致高速铁路故障。无论是轨道交通还是新能源,工业变频,都高度依赖。

  珠海株洲半导体事业部副总经理罗海辉表示,从IGBT芯片的早期发展到产业化,在国家战略的引导下,他说,每个IGBT需要经过200多个涉及机械,半导体,材料和化学等复杂领域的工艺。目前,国际上只有少数国家可以生产大功率IGBT芯片。

  目前,株洲汽车已投入14亿元建设中国第一座8英寸IGBT芯片生产基地,成为目前唯一一家全面掌握IGBT芯片技术研发,模块封装测试及系统应用的企业,其技术可以成为世界顶级公司,而价格远低于竞争对手。

  2015年,中国自主研发的大功率IGBT芯片首次出国并出口印度。

  目前,中国汽车工业株洲研究院与中国科学院微电子研究所共同开展以碳化硅(SIC)为基础材料的新型IGBT技术的研究和开发,已经成功开发出一款芯片样片,搭建包模型。这意味着中国的半导体产业向前迈进了一大步。

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