高铁“核芯”产业化在我省取得重大突破

高铁时速如何达到380公里？大功率IGBT（绝缘栅双极晶体管）模块是其必不可少的功率“核芯”。3月12日，在中国北车永济电机西安永电公司，技术人员对封装好的IGBT模块进行了测试。该公司突破了IGBT产业链中设计封装、制造、测试及应用环节一系列技术难题，实现了国产高压大功率IGBT模块的产业化。

IGBT具有高频率、高电压、大电流、易开通和关断等性能特点，是国际上公认的电力电子技术第三次革命的代表性产品，可广泛应用于轨道交通、风力发电、光伏发电、电动汽车、直流输变电、工业变频、家用电器等领域。长期以来，IGBT产业链核心关键技术均被国外公司垄断。为满足我国轨道交通建设和新能源发展的迫切需求，西安永电公司和西安理工大学、西安工程大学进行产学研合作，共同开展IGBT产业核心关键技术攻关，其承担的“高压大功率IGBT模块研制及产业化”项目荣获陕西省2014年度科学技术奖一等奖。

在生产车间，记者见到了大小、形状各异的IGBT模块。据技术人员介绍，这些产品外观看似平常，实际上它们的设计、工艺、测试、应用过程极为复杂，技术含量非常高。为了达到额定电流等级，往往需要多个IGBT芯片和FRD芯片并联使用。由于芯片参数各异，技术人员需反复试验，完成芯片的筛选、配组及芯片的排布设计。同时，由于IGBT模块封装材料种类繁多，需要根据IGBT模块要求的电气特性，综合考虑材料之间的匹配性及成本来选取材料。此外，技术人员还需攻克结构设计、焊接、键合、灌封、测试环节中一系列技术难题，才能确保IGBT模块产品的高可靠性。

在研发过程中，西安永电公司成功突破了一系列关键核心技术，打破了国外技术垄断，创造了多个国内第一。为了提升模块设计效率，节约设计成本，公司在国内率先开发了IGBT模块仿真系统，用于模块热、磁、力等特性的仿真，形成了一系列自主知识产权。同时，在IGBT模块封装设计与制造、可靠性设计与评测、驱动保护电路设计与测试等环节，公司也拥有多项自主知识产权。截至目前，项目共申请专利130余项，发表论文28篇。

据介绍，公司的研发产品已实现在机车牵引变流装置、地铁变流器、风电变流器、光伏逆变器、工业变频器、汽车变流装置中的广泛应用，大大推动了我省乃至全国IGBT产业发展。