Penjelasan detail teknologi chip IGBT: mengapa disebut sebagai "teknologi inti" di bidang kendaraan listrik

Ada berbagai jenis chip. Hari ini, saya ingin memperkenalkan sejenis IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), yang sangat erat kaitannya dengan kehidupan kita. Chip ini banyak digunakan pada kendaraan listrik. 
   
IGBT adalah chip yang digunakan untuk kontrol keluaran motor AC pada kendaraan listrik, lokomotif kereta api, dan beberapa unit lainnya. IGBT secara langsung mengontrol konversi antara arus searah dan arus bolak-balik, yang menentukan torsi sistem penggerak dan daya keluaran maksimum. Jadi, kemampuan akselerasi, kecepatan tertinggi, dan efisiensi energi mobil Anda semuanya bergantung padanya. IGBT menghabiskan sekitar setengah dari biaya sistem penggerak motor, atau 5% dari keseluruhan biaya kendaraan, dan merupakan komponen termahal kedua pada keseluruhan kendaraan listrik (komponen dengan biaya tertinggi pertama adalah baterai). Tidak berlebihan jika dikatakan bahwa ini adalah “teknologi inti” di bidang kendaraan listrik. Secara struktural, IGBT memiliki tiga arah pengembangan utama: 1. Struktur vertikal IGBT: tipe NPT dengan kolektor non-transparan, tipe PT dengan lapisan penyangga, tipe NPT dengan kolektor transparan dan tipe pemutus medan listrik FS; 2. Struktur gerbang IGBT: mekanisme gerbang planar dan struktur Trench; 3. Teknologi pemrosesan wafer silikon: teknologi pertumbuhan epitaksial, kristal tunggal silikon peleburan zona; Menurut teknologi pengemasan, modul IGBT dapat dibagi menjadi dua jenis: jenis pengelasan dan jenis crimping. Secara umum, modul IGBT tegangan tinggi sebagian besar dikemas dengan penyolderan standar, sedangkan modul IGBT tegangan menengah dan rendah memiliki banyak teknologi baru, seperti penyolderan dengan sintering dan pengikatan kawat dengan kontak tekanan. Dengan terus berkembangnya teknologi chip IGBT, suhu sambungan kerja tertinggi dan kerapatan daya chip terus meningkat, dan teknologi modul IGBT juga harus beradaptasi dengannya. Di masa depan, teknologi modul IGBT akan ditingkatkan seputar "pengelasan dan pemasangan bagian belakang chip" dan "interkoneksi elektroda depan". Bidang Aplikasi Utama IGBT Sebagai perangkat utama perangkat semikonduktor daya baru, IGBT telah banyak digunakan dalam bidang industri tradisional seperti industri, 4C (komunikasi, komputer, elektronik konsumen, elektronik otomotif), kedirgantaraan, serta bidang industri strategis yang sedang berkembang seperti angkutan kereta api, energi baru, jaringan pintar, dan kendaraan energi baru. 1. Modul IGBT kendaraan energi baru memainkan peran penting dalam kendaraan listrik, dan merupakan komponen teknis inti kendaraan listrik dan tumpukan pengisian daya. Modul IGBT menyumbang hampir 10% dari biaya kendaraan listrik dan sekitar 20% dari biaya tumpukan pengisian daya. IGBT terutama digunakan dalam aspek-aspek berikut di bidang kendaraan listrik: a) sistem kontrol listrik menggerakkan motor mobil setelah inverter DC/AC daya tinggi; b) inverter arus searah/arus bolak-balik (DC/AC) daya rendah dari sistem kontrol pendingin udara yang dipasang di kendaraan, menggunakan IGBT dan FRD； dengan arus rendah; c) modul IGBT dalam tumpukan pengisian cerdas dari tumpukan pengisian digunakan sebagai elemen sakelar; 2. IGBT jaringan pintar digunakan secara luas di sisi pembangkitan daya, transmisi, transformasi, dan konsumsi daya jaringan pintar. Dari sisi pembangkitan daya, modul IGBT diperlukan untuk penyearah dan inverter dalam pembangkitan daya angin dan pembangkitan daya fotovoltaik. Dari sisi transmisi, teknologi transmisi fleksibel FACTS dalam transmisi UHVDC membutuhkan sejumlah besar perangkat daya seperti IGBT. Dari sisi gardu induk, IGBT adalah perangkat utama transformator elektronika daya (PET). Dari sisi konsumsi daya, ada permintaan besar untuk IGBT untuk listrik rumah tangga, oven microwave, driver lampu LED, dll. 3. Perangkat IGBT Transit Kereta Api telah menjadi perangkat elektronika daya utama untuk konverter traksi dan berbagai konverter tambahan kendaraan angkutan kereta api. Teknologi penggerak AC merupakan salah satu teknologi inti angkutan kereta api modern. Dalam sistem penggerak AC, konverter traksi adalah komponen utama, dan IGBT adalah salah satu komponen inti konverter traksi.