Подробное объяснение технологии чипов IGBT: почему ее называют «основной технологией» в области электромобилей

Существуют различные виды микросхем. Сегодня я хотел бы представить вам разновидность IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), которая тесно связана с нашей жизнью. Эта микросхема широко используется в электромобилях. 
   
IGBT — это микросхема, используемая для управления выходной мощностью двигателя переменного тока электромобилей, железнодорожных локомотивов и моторвагонного подвижного состава. IGBT напрямую управляет преобразованием постоянного тока в переменный, что определяет крутящий момент приводной системы и максимальную выходную мощность. Таким образом, от этого зависят ускорение вашего автомобиля, максимальная скорость и энергоэффективность. На IGBT приходится около половины стоимости системы привода двигателя, составляя 5% от общей стоимости транспортного средства, и это второй по стоимости компонент всего электромобиля (первым по стоимости является аккумулятор). Не будет преувеличением сказать, что это «основная технология» в области электромобилей. Конструктивно IGBT имеет три основных направления развития: 1. Вертикальная структура IGBT: тип NPT с непрозрачным коллектором, тип PT с буферным слоем, тип NPT с прозрачным коллектором и тип с отсечкой электрического поля FS; 2. Структура затвора IGBT: планарный механизм затвора и траншейная структура; 3. Технология обработки кремниевых пластин: технология эпитаксиального роста, зонная плавка монокристаллов кремния; По технологии корпусирования модули IGBT можно разделить на два типа: сварного типа и обжимного типа. Как правило, высоковольтные модули IGBT в основном монтируются с помощью стандартной пайки, в то время как модули IGBT среднего и низкого напряжения имеют множество новых технологий, таких как пайка спеканием и присоединение проводов прижимным контактом. В связи с непрерывным развитием технологии IGBT-микросхем максимальная температура рабочего перехода и плотность мощности микросхемы постоянно растут, и технология IGBT-модулей также должна к этому адаптироваться. В будущем технология IGBT-модулей будет усовершенствована в направлении «сварки и фиксации задней части кристалла» и «соединения передних электродов». Основные области применения БТИЗ Являясь основным прибором новых силовых полупроводниковых приборов, БТИЗ широко используется в традиционных промышленных областях, таких как промышленность, 4С (связь, компьютеры, бытовая электроника, автомобильная электроника), аэрокосмическая промышленность, а также в стратегически новых промышленных областях, таких как железнодорожный транспорт, новая энергетика, интеллектуальные сети и транспортные средства на новых источниках энергии. 1. Модуль IGBT нового энергетического транспортного средства играет важную роль в электромобиле и является основным техническим компонентом электромобиля и зарядного устройства. На модули IGBT приходится почти 10% стоимости электромобилей и около 20% стоимости зарядных станций. IGBT в основном используется в следующих аспектах в области электромобилей: a) электрическая система управления приводит в действие автомобильный двигатель после мощного преобразователя постоянного тока в переменный; B) маломощный преобразователь постоянного тока в переменный ток (DC/AC) системы управления кондиционером, установленной на транспортном средстве, использующий IGBT и FRD с низким током; C) модуль IGBT в интеллектуальном зарядном блоке зарядного блока используется в качестве коммутационного элемента; 2. IGBT-транзисторы для интеллектуальных сетей широко используются на этапах генерации, передачи, преобразования и потребления электроэнергии в интеллектуальных сетях. С точки зрения генерации электроэнергии модули IGBT необходимы для выпрямителей и инверторов в ветроэнергетике и фотоэлектрической промышленности. Что касается передачи, то гибкая технология передачи FACTS при передаче постоянного тока сверхвысокого напряжения требует большого количества силовых устройств, таких как IGBT. Со стороны подстанции IGBT является ключевым устройством силового электронного трансформатора (ПЭТ). С точки зрения энергопотребления существует большой спрос на IGBT для бытовых электроприборов, микроволновых печей, драйверов светодиодного освещения и т. д. 3. Устройства Rail TransitIGBT стали основными силовыми электронными устройствами для тяговых преобразователей и различных вспомогательных преобразователей рельсовых транспортных средств. Технология привода переменного тока является одной из основных технологий современного железнодорожного транспорта. В системе привода переменного тока тяговый преобразователь является ключевым компонентом, а IGBT — одним из основных компонентов тягового преобразователя.