คำอธิบายโดยละเอียดเกี่ยวกับเทคโนโลยีชิป IGBT: เหตุใดจึงเรียกว่า "เทคโนโลยีหลัก" ในด้านยานพาหนะไฟฟ้า

ชิปมีหลายประเภท วันนี้ผมอยากจะแนะนำ IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) ชนิดหนึ่งที่มีความเกี่ยวข้องกับชีวิตของเรามาก ชิปชนิดนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในยานพาหนะไฟฟ้า 
   
IGBT เป็นชิปที่ใช้ควบคุมเอาต์พุตมอเตอร์ AC ของยานยนต์ไฟฟ้า หัวรถจักร และหน่วยต่างๆ หลายหน่วย IGBT ควบคุมการแปลงระหว่างกระแสตรงและกระแสสลับโดยตรง ซึ่งจะกำหนดแรงบิดของระบบขับเคลื่อนและกำลังขับสูงสุด ดังนั้นความสามารถในการเร่งความเร็ว ความเร็วสูงสุด และประสิทธิภาพการใช้พลังงานของรถคุณล้วนขึ้นอยู่กับมัน IGBT คิดเป็นประมาณครึ่งหนึ่งของต้นทุนระบบขับเคลื่อนมอเตอร์ คิดเป็น 5% ของต้นทุนยานพาหนะทั้งหมด และเป็นส่วนประกอบที่มีราคาแพงเป็นอันดับสองของยานพาหนะไฟฟ้าทั้งหมด (ต้นทุนที่สูงที่สุดอันดับแรกคือแบตเตอรี่) ไม่ใช่เรื่องเกินจริงที่จะกล่าวว่านี่คือ "เทคโนโลยีหลัก" ในด้านยานพาหนะไฟฟ้า ในทางโครงสร้าง IGBT มีทิศทางการพัฒนาหลักๆ 1 ประการ: XNUMX. โครงสร้างแนวตั้งของ IGBT: ประเภท NPT ที่มีตัวสะสมแบบไม่โปร่งใส, ประเภท PT ที่มีชั้นบัฟเฟอร์, ประเภท NPT ที่มีตัวสะสมแบบโปร่งใส และประเภทการตัดสนามไฟฟ้า FS; 2. โครงสร้างเกต IGBT: กลไกเกตแบบระนาบและโครงสร้างร่องลึก 3. เทคโนโลยีการประมวลผลเวเฟอร์ซิลิกอน: เทคโนโลยีการเจริญเติบโตแบบเอพิแทกเซียล ซิลิคอนคริสตัลเดี่ยวแบบหลอมโซน ตามเทคโนโลยีการบรรจุภัณฑ์ โมดูล IGBT สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภท: ประเภทการเชื่อมและประเภทการจีบ โดยทั่วไปโมดูล IGBT แรงดันสูงจะบรรจุโดยการบัดกรีแบบมาตรฐาน ในขณะที่โมดูล IGBT แรงดันปานกลางและแรงดันต่ำจะมีเทคโนโลยีใหม่ๆ มากมาย เช่น การบัดกรีโดยการเผาผนึกและการยึดลวดโดยการสัมผัสแรงดัน ด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีชิป IGBT อุณหภูมิบริเวณจุดทำงานสูงสุดและความหนาแน่นของพลังงานของชิปก็เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง และเทคโนโลยีโมดูล IGBT ก็ควรปรับให้เข้ากับมันเช่นกัน ในอนาคตเทคโนโลยีโมดูล IGBT จะได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้นโดยครอบคลุมถึง "การเชื่อมและการยึดด้านหลังของชิป" และ "การเชื่อมต่อระหว่างอิเล็กโทรดด้านหน้า" สาขาการใช้งานหลักของ IGBT IGBT เป็นอุปกรณ์หลักของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์กำลังไฟฟ้าใหม่ ซึ่งได้รับการใช้กันอย่างแพร่หลายในสาขาอุตสาหกรรมแบบดั้งเดิม เช่น อุตสาหกรรม 4C (การสื่อสาร คอมพิวเตอร์ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์) การบินและอวกาศ รวมถึงสาขาอุตสาหกรรมเกิดใหม่เชิงกลยุทธ์ เช่น ระบบขนส่งทางราง พลังงานใหม่ สมาร์ทกริด และยานยนต์พลังงานใหม่ 1. โมดูล IGBT ของรถยนต์พลังงานใหม่มีบทบาทสำคัญในรถยนต์ไฟฟ้า และถือเป็นส่วนประกอบทางเทคนิคหลักของรถยนต์ไฟฟ้าและเสาชาร์จ โมดูล IGBT คิดเป็นเกือบ 10% ของต้นทุนรถยนต์ไฟฟ้าและประมาณ 20% ของต้นทุนเสาชาร์จ IGBT ส่วนใหญ่ใช้ในด้านต่อไปนี้ในด้านยานยนต์ไฟฟ้า: ก) ระบบควบคุมไฟฟ้าขับเคลื่อนมอเตอร์ของรถยนต์ด้วยอินเวอร์เตอร์ DC/AC กำลังสูง; ข) อินเวอร์เตอร์กระแสตรง/กระแสสลับ (DC/AC) กำลังต่ำของระบบควบคุมเครื่องปรับอากาศติดรถยนต์ โดยใช้ IGBT และ FRD ด้วยกระแสไฟต่ำ; ค) โมดูล IGBT ในแท่นชาร์จอัจฉริยะของแท่นชาร์จใช้เป็นองค์ประกอบการสลับ; 2. IGBT ของสมาร์ทกริดถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านการผลิตไฟฟ้า การส่งไฟฟ้า การแปลงไฟฟ้า และการใช้พลังงานของสมาร์ทกริด จากฝั่งการผลิตไฟฟ้า ต้องใช้โมดูล IGBT สำหรับเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าและอินเวอร์เตอร์ในการผลิตพลังงานลมและการผลิตพลังงานไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ จากด้านการส่งสัญญาณ เทคโนโลยีการส่งสัญญาณแบบยืดหยุ่นของ FACTS ในระบบส่งกำลัง UHVDC ต้องใช้อุปกรณ์ไฟฟ้าจำนวนมาก เช่น IGBT จากด้านสถานีย่อย IGBT เป็นอุปกรณ์หลักของหม้อแปลงไฟฟ้ากำลัง (PET) ในด้านการใช้พลังงาน มีความต้องการ IGBT จำนวนมากสำหรับไฟฟ้าสีขาวในครัวเรือน เตาไมโครเวฟ ไดรเวอร์ไฟ LED เป็นต้น 3. อุปกรณ์ IGBT ของ Rail Transit ได้กลายเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังหลักสำหรับตัวแปลงแรงดึงและตัวแปลงเสริมต่างๆ ของยานพาหนะขนส่งทางราง เทคโนโลยีไดรฟ์กระแสสลับเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีหลักของระบบขนส่งทางรางสมัยใหม่ ในระบบขับเคลื่อน AC ตัวแปลงแรงดึงเป็นส่วนประกอบหลัก และ IGBT เป็นหนึ่งในส่วนประกอบหลักของตัวแปลงแรงดึง