鲁达 易车解析“CPU”这个缩写大家都很熟悉，它广泛出现在我们的每一件手机电脑、家用电器身上，是决定这些电子设备性能的重要因素。而对于现在正逐步扩大发展范围的新能源汽车来说，它们的“CPU”则是今天文章中探讨的主题——“IGBT”技术。IGBT是新能源汽车最为关键的核心，曾经也是国内电动车制造的“瓶颈”。
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IGBT科普视频
首先我们当然要先搞清楚IGBT是什么：IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)全称“绝缘栅双极型晶体管”，其芯片与动力电池电芯并称为电动车的 “双芯”，是影响电动车性能的关键技术，其成本占整车成本的5%左右。对于电动车而言，IGBT直接控制驱动系统直、交流电的转换，决定了车辆的扭矩和最大输出功率等。
此外，作为主流的新型电力电子器件之一，IGBT在轨道交通、智能电网、航空航天、电动汽车、新能源装备，以及工业领域等应用极广，也同样是这些应用中的核心技术。
IGBT没有放大电压的功能，导通时可以看做导线，断开时当做开路，可以理解为一个“非通即断”的开关。IGBT是能源变换与传输的核心器件。采用IGBT进行功率变换，能够提高用电效率和质量，是解决能源短缺问题和降低碳排放的关键技术。
IGBT在电动汽车领域的应用面临许多挑战，包括更长的使用寿命、适应复杂的使用工况（气温、路况、频繁启停等），以及为了适应消费者需求，价格必须保持在合理区间等等。目前，比亚迪是中国唯一一家拥有完整产业链的车企，包含IGBT芯片设计和制造，模组设计和制造，大功率器件测试应用平台，电源及电控等。
为了突破IGBT的技术瓶颈，都有哪些开发难点呢？
第一，该项技术对芯片要求较高。IGBT芯片仅有人的指甲大小，但却要在其上蚀刻十几万乃至几十万的微观结构电路，仅能在显微镜下查看；它虽然是虽然是一个开关器件，但涉及到的参数多达十几个，很多参数之间相互矛盾，需要根据应用折衷考虑。
同时，晶圆制造工艺难度大：最主要体现在薄片加工处理上。采用最新的1200V FS技术的IGBT，需要将晶圆减薄到120微米的厚度，再经过10余道工序进行加工。而且晶圆制造过程需要极高的洁净度，车间厂房内需要一级净化，其中之一标准为在1个立方英尺的空间内，超过0.5微米的颗粒不超过1颗。
第二，IGBT模块设计的难度较大，需要考虑材料匹配、散热、结构、功率密度、外观、重量等多项指标。在模块的制造中，大面积芯片的无空洞焊接、高可靠性绑线工艺和测试等都是难点。
IGBT芯片打线（焊线）步骤
光刻胶涂布步骤
晶圆制造过程中的大束流离子注入
那么，比亚迪所研发的全新车规级产品IGBT4.0都有哪些成绩呢？首先，在技术指标方面，IGBT4.0在芯片损耗、模块温度循环能力、电流输出能力等关键指标方面均已达到全球领先水平。其中综合损耗相比当前市场主流产品降低了约20%，使得整车电耗降低。以全新一代唐为例，在其他条件不变的情况下，采用比亚迪 IGBT4.0较采用当前市场主流的IGBT，百公里电耗少约3%。
其次，在温度循环能力上，IGBT4.0产品模块的温度循环寿命可以做到当前市场主流产品的10倍以上，这意味着比亚迪电动车在应对各种极端气候、路况时，能有更高的可靠性和更长的使用寿命。
在电流输出能力上，搭载IGBT4.0的V-315系列模块在同等工况下较当前市场主流产品的电流输出能力提升15%，支持车辆具有更强的加速能力。
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比亚迪IGBT技术视频
在IGBT对电流的控制下，比亚迪全新一代唐EV的百公里加速时间达到4.4秒。同时，比亚迪IGBT在芯片损耗、电流输出能力等方面的优异性能，极大提升驱动系统的工作效率，和电池等其他关键技术一起，将比亚迪全新一代唐EV等纯电动车的续航里程提升到了600公里（60KM/小时等速行驶情况下）。
随着电动车的性能不断提升，对功率半导体组件也提出了更高的要求。为了更好的应对IGBT供不应求的状况，寻求更低芯片损耗、更强电流输出能力、更耐高温的全新半导体材料也逐渐成为行业内关注的焦点。
篇末总结：
从2015到2017年这数年间，比亚迪电动车的销量已经连续三年位居全球第一。这与比亚迪在IGBT等核心技术领域的布局密不可分。比亚迪通过此次发布IGBT4.0，打破了国内电动车制造的瓶颈，将对新能源汽车产业产生更大的推进作用，未来的新能源汽车将在加速、续航等主要指标上诞生越来越多的惊喜。