作为电力电子行业里的“CPU”，IGBT（绝缘栅双极型晶体管）是国际上公认的电子革命中最具代表性的产品。将多个IGBT芯片集成封装在一起形成IGBT模块，其功率更大、散热能力更强，在新能源汽车领域发挥着极为重要的功用和影响。

 

    IGBT行业的门槛非常高。除了芯片的设计和生产，IGBT模块封装测试的开发和生产等环节同样有着非常高的技术要求和工艺要求。

 

自主可控，打造国内首条车规级IGBT模块全自动化封测流水线

 

    为突破封锁，实现IGBT核心资源自主掌控，2019年，东风公司与中国中车携手，成立智新半导体有限公司，开始自主研发、生产车规级IGBT模块。历时两年，2021年7月，年产30万只的IGBT生产线在武汉市东风新能源汽车产业园正式投产，这也是国内首条IGBT模块全自动化封测流水线。

 

    在整洁明亮的车间，AGV小车将物料配送至指定区域，这些小小的芯片将被从晶圆上取下，分别精准地放置于固定衬板上，形成一个个IGBT模块。只需要8个操作员，就能负责整条生产线40多台设备的日常操作；从配送物料、封装、测试、再到包装，全自动生产线最大程度地避免了人为操作带来的误差和干扰。

 

▲IGBT模块产线

 

    作为车规级功率芯片，IGBT芯片厚度在100微米以内，要从薄薄的UV膜上抓取并贴在陶瓷基板上，稍不注意便会破损或出现误差。产线采用国际领先设备，并加以工艺优化，全自动贴片技术能够兼顾取放精度与力度，确保产品稳定性与可靠性。

 

    与业内以打铝线为基础的封装技术不同，该生产线采用超声焊接技术，连接模块内外部电路，从工艺上避免了电磁干扰，从而提升了IGBT模块的可靠性。

 

▲IGBT模块产线

 

    生产线还使用了真空回流焊接技术，将芯片与陶瓷基板连接在一起，有效降低了芯片空洞率。据了解，行业内芯片最大空洞率普遍在2%-3%，但该产线却能将空洞率控制在1%，达到国际领先水平。

 

“与竞品相比，我们的产品在散热、损耗和成本方面具有明显优势。”智新半导体有限公司研发部部长余辰将介绍。

 

    作为东风公司发展新能源汽车事业的主阵地，智新为东风全系列新能源车型提供IGBT定制化服务，同时为行业第一阵营的其他新能源车型提供配套，公司进入健康快速发展阶段。

 

技术跃迁，碳化硅功率模块明年量产装车

 

    东风高举自主发展旗帜，大力实施科技创新“跃迁行动”，加速布局核心技术和资源。作为IGBT模块的升级产品、第三代半导体，碳化硅功率模块有着更低损耗、更高效率、更耐高温和高电压的特性。据悉，碳化硅功率模块项目于2021年1月在智新立项，目前课题已经顺利完成，将于2023年搭载东风自主新能源乘用车，实现量产。该模块能推动新能源汽车电气架构从400V到800V的迭代，从而实现10分钟充电80%，并进一步提升车辆续航里程，降低整车成本。

 

▲IGBT模块产线

 

    同时，总投资2.8亿元的功率模块二期项目也在加速推进中。据悉，该项目一方面优化现有产线，提高IGBT模块产量，另一方面开辟两条全新产线，按订单需求生产IGBT模块及碳化硅功率模块。到2025年，每年可为东风新能源汽车生产提供约120万只功率模块。

 

▲车规级IGBT模块产品

 

    不仅如此，东风充分发挥央企优势，打造汽车产业链“链长”，携手“朋友圈”展开布局：与中国信科合作，共建汽车芯片联合实验室，推进车规级MCU芯片在汉落地，预计2024年实现量产；与中芯国际合作，完成设计首款MCU芯片，其功能性能指标达到国际领先水平。

 

    此外，东风公司还牵头9家企业、高校、科研机构，共同组建湖北省车规级芯片产业技术创新联合体，从研发到生产，拉动组建国内领先的汽车芯片产业链。