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打造强劲“中国芯” 我国芯片产业正式崛起

行业上下游中国仪表网2014年07月18日 14:11人气:5328

  导读:经过检企双方的共同努力,我国首条8英寸IGBT生产线在湖南株洲按期建成,并于6月下旬生产出首块产品。该产品是功率半导体器件第三次技术革命的代表性产品。经专家鉴定,生产线产业规模和技术实力达到国际领先水平。南车株洲所将成为我国首个大功率IGBT产业化基地,为各行各业源源不断的提供强劲的“中国芯”。


  
  2014年6月20日,南车株洲所IGBT产业化基地投产,首批8英寸IGBT芯片下线,此举标志着长期被国外垄断的大功率变流装置有了“中国芯”,这也是我国首条、世界第二条8英寸IGBT生产线。目前基地具备年产12万片8英寸IGBT芯片和100万只大功率IGBT器件能力,年产值超过25亿元,彻底打破了少数发达国家在高端IGBT芯片的技术和市场垄断。
  
  近5000平方米的高标准厂房内,配套一流的空气净化系统温湿度控制系统、纯水处理系统……走进南车株洲所IGBT产业化基地,众多现代化的设施让人感觉这不是生产车间,更像是高标准实验室。
  
  一块光盘大小的硅片上,整齐排列着128个指甲大小的芯片,这就是具有世界领先水平的IGBT芯片。IGBT中文全名“绝缘栅双极型晶体管”,是功率半导体器件第三次技术革命的代表性产品。
  
  南车株洲所IGBT事业部总经理刘国友说,不同功率等级的IGBT芯片有不同的尺寸大小,一般来说,功率等级越高,芯片的尺寸就会越大。以8英寸IGBT芯片来说,它在一个直径为20厘米的圆薄片上,排列有128个芯片,每个芯片的大小大约3平方厘米,相当于一个成人拇指指甲的大小。从功能上来说,这种芯片,能够在1秒钟完成一百万次开关动作,实现电流快速转化。
  
  “IGBT应用领域广泛。”刘国友如数家珍地介绍,从传统的电力、机械、矿冶,到轨道交通、航空航天、新能源装备以及特种装备等战略性新兴产业,都有它的身影。以高铁为例,IGBT装置可以说是列车运行的“心脏”。高铁运行中,要在短时间将时速从零提升到300公里以上,反之,也需要在极短的时间内将正在高速运行的列车平稳停下来。这看似简单的加速、减速过程,相关传动设备、牵引变流器以及其他电动设备,要在短暂的时间内完成一系列复杂的高难度动作,这需要确保各种设备所需的电流、电压极为精准、可靠,在目前技术条件下,只有大功率的IGBT才能满足这一苛刻要求。在减速过程中,通过IGBT的作用,还可以将列车减速产生的能量转为电能,回馈给电网。
  
  IGBT作用大、应用广,但这一技术长期被极少数发达国家所垄断。早些年,我国所有机车车辆用的IGBT模块全部依赖国外进口。每年,高铁、城轨、风电等产业,需要从国外采购数十亿美元的IGBT产品,采购周期长达数月甚至一年以上。“有些领域,国外根本就不卖。”刘国友说。
  
  面对迫切的需求,2012年,IGBT成为国家产业政策重点支持和扶植的重大科技项目。为建设大功率IGBT产业化基地,南车株洲所需要引进国际一流的生产工艺,包括芯片制造、封装测试、可靠性试验等大量设备,共计进口200余台套,货值1.8亿美元。
  
  “第一次进口如此多的设备,千头万绪,很多工作都不知从何入手。”南车株洲所物流中心采购部部长袁玉华说,2013年上半年,企业开始就设备采购全球招标、签订合同,而根据计划,当年底生产线就必须要完成调试安装,整个过程就是一场与时间赛跑的战斗。
  
  2013年5月,湖南检验检疫局局长龙新平在株洲调研时了解到IGBT项目,当即表示给予“一厂一策”支持。针对企业办理进口产品免CCC认证手续较长、急需加快通关速度的问题,决定立刻将免CCC认证审批权限下放至株洲局。
  
  分管副局长熊裕庆带队调研,成立了湖南检验检疫IGBT专项工作组,提前制定工作方案,并要求实行信息日报、周报,加强检企交流,有问题随时解决。
  
  进口设备来自美国、以色列等多个国家,安全标识、电压、安全防护措施等都可能与我国存在差异,稍有疏忽,轻则给企业造成损失,重则可能影响项目进度。根据企业需求,株洲局前期两次派员上门开展培训,为相关技术人员介绍成套设备国外预验收知识、注意事项、相关法律法规等。
  
  2013年7月至9月,项目设备进口进入高峰。离子注入机、步进式光刻机等高精密设备,需要在恒温、恒湿、高净化、防震的条件下运输,箱体注入的惰性气体只能维系不长的时间,万一耽误,价格数千万元的设备就可能受损。湖南局充分利用泛长三角检验检疫合作机制,加强与进境口岸局协调。9月的一天,熊裕庆突然接到南车株洲所党委书记、副总经理邓恢金的电话,一批重要设备因故在上海机场口岸通关受阻。“时间不能耽误!”熊裕庆立即主持召开相关部门紧急会议,研究解决方案,部署与上海局协调沟通。当天,该批设备得以顺利放行。
  
  在工地现场,株洲局派出驻场工作小组,不分节假日全天候24小时待命。“最多的一天有70多箱进口设备需要开箱查验,而当时生产线正在建设中,天气闷热,蚊虫肆虐。”株洲局一科科长李术明说。
  
  因行业特殊及成本因素,少数进口设备为翻新再制造,湖南局积极向质检总局汇报,阐明特殊性,为企业争取到了免装运前检验政策。
  
  全力服务并不意味着不讲原则。设备进口时,项目工地周边道路硬化尚未完成,连日无雨,扬尘飞散。拆箱时检验检疫人员发现,散落在外包装上的灰尘极可能附着在设备上影响性能。株洲局提出,必须立即完成路面硬化,确保环境整洁。对于查验中发现的零部件损坏、缺失,株洲局也及时出具索赔证书,帮助企业挽回损失。
  
  经过检企共同努力,我国首条8英寸IGBT生产线在湖南株洲按期建成,并于6月下旬生产出首块产品。据介绍,除生产8英寸IGBT芯片外,该基地还将建设多条满足不同行业用途的IGBT模块生产线。
  
  中国IGBT产业航母,将在湖南扬帆起航。
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