[汽車之家 資訊] 近日，東風(fēng)汽車已打造出國內(nèi)首條車規(guī)級IGBT模塊全自動化封測流水線。作為電力電子行業(yè)里的“CPU”，IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）是國際上公認(rèn)的電子革命中最具代表性的產(chǎn)品。將多個IGBT芯片集成封裝在一起形成IGBT模塊，其功率更大、散熱能力更強，在新能源汽車領(lǐng)域發(fā)揮著極為重要的功用和影響。
目前來看，IGBT行業(yè)的門檻非常高，除了芯片的設(shè)計和生產(chǎn)，IGBT模塊封裝測試的開發(fā)和生產(chǎn)等環(huán)節(jié)同樣有著非常高的技術(shù)要求和工藝要求。為突破封鎖，實現(xiàn)IGBT核心資源自主掌控，2019年，東風(fēng)公司與中國中車攜手，成立智新半導(dǎo)體有限公司，開始自主研發(fā)、生產(chǎn)車規(guī)級IGBT模塊。歷時兩年，2021年7月，年產(chǎn)30萬只的IGBT生產(chǎn)線在武漢市東風(fēng)新能源汽車產(chǎn)業(yè)園正式投產(chǎn)，這也是國內(nèi)首條IGBT模塊全自動化封測流水線。
在生產(chǎn)車間，AGV小車將物料配送至指定區(qū)域，這些小芯片將被從晶圓上取下，分別精準(zhǔn)地放置于固定襯板上，形成一個個IGBT模塊。只需要8個操作員，就能負(fù)責(zé)整條生產(chǎn)線40多臺設(shè)備的日常操作；從配送物料、封裝、測試、再到包裝，全自動生產(chǎn)線最大程度地避免了人為操作帶來的誤差和干擾。
作為車規(guī)級功率芯片，IGBT芯片厚度在100微米以內(nèi)，要從薄薄的UV膜上抓取并貼在陶瓷基板上，稍不注意便會破損或出現(xiàn)誤差。產(chǎn)線采用國際領(lǐng)先設(shè)備，并加以工藝優(yōu)化，全自動貼片技術(shù)能夠兼顧取放精度與力度，確保產(chǎn)品穩(wěn)定性與可靠性。與業(yè)內(nèi)以打鋁線為基礎(chǔ)的封裝技術(shù)不同，該生產(chǎn)線采用超聲焊接技術(shù)，連接模塊內(nèi)外部電路，從工藝上避免了電磁干擾，從而提升了IGBT模塊的可靠性。生產(chǎn)線還使用了真空回流焊接技術(shù)，將芯片與陶瓷基板連接在一起，有效降低了芯片空洞率。據(jù)了解，行業(yè)內(nèi)芯片最大空洞率普遍在2%-3%，但該產(chǎn)線卻能將空洞率控制在1%。
此外，作為IGBT模塊的升級產(chǎn)品、第三代半導(dǎo)體，碳化硅功率模塊有著更低損耗、更高效率、更耐高溫和高電壓的特性。據(jù)悉，碳化硅功率模塊項目于2021年1月在智新立項，目前課題已經(jīng)順利完成，將于2023年搭載東風(fēng)自主新能源乘用車，實現(xiàn)量產(chǎn)。該模塊能推動新能源汽車電氣架構(gòu)從400V到800V的迭代，從而實現(xiàn)10分鐘充電80%，并進(jìn)一步提升車輛續(xù)航里程，降低整車成本。
同時，總投資2.8億元的功率模塊二期項目也在加速推進(jìn)中。據(jù)悉，該項目一方面優(yōu)化現(xiàn)有產(chǎn)線，提高IGBT模塊產(chǎn)量，另一方面開辟兩條全新產(chǎn)線，按訂單需求生產(chǎn)IGBT模塊及碳化硅功率模塊。到2025年，每年可為東風(fēng)新能源汽車生產(chǎn)提供約120萬只功率模塊。
值得一提的是，東風(fēng)汽車還與中國信科合作，共建汽車芯片聯(lián)合實驗室，推進(jìn)車規(guī)級MCU芯片在漢落地，預(yù)計2024年實現(xiàn)量產(chǎn)；與中芯國際合作，完成設(shè)計首款MCU芯片，其功能性能指標(biāo)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。此外，東風(fēng)公司還牽頭9家企業(yè)、高校、科研機構(gòu)，共同組建湖北省車規(guī)級芯片產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)合體，從研發(fā)到生產(chǎn)，拉動組建國內(nèi)領(lǐng)先的汽車芯片產(chǎn)業(yè)鏈。（編譯/汽車之家 畢業(yè)）