據(jù)報(bào)道，集成電路(俗稱“芯片”)的研發(fā)應(yīng)用，我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家存在較大差距。在電力領(lǐng)域，進(jìn)口芯片一直處于壟斷強(qiáng)勢(shì)地位，長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)輸變電設(shè)備與配用電設(shè)備中的核心芯片進(jìn)口產(chǎn)品分別占到95%和80%，芯片已經(jīng)成為制約我國(guó)電力行業(yè)裝備技術(shù)國(guó)產(chǎn)化水平提升的瓶頸。不過(guò)，這種局面有望改變。據(jù)科技日?qǐng)?bào)13日?qǐng)?bào)道，日前國(guó)家智能電網(wǎng)項(xiàng)目首次采用了國(guó)產(chǎn)的高壓大功率IGBT芯片，加快了國(guó)家職能電網(wǎng)“中國(guó)芯”國(guó)產(chǎn)化的步伐。

國(guó)家智能電網(wǎng)采用的3300VIGBT器件由中國(guó)北車永濟(jì)電機(jī)公司研發(fā)。IGBT全稱是絕緣柵雙極型晶體管，它是一種電壓控制型器件。IGBT具有容量大、損耗小、易于控制等優(yōu)點(diǎn)，可使換流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單、損耗更小，因此成為高壓柔性直流輸電領(lǐng)域核心器件。近年來(lái)，我國(guó)長(zhǎng)距離高壓柔性直流輸電領(lǐng)域發(fā)展迅猛，IGBT器件也因此具備十分廣闊的應(yīng)用前景。

長(zhǎng)期以來(lái)，IGBT的核心技術(shù)和產(chǎn)業(yè)大多為歐美和半導(dǎo)體廠商所壟斷，國(guó)內(nèi)企業(yè)對(duì)該產(chǎn)品的研發(fā)大多處于起步階段。此前，國(guó)家智能電網(wǎng)項(xiàng)目所需IGBT模塊全部采用德國(guó)英飛凌、瑞士ABB等公司產(chǎn)品。在此次競(jìng)標(biāo)中，北車永濟(jì)電機(jī)公司與國(guó)外企業(yè)在同一技術(shù)平臺(tái)競(jìng)標(biāo)，以品牌展示“話語(yǔ)權(quán)”，力壓國(guó)際知名半導(dǎo)體廠商，成功中標(biāo)該項(xiàng)目，邁出了我國(guó)IGBT國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程中的關(guān)鍵一步。

僅僅四年時(shí)間，該公司通過(guò)戰(zhàn)略布局，吸納國(guó)際優(yōu)勢(shì)研發(fā)資源，技術(shù)自主攻關(guān)，17類產(chǎn)品已處于國(guó)際領(lǐng)先水平并填補(bǔ)國(guó)內(nèi)多項(xiàng)空白。目前，該公司具備年產(chǎn)6種等級(jí)IGBT器件10萬(wàn)只的能力，可滿足智能電網(wǎng)、鐵路機(jī)車、風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、電動(dòng)汽車等應(yīng)用領(lǐng)域?qū)GBT器件的廣泛需求。

何為IGBT

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，IGBT是一種實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換和控制的電力電子器件。復(fù)雜一點(diǎn)說(shuō)，用電設(shè)備終端都需要不同電壓等級(jí)、不同電流大小，即不同功率等級(jí)的電力設(shè)備，這就需要大量采用IGBT等功率器件進(jìn)行電能的轉(zhuǎn)換和控制。比如在我們熟悉的高鐵動(dòng)車組，其電能的轉(zhuǎn)換首先是將電網(wǎng)2.5萬(wàn)伏的高壓交流電，經(jīng)過(guò)降壓、整流、逆變等方式，轉(zhuǎn)換成可以調(diào)頻調(diào)壓的三相交流電，最后供給交流電機(jī)，這個(gè)過(guò)程稱之為“變流”，最后輸出的三相交流電供給交流電機(jī)，從而獲得牽引整列高速動(dòng)車組前進(jìn)的牽引力。

IGBT在我們生活的基礎(chǔ)領(lǐng)域——發(fā)電也是重要的存在。在發(fā)電領(lǐng)域，風(fēng)、水、太陽(yáng)能等能源發(fā)出的電是一種粗糙的、不可控的、不穩(wěn)定的電能，就是我們俗說(shuō)的“粗電”，而要想轉(zhuǎn)換成精細(xì)的、可控的、穩(wěn)定的能夠并入電網(wǎng)的“精電”，進(jìn)而適合不同功率電力設(shè)備，需要采用IGBT等電力電子器件實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的品質(zhì)轉(zhuǎn)化，以風(fēng)電為例，風(fēng)機(jī)的葉片帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)發(fā)出的頻率往往不到電網(wǎng)頻率的一半，因此需要用高壓大電流的IGBT模塊，重新產(chǎn)生穩(wěn)頻穩(wěn)壓的交流電。