自主掌控新能源汽車最強“大腦”
智新半導體IGBT生產線高度智能化、自動化 記者 王亦/攝
(記者 陳思宇)今年七月,智新半導體IGBT生產線正式投入量產,東風首次打破國外IGBT產業壟斷,實現了對IGBT這一新能源汽車“大腦”的自主掌控。
這是東風零部件產業技術進階、創新轉型的重大躍遷,是東風“五化”發展尤其是掌握新能源自主核心技術資源的重要一步。東風,開始逐漸擔當起控制器件產品產業鏈鏈長角色。
東風自主掌握新能源關鍵核心技術資源的重要一步
生產線投產一周后,東風新能源汽車產業園一號園智新半導體模塊封裝工廠的運作繁忙而有序。
進入IGBT生產車間,需要通過層層“關卡”——
將隨身物品和手機放置在車間外的儲物間,換上嚴絲合縫的無塵工作服,之后進行靜電處理和空氣吹浴,確保將全身表面的粉塵先行去除。半導體產品的生產過程,對工廠車間有嚴格潔凈要求,必須嚴格做好無塵處理工作。
走進生產現場,車間內通透明亮,地面纖塵不染、光可鑒人。雪白墻面上,“技術為基準,顧客為中心,質量為保障,成事為原則”的標語十分醒目。高度智能化、自動化的生產線上,機械手臂井然有序地操作IGBT模塊生產,十余名“全副武裝”的工人在各自崗位上監控PC端的實時數據,仔細檢驗下線的產品。
智新半導體IGBT生產線負責人吳應秋說,自7月7日正式啟動量產以來,IGBT生產線運轉情況良好,目前每班每日產量穩定在150只左右。
IGBT這類功率半導體,是新能源汽車電控系統的核心組成,能直接控制全車交直流轉換、功率調控等核心指標,被稱作新能源汽車的“最強大腦”。當前,我國車規級IGBT約占全球份額30%以上,但由于國內產能不足,IGBT產品對外依賴度將近95%,嚴重制約我國新能源汽車行業的健康發展。
為解決功率半導體器件“卡脖子”問題,2019年6月,東風公司與中國中車兩大央企,前瞻性地在武漢合資成立智新半導體有限公司,開始自主研發生產車規級的IGBT芯片模塊,旨在打破歐美日企業在中高端IGBT市場的壟斷地位。
短短兩年,兩大央企的戰略合作就結出了第一個碩果——今年7月7日,以國際一流的第六代IGBT技術為基礎的生產線啟動量產,華中地區首批自主生產的車規級IGBT模塊產品正式下線。
智新半導體IGBT模塊投產,標志著東風公司朝自主掌握新能源關鍵核心技術資源又邁出了重要一步。在中國中車的支持下,通過央企跨企業合作,東風掌握了IGBT的自主話語權,擔當起控制器件產品產業鏈鏈長的角色,構筑起更加安全穩定的自主“三電”供應鏈。
在智新半導體生產車間,高度自動化、智能化的IGBT生產線上,配置了國際先進的端子超聲鍵合設備、全自動貼片設備、真空回流焊接設備、嚴格的自動化篩選設備以及高溫動靜態測試設備。精密的配套設施,進一步提升了模塊品質,下線產品因此具備更高的封裝測試良率、更穩定的參數以及更良好的可靠性。
與此同時,生產線人工操作率也大幅降低,僅8人配置的班組就能夠負責整條生產線40余臺設備的日常操作。生產班長尹俊輝表示,全新生產線最為顯著的特點就是高度智能化、自動化,保障產品品質的同時,極大提高了生產效率。
生產半導體產品,對于制造過程各個環節的精細度要求非常高。圍繞生產現場基礎運用,智新半導體建立了IGBT生產制造體系及相關制度和管理辦法。在生產現場,設置了多個標準樣件的參照點,通過將當前工序產品抽檢做標樣對比,提醒員工時刻牢記質量意識,確保生產質量得到嚴格把控。
生產線邊,負責設備點檢和質量監控的員工沈文強說,整條線上全部設備采用英文顯示,為此,每名員工上崗前都會接受專業英文培訓。班組還會定期展開設備原理及常見故障情況培訓,以持續提升員工崗位技能,保障生產線高效穩定運行。
首批下線的IGBT模塊將搭載于東風風神、嵐圖等品牌車型
回顧東風發展歷程,早在上世紀八十年代,二汽老廠長黃正夏就將目光敏銳地投向了新能源汽車的發展。“只要立足現在,加緊研發,我們完全可能在新能源汽車領域,縮短與汽車發達國家的差距,并在汽車市場競爭中占據一席之地。”
迎接行業變革浪潮,順應“五化”發展趨勢,東風在新能源領域進行前瞻布局,大力推動“三電”核心關鍵技術與資源研發落地。“十三五”期間,東風在新能源關鍵核心總成方面打下了堅實基礎——“三電”資源布局基本形成,“三電”領域的工業化和業務運營能力快速形成。
然而,真正要打破國外技術壟斷,還需要魄力、毅力。
從模塊封裝、可靠性試驗以及系統應用,再到生產線的調通,整套生產設備,從螺栓到軌道、從硬件到軟件都需要高度精準。其中每一步,都考驗著企業的技術水平與制造工藝。
時間緊、任務重,保障生產線如期投入量產,對于智新半導體而言,是一項前所未有的巨大挑戰。智新半導體工程師團隊凝心聚力、攻堅克難,經過多輪探討與驗證,攻克了一個又一個技術問題。
讓吳應秋印象深刻的,是產品試制階段的最后一個夜晚。“那是一個周五的晚上,團隊全員都守候在生產線的模塊測試工序屏前,等待顯示器上產品試制的最終結果。”
她快步走到一臺顯示器前,一邊講述,一邊比劃當時自己所站的位置,還原那個難忘的夜晚。“當所有條目都變成綠色的那一刻,意味著我們的生產線能夠正式啟動生產了。很多人如釋重負地長舒一口氣,還有的人在鼓掌祝賀,那種成就感和滿足感,都是發自內心的。”
安全環保、高效低能耗的IGBT模塊作為新一代功率半導體中的典型產品,其技術壁壘高,設計工藝復雜,對產品質量的要求極高。
在短時間內,從自主研發到順利實現IGBT產品量產,充分彰顯了智新半導體在科技創新“躍遷行動”中全力奮進,積極推進新能源汽車產業轉型升級的強大實力和堅定信念。IGBT的自主研發生產過程,也進一步推動了東風“五化”新能源領域的技術進步,并為東風整車技術創新提供了極大支持。
目前,智新半導體的IGBT生產線已完全進入全自動化生產流程,首批下線的IGBT模塊將搭載于東風風神、嵐圖等品牌車型。
未來,產線生產量將穩步攀升,建成的一期年產能為30萬只;二期建成后,年產能將達70萬只。在產品譜系方面,自主生產的產品型號仍在擴充,SiC模塊也已進入研發階段,后續還將推廣到更廣闊的市場領域,為東風新能源領域實現科技躍遷,提供充沛動力。