中国车规级IGBT芯片龙头企业——中车时代业务布局分析

2024-10-30 18:08   北京  
时代电气企业发展历程
株洲中车时代电气股份有限公司是中国中车旗下股份制企业,其前身及母公司——中车株洲电力机车研究所有限公司创立于1959年。2008年公司通过收购英国Dynex,从而获得大功率IGBT技术及其4英寸生产线,自此,公司通过学习和研发IGBT芯片核心技术,走出自处创新之路,成为车规级IGBT芯片龙头企业。

时代电气经营情况分析
2017-2021年,时代电气营业收入及利润总额整体呈先升后降趋势。2021年,时代电气营业收入为151.21亿元,同比下降5.69%;利润总额为21.23亿元,同比下降25.16%。2022年上半年,时代电气实现营业收入65.27亿元;实现利润总额9.98亿元。

时代电气业务结构分析
中车时代电气主要从事轨道交通装备产品的研发、设计、制造、销售并提供相关服务,具有“器件+系统+整机”的产业结构,产品主要包括以轨道交通牵引变流系统为主的轨道交通电气装备、轨道工程机械、通信信号系统等。同时,公司还积极布局轨道交通以外的产业,在功率半导体器件、工业变流产品、新能源汽车电驱系统、传感器件、海工装备等领域开展业务。2021年,时代电气轨道交通装备业务收入122.52亿元,占比81.02%;新兴装备业务收入25.72亿元,占比17.01%。

时代电气IGBT芯片业务布局状况
中车时代电气全资子公司Dynex是全球最早从事功率半导体研发的独立供应商之一,深耕IGBT领域超过二十年。Dynex于1957年成立于英国林肯,是全球最早的功率半导体产品独立供应商之一,于1995年开始研发IGBT,已有超过二十年的技术积累。2008年,时代电气股份有限公司成功收购Dynex75%的股权,成为中国轨道交通装备企业首个海外并购项目。收购Dynex后,中车时代电气先后建设6英寸双极器件、8英寸IGBT和6英寸碳化硅的产业化基地,攻克了高性能元胞设计、注入效率控制、终端结构等高压IGBT关键技术及其工艺方法,突破了高耐压、低损耗、高鲁棒性与高可靠性的技术瓶颈,形成了自主、可控的高压IGBT技术体系,研制出1700V-6500V系列高压高电流密度IGBT产品。产品性能方面,时代电气1700V以上的IGBT产品Vces(饱和导通压降)及Esw(开关损耗)指标已经逼近英飞凌、富士电机、西门子等国际大厂,处于国际第一梯队水平。

2022年上半年,中车时代电气完成全球首个大功率IGBT制氢电源研制以及实证测试;采用中车第四代大尺寸DMOS+芯片的压接式IGBT器件正式投运于南方电网工程。中车时代电气IGBT芯片相关技术发展状况如下:

以上数据来源于前瞻产业研究院《中国IGBT芯片行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。

中车时代功率半导体器件介绍

IGBT及FRD模块:

高压系列模块

简介:

  • 采用中车第四代DMOS+芯片,具有低导通压降、软关断特性、正温度系数和易并联等特点。该系列产品涵盖3300V至6500V电压范围,封装和电路结构灵活多变,适用于各种并联应用场景。产品采用高热匹配的AlSiC基板和AlN衬板材料封装而成,在热循环、功率循环、机械冲击等可靠性方面具有明显优势,可以满足频繁启动和长距离运行的工况需求。

产品参数:

集电极发射极电压(V)3300-6500
集电极直流电流(A)250-1600
最高(等效)结温(℃)125-150

应用:

电力机车、高速动车组、地铁等轨道交通领域和其他大功率变频器装置领域。

中低压系列模块

简介:

  • 采用中车第六代精细沟槽芯片,具有高电流密度、低开关损耗、高工作结温等特点。采用Cu基板,选用高性能导热材料,具有散热性能好、高电流密度、高可靠性等特点。该系列产品涵盖电流100A至3600A,电压950V至1700V,具备定制化调整的能力,可根据客户需求调整IGBT安全工作裕量、耗损分配、过载能力等特性,适应各行业应用。

产品参数:

集电极发射极电压(V)950-1700
集电极直流电流(A)100-3600
最高(等效)结温(℃)125-150

应用:

新能源风电、光伏、变频器、SVG、中频感应加热等领域。

压接式系列模块

简介:

  • 采用中车第四代DMOS+芯片,具有低导通压降、低开关损耗、软关断特性等特点。该系列产品采用双面焊接和柔性压接技术,具有高压大容量、高可靠性、高过载能力等特点,可满足远距离、大容量的柔性直流输电工程的需求,满足复杂高压电磁环境适应性以及高可靠运行的要求。

产品参数:

集电极发射极电压(V)4500-6500
集电极直流电流(A)1500-5000
最高(等效)结温(℃)125-135

应用:

电网,如柔性直流输电工程。

汽车系列模块

简介:

  • 采用中车第六代精细沟槽芯片,具有高电流密度、低开关损耗、高工作结温等特点。采用直接水冷基板,选用高性能导热材料,该系列产品涵盖400A至950A电流范围,最大可满足180kW电机需求。具备低运行损耗特征,满足汽车的急速启停、陡坡爬升、高速运行、振动颠簸等工况。

产品参数:

集电极发射极电压(V)750-1200
集电极直流电流(A)400-950
最高(等效)结温(℃)150-175

应用:

新能源电动汽车。

FRD系列模块

简介:

  • 采用中车第六代注入效率控制FRD,具有低导通损耗,软恢复特性,正温度系数,高工作结温等特点。该系列产品具备足够安全工作裕量和高可靠性,涵盖1200V至6500V电压范围。

产品参数:

集电极发射极电压(V)1200-6500
集电极直流电流(A)100-3600
最高(等效)结温(℃)125-150

应用:

轨道交通和工业领域。

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