在這個領域,中國擁有自己的核心技術!
機哥問大家一個問題:
在這個星球上,你見過人類發明的最不可思議的科技是什麼?
現代化高樓大廈?探索太空的宇宙飛船?四通八達的飛機高鐵?還是蓬勃發展的人工智慧?
都對,這些確實是人類最頂尖科技的產物。
但機哥今天要給你們說的,不是這些看起來就很牛逼的東西。
咱們把視線從遠方收回,落到你們手中的手機上。
是的沒錯,就是你眼前這台稀鬆平常的手機。
不論是千元的低端機,還是售價頗高的蘋果華為,它其實都包含著人類最偉大的科技藝術品——
晶元
晶元表面的樣子,很多人都見過。
比如手機上的 SoC,微不足道的一片,面積比一枚硬幣還小。
但就在這一平方厘米不到的晶元里,居然塞下了幾十億個晶體管。
幾十億啊,朋友們!
掃描電子顯微鏡下的晶元
如果你對這個數字沒概念,機哥打個不嚴謹的比方。
咱們把晶元等比例放大,如果一個晶體管佔地 1m2,那你知道華為的麒麟 980、蘋果 A12 晶元會有多大嗎?
超過一個上海市的面積!
僅僅是把這些晶體管做進這麼小的面積里,已經很讓人難以置信了。
結果它們還能以極其嚴密的順序排布,整齊劃一地工作,緊密無間地配合。
帶動整個手機數不清的運算,讓你享受發微信、刷微博、玩吃雞的快樂。
這簡直是神仙操作啊。。
別急,機哥還沒說完。
我們再來看看這些晶元的誕生。
這些神一般的晶元,最開始就是我們生活中毫不起眼的沙子。
通過純化、切割,變成硅晶圓。
再經過光刻、蝕刻、離子注入、封裝等流程,變成我們的晶元。
當然了,這些流程咱們嘴上說說很輕巧。
但要實現超高密度的納米製程工藝,這些流程都不能用一個「難」字來形容了。
是真 TM 難啊!
晶元的種類五花八門,除了咱們都很熟悉的手機 CPU,機哥今天還想跟大家介紹另一種晶元。
它跟我們的生活也息息相關,在電動汽車上運用極為廣泛。
它的名字叫——IGBT。
聽這個名字,你們肯定是一臉懵逼吧,但我要是告訴你們 IGBT 的中文翻譯,估計你們會更懵逼。
Insulated-gate bipolar transistor
絕緣柵雙極晶體管
IGBT 是用於電動車、鐵路機車、動車組的交流電電動機輸出控制的晶元。
作為六號線唯一說人話的科技狗,機哥換一種說法你們應該就能理解了。
所謂 IGBT,就相當於管你寢室供電的宿管大媽。
什麼時候給電,什麼時候拉閘,大媽輕車熟路。
具體給多少電大媽也管,你要是用電不規範,偷偷用大功率電器,通報批評沒商量。
這個晶元有多重要呢?
IGBT 直接控制直、交流電的轉換,決定了驅動系統的扭矩,以及最大輸出功率。
所以,你這車加速能力怎樣,最高時速多少,能源效率如何全看它。
IGBT 大約佔電機驅動系統成本的一半,佔到整車成本的 5%,是整部電動車成本第二高的元件(成本第一高的是電池)。
毫不誇張地說,這就是電動車領域的「核心技術」。
但是!沒錯機哥要說但是了。
在這之前的很長一段時間裡,IGBT 都被國外企業牢牢地把在手裡。
包括中國高鐵在內的高速機車用 IGBT,幾乎被日本三菱壟斷。
而電動汽車用的 IGBT,則是德國英飛凌的天下。
「核心技術」之痛依然橫亘在我們面前。
是比亞迪,站出來打破了僵局!
2009 年,比亞迪的 IGBT 橫空出世,讓中國在 IGBT 技術上實現了零的突破,打破了國際巨頭的技術壟斷。
目前,比亞迪成為了中國唯一一家擁有 IGBT 完整產業鏈的車企。
就在前兩天,機哥還看到比亞迪推出了全新的車規級產品 IGBT4.0。
喲呵,你說 4.0 就 4.0 嗎?
咱倒是要看看它到底有幾斤幾兩。
從工藝上來看,這一次比亞迪推出的 1200V 車規級 IGBT 的晶圓厚度居然只有 120μm。
什麼概念,這就是兩根頭髮絲的直徑啊。
這已經是世界先進水平了。
工廠的生產環境潔凈度是最高等級,每立方英尺里,直徑超過 0.5 微米的微塵不超過 1 個。
晶圓工廠為了平穩防震,地基居然打到了岩石層。
簡直喪心病狂!
當然了,工藝再好,咱還得看療效。
比亞迪的 IGBT4.0 晶元相較於市場主流產品,損耗低了約 20%,溫度循環壽命達到 10 倍,電流輸出能力提升 15%。
落實到具體汽車上,比亞迪全新一代唐,實現了百公里加速 4.5 秒、全時電四驅、百公里油耗 2 升以內。。
全新一代的唐 EV,百公里加速甚至做到了 4.4 秒,續航里程提升至 600 公里。
而這一切,都是比亞迪真真正正自己擁有的「核心技術」。
如今,比亞迪已經開始投資布局第三代半導體材料 SiC(碳化硅)的應用。
比亞迪的 SiC 晶圓
機哥很期待他們在下一代電動車晶元變革中引領風騷。
中國雖然是製造業大國,但「核心技術」的缺失一直是我們心中的傷痛。
而「晶元」正是這些傷痛中最深重的一個。
很多人可能不知道,晶元已經超過石油,成為我國的第一大進口商品。
《中華人民共和國2017年國民經濟和社會發展統計公報》的統計數據
除了傷痛,我們更應該行動。
為了不再受其他國家的掣肘,每個企業都應該靠長遠的目光、提前布局、多年時間默默耕耘,穩紮穩打地取得自己領域裡的一項項核心技術。
比亞迪這次給我們做了一個不錯的示範。