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?
這些確實是人類最頂尖科技的產物,今天要給你們說的,不是這些看起來就很牛逼的東西。而是你們手中的手機。
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—晶片
晶片表面的樣子,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。
但就在這一平方釐米不到的晶片裡,居然塞下了幾十億個電晶體。
如果你對這個數字沒概念,機哥打個不嚴謹的比方。把晶片等比例放大,如果一個電晶體佔地 1m²,那你知道華為的麒麟 980、蘋果 A12 晶片會有多大嗎?
超過一個上海市的面積!
僅僅是把這些電晶體做進這麼小的面積裡,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。
我們再來看看這些晶片的誕生,這些神一般的晶片,最開始就是我們生活中毫不起眼的沙子。
通過純化、切割,變成矽晶圓。
再經過光刻、蝕刻、離子注入、封裝等流程,變成我們的晶片。
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。
晶片的種類五花八門,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片, 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
絕緣柵雙極電晶體
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片。
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。
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」之痛依然橫亙在我們面前, 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。
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。
也就是兩根頭髮絲的直徑,已經是世界先進水平了。
工廠的生產環境潔淨度是最高等級,每立方英尺裡,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,地基居然打到了巖石層,簡直喪心病狂!
比亞迪的 IGBT4.0 晶片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,實現了百公裡加速 4.5 秒、全時電四驅、百公裡油耗 2 升以內。
全新一代的唐 EV,百公裡加速甚至做到了 4.4 秒,續航裡程提升至 600 公裡。
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(碳化矽)的應用。
比亞迪的 SiC 晶圓
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「晶片」正是這些傷痛中最深重的一個。很多人可能不知道,晶片已經超過石油,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。
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