IGBT与碳化硅

痛斥魏余聪的图样图森破之后，程自豪还是得低头找他请教问题。

主要是对于电机系统他依然不够熟悉，许多技术细节还要魏余聪帮着拿捏。

程自豪目前最想搞清楚的问题是：华东电机研究院的产品和KUH之间的差距到底有多大。

虽然从纸面数据看，应该没有质差，可是真装到车上后就不一样了，这需要学识和经验。

老实讲，魏余聪对于也不甚了然。毕竟他不是电机专业出来的。

好在驭电能人极多，在程自豪的报告交上去后，苏权组织电机组的同事，对报告进行分析评价。

最终内部取得共识，刘琼没有说谎，这确实是个好东西！

从各方面看和KUH的产品不相伯仲，唯一的缺点是，只有一两台样机，所以无法做更多的实验，也就不知道这东西是否存在暗伤。

还有因为是刚出实验室，所以也确实存在不少细节上的小毛病，比如为了追求散热效率导致外壳过于复杂，开模加工不便等等。

这些问题确实是减分项目，可真说要减太多也不尽然，减轻驭电工程师的工作量倒是真的。

最后苏权也挺遗憾，如果早两天，甚至早一天能知道这事，也许事情就不是现在这个样子了。

但现在木已成舟，他也没办法。

只是关照质量部和供应链团队，把华东电机研究院列到备用供应商的清单中去。

同时他也考虑亲自去一趟，做做实地考察。

华东电机研究院的实力，让苏权眼睛一亮。

而且，刘琼这边的报价也很有吸引力，比KUH足足便宜了1/3。

看起来好像不是特别多。

但业内人士都知道。

电机这东西看起来是挺高科技高工艺的，可实际上吧，定价方面却非常之可怜。

KUH这玩意算得上国际一流水准，但加上运费关税啥的，报价也就25000人民币一台。

这还是小批量样品的价格，后期如果大规模量产且订货量足够多的话，还可以有折扣。

按照驭电电机工程师的说法，电机行业绝大部分情况下，赚的就是个材料钱，其利润大头不是来自于技术先进，而是通过大工业生产来降低成本。

基本上电机的售价就是那点材料钱，这年头铜价飞涨。

成本直线上升，虽然大企业都在期货市场上开单做套保，可套保也只能适当降低成本，大宗物品涨价的大趋势无可避免。

电机企业赚点血汗钱也不容易。

KUH算是利润率最丰厚的，苏权和电机组的工程师以及采购总监商量后认为，同样性能的产品如果让中国企业生产，那么价格大概可以做到17000上下。

华东电机研究院表示，如果他们那款代号为KA5的扁线电机进入量产阶段的话，成本大致可以控制在一万出头。

当然这还要看电机生产厂家卡成本的实力。

RA2的综合性能相当优秀和KUH的产品在伯仲之间。

然而更让苏权心动的地方是，别看华东电机研究院的名气和KUH没法比，但在RA2上面展现出来的诚意和巧思却让人尊重到无以复加。

KUH的产品和RA2都不是一个孤零零的电动机，实际上是电机+控制器，形成一个完整的驱动动力系统。

控制器么，其实也没多大技术含量，无非是根据中央控制器传输过来的电信号来让电机加速减速或者倒转。

这玩意的成本也非常透明，里面采用的基本都是成熟的货架产品，毛利率一目了然。

这时候就体现出刘琼这帮人的厚道来了.

明明东西更便宜，但在控制器上却花血本地使用了昂贵的第三代半导体的碳化硅。

而KUH的东西贵，用的却是IGBT。

IGBT全称是Insulated Gate Bipolar Transistor，中文名称绝缘栅双极晶体管。

绝缘栅双极晶体管其基本包装为三个端点的功率级半导体元件，其特点为高效率及切换速度快，为改善功率级BJT运作的工作状况而诞生。

IGBT结合了场效晶体管栅极易驱动的特性与双极性晶体管耐高电流与低导通电压降特性，IGBT通常用于中高容量功率场合，如切换式电源供应器、马达控制。大型的IGBT模组应用于数百安培与六千伏特的电力系统领域，其模组内部包含数个单一IGBT元件与保护电路。

简单地说，这玩意就是控制器的核心。

而碳化硅则是IGBT的下一代产品。

两者之前倒也不能说是完全的替代关系。

至少目前市场上是共存的，原因是各有优点。

先说IGBT, IGBT的大规模工业化应用开始于上世纪八十年代，投入使用后很快把前代的BJT和MOSFET产品冲得落花流水。

这也不奇怪IGBT本来就是结合两者的产物，BJT的通导电阻小，但驱动电流大，MOSFET恰恰相反，电阻大，电流小。

把这两者结合起来后的IGBT完美继承两者优点，电流和电阻都小，从而效率更高也更加节能。

当然IGBT本身也有些问题，但在长达四十年的使用中，无数的科研人员和工程师绞尽脑汁去研究，终于让眼下的IGBT产品达到一个相对完美的程度。

效率和成本的平衡点控制得非常巧妙，简单来说就是性价比极高，在可以圆满完成被赋予的任务的前提下，售价很有竞争力。

目前国际市场上欧洲和日本对IGBT情有独钟，大量使用，同时依然在投入重金进行研发。

IGBT有个天生的毛病，虽然诞生之初就是为了应对高压高电流的工作环境，但实际上在IGBT在高电压环境上表现一般，目前主流产品可以工作在400-600V。

KUH为新产品也是投入了心思，用的是800V级别的产品，价格比主流的自然要高，KUH的对外宣传资料上为此大肆宣传，说这是业内首创。

话不算错，800V级别的产品相当出色，因为体制关系，理论上IGBT很难承受1000V以上的高压。

这是业内公认的常识之一。

问题是世界上有种生物叫日本人……

你说他们执着也好，执拗也罢，或者脑子有坑也行，一群日本工程师竟然生生地搞出了1200V级别的IGBT,这东西等于是领先现在产品两代，如果突破生产桎梏后，综合性能优势会非常可怕。

并且考虑到日本在成本上的精打细算，IGBT可以是说未来无限。

但很奇怪，作为世界电机第一大国的美国，曾经在IGBT上技术储备雄厚，但这些年却走了另一条路，那就是第三代半导体碳化硅。

这个第三代半导体的名字很容易让人误解，以为这玩意是替代前两代的。

实际并非如此，三者是完全并行模式。

第一代半导体就是熟知的硅和锗，美国人用前者制作芯片乃至计算机CPU，俄国人则用后者，二者的优劣先不去说，总之，这是人类半导体技术的起源，直到现在硅还在兢兢业业地发挥重要作用。

第二代半导体材料主要是指化合物半导体材料，如砷化镓（GaAs）、锑化铟（InSb）；三元化合物半导体，如GaAsAl、GaAsP，主要用于制作高速、高频、大功率以及发光电子器件，是制作高性能微波、毫米波器件及发光器件的优良材料。

第三代半导体材料主要以碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）、氧化锌（ZnO）、金刚石、氮化铝（AlN）为代表的宽禁带（Eg2.3eV）半导体材料。在应用方面，根据第三代半导体的发展情况，其主要应用为半导体照明、电力电子器件、激光器和探测器以及其他4个领域，每个领域产业成熟度各不相同。

和第一代、第二代半导体材料相比，第三代半导体材料具有宽的禁带宽度，高的击穿电场、高的热导率、高的电子饱和速率及更高的抗辐射能力，因而更适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率器件，通常又被称为宽禁带半导体材料（禁带宽度大于2.2ev），也称为高温半导体材料。

所以三代同堂，各管一摊。

碳化硅出来后，IGBT的日子就有些不好过了。

碳化硅在日常使用中能够完美替代IGBT，而且作为半导体材料天生有个优点-省电，缺点也明显成本高。

大规模的工业生产毕竟是要讲经济效益的，省电的优势无法覆盖高成本。

然而到了电动车上，就不一样了。

电动车当然也要计算成本，但是！

电动车最大的痛点是什么？

续航啊！

电动车搭着一堆电池到处跑，自然对省电有很高的要求。

据测算，采用碳化硅的电机控制器比用IGBT的，能让车在正常情况下多7%左右的续航。

看起来不多，但假设以400km的标准续航来计算，7%那就是30km相当可观了，从人民广场开到佘山也就这点距离。