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高可靠大功率轎車發電機用雪崩整流二極管

二〇一一年八月
　  目 錄
　  一、成果概要 3
　  1、項目產品應用及原理 3
　  2、主要研究內容 3
　  3、經濟效益和社會效益 3
　  二、前言和實施背景 4
　  1、前言 4
　  2、實施背景 5
　  2.2項目創新目標 9
　  三、成果內涵和具體做法 10
　  1、成果內涵 10
　  2、具體做法 11
　  2.1材料研究 11
　  2.2 產品設計 12
　  2.3工藝（技術路線）研究 13
　  2.4實施地點及分年度研究工作情況 19
　  四、成果實施后所產生的效果 20
　  4.1經濟效益、社會效益 20
　  4.2技術成果 20
　  4.3論文發表、已獲專利、技術標準情況 23
　  4.4團隊建設及人才培養 23
　  五、持續改進措施 25
　  5.1成果檢測及鑒定 25
　  5.1存在的問題及持續改進 25
　  5.1社會影響力與推廣經驗 26
　  
　  一、成果概要
　  1、項目產品應用及原理
　  本項目產品所屬科學技術領域為電子信息領域，主要用于轎車、客車、載貨車、公交車、工程機械等柴油車交流發電機整流系統中。在線路中除具備普通整流器的整流作用外，還具有獨特的反向過電壓抑制功能。
　  2、主要研究內容
　  項目是利用承擔單位現有技術、設備、場地等，通過對項目產品芯片技術、后部加工藝及封裝技術；二極管的結構設計、熱學設計、應力設計等關鍵核心技術進行批量化創新、攻關、改進，來實現項目產品的大規模國產化，達到填補國內空白、替代進口的目的。
　  項目產品結合了國內外汽車發電機技術要求、發展趨勢及參照國際先進技術標準，制定了企業技術標準，其中產品熱負載循環試驗達到國際標準水平，高于國內行業標準水平10倍以上，產品通過了中國賽寶實驗室元器件檢測中心鑒定試驗，達到與國際先進標準接軌，處于國內領先水平。
　  3、經濟效益和社會效益
　  產品自研發至今，累計新增銷售收入5876萬元、新增利潤722 萬元、新增稅金408萬元；預計2011年度新增銷售收入5500萬元、2012年度新增銷售收入1.2億元。
　  增加 200個就業機會；形成專利8項、形成企業標準2項、形成行業標準1項，對帶動我國汽車零部件產業結構的高級化及汽車電子等關鍵部件的發展都具有重大意義。
　  二、前言和實施背景
　  1、前言
　  1.1企業簡介
　  貴州雅光電子科技股份有限公司是于2006年8月合資組建的股份制企業，成立前隸屬中國振華電子集團有限公司的車用電子組件事業部,有從事汽車電子研發二十余年歷史。
　  項目承擔企業有自主研發團隊，是貴州大學微電子學與固體電子學博士科研基地，是貴州省微納電子重點實驗室的產業化基地，屬省級技術中心，擁有多項自主核心知識產權，國家級高新技術企業。
　  項目承擔企業位于貴州省貴陽市國家級高新技術產業開發區，擁有現代化廠房，先進的生產流程和完整的檢測設備。
　  項目承擔企業主要生產、銷售：汽車電子、光電器件、元器件；進出口業務（需前置許可的項目除外）。目前年生產能力，車用整流橋120多萬套、車用整流二極管3500萬只，公司具有完善的質量保證體系，通過了ISO/TS16949國際標準質量體系認證，產品生產符合國際環保要求。
　  項目承擔企業自主研發的車用壓裝型二極管（普通型、雪崩型）采用一次焊接“OJ”技術進行生產，質量達到世界先進企業水平，熱負載循環壽命試驗均在10000次以上，最高可達到27400次。
　  
　  
　  
　  2.2項目簡介
　  “高可靠大功率轎車發電機用雪崩整流二極管”項目，起始于2007年5月10日，完成于2009年12月30日。
　  本項目產品已于2008年12月批量應用于市場，目前生產能力已達到批量生產規模：雪崩二極管達到了年產3500萬只生產能力。
　  項目產品其技術水平與國外同類產品相當，但成本價格明顯低于國外同類產品的進口價，具有明顯的成本價格優勢。通過項目實施，目前已經與國內北京奧博、北京佩特來、襄樊東風汽車電氣公司、上海法雷奧、重慶博耐特、美國雷米、美國WAI、臺灣USI、臺灣車王等廠家有供貨協議。產品自2008年1月至2011年6月，累計銷售3350萬只。
　  另外，已與上海法雷奧、美國雷米、錦州漢拿等建立合作協議，并已通過現場考核認可，產品正在做試驗中（其中美國雷米的試驗已通過），預計2011年下半年將達到小批量供貨。
　  
　  2、實施背景
　  2.1國內外現狀及技術發展趨勢
　  現代科學技術尤其是電子、信息技術的迅猛發展，使各項技術不斷更新，汽車技術的發展更是日新月異。高新技術在國內各類汽車上的廣泛應用， 汽車的科技含量、技術等級和品質水平得到了大大提高，不僅縮小了與世界先進汽車的差距，而且逐漸趕超世界汽車的先進水平。
　  近年來，隨著電子技術的飛速發展，越來越多的電子產品廣泛應用于汽車和車內設備，隨著這些設備的不斷完善，陸續出現了各種汽車電子裝置，使汽車的安全性、經濟性、舒適性及豪華性都有了明顯的提高。加之汽車電子產品具有體積小、重量輕、多功能、節能、安全、可靠及抗干擾等諸多優點，因此，汽車采用電子技術來提高性能，降低油耗，保證安全行駛，減少環境污染等是必然趨勢。
　  當前，安全、節能、環保、舒適、多功能已經成為汽車的基本品質標準，世界汽車工業正圍繞著這些功能和涉及的一系列高新技術進行研究，加速汽車產業主體技術的機械體系向微電子體系轉化。汽車工業正面臨著全面的微電子化，電子計算機不僅在汽車設計、生產、試驗這些環節上起重要作用，而且還直接進入汽車，成為汽車的重要組成，沒有這些組成的汽車在世界汽車市場上就缺乏競爭力。因此，中國汽車工業應以此為契機，大力發展以電子計算機為依托的高水平汽車電子產品。
　  電子產品的迅速增長是由于電子系統提高了汽車的安全性和可靠性，減少了環境污染，使駕駛更加方便，乘坐更加舒適等。 由此可見，開發汽車電子產品將是我國汽車零部件工業發展的新增長點，通過實現汽車電子產品創新、技術攻關和產業化，可帶動我國汽車零部件產業結構的高級化。
　  高可靠大功率轎車發電機用雪崩整流二極管是汽車發動系統中重要的組成部分，國外轎車絕大部分選用雪崩整流橋，而轎車用雪崩整流橋均選用一次焊接“OJ”工藝雪崩整流二極管。
　  目前國際、國內常見的車用壓裝型整流二極管結構有以下兩種：
　  ①一次焊接“OJ”技術壓裝型整流二極管
　  ②二次焊接壓裝型整流二極管
　  
　  表1 兩種不同結構車用壓裝型整流二極管的市場應用
　  序號 結構類型 生產廠家 應用市場
　  1 一次焊接“OJ”技術壓裝型整流二極管 BOSCH、KEC 、ACTRON 歐美整車市場及售后市場；國內轎車等高端市場
　  2 二次焊接壓裝型整流二極管 國內廠家 國內大量低端零配市場
　  
　  表2 兩種壓裝型整流二極管壽命試驗的比較
　  序號 結構類型 熱阻 熱應力
　  損傷 熱循環負載
　  試驗
　  1 一次焊接“OJ”技術壓裝型整流二極管 小 一次 15000次以上
　  2 二次焊接壓裝型整流二極管 大 二次 2000～4000次
　  
　  在國內市場上，車用雪崩整流二極管，主要靠進口，選用臺灣鵬程（Actron）、日本日立（Hitachi） 、德國博世（BOSCH）公司的產品，其價格高達0.8～1美元/只，耗費大量的外匯。隨著國家禁止對“化油器”車輛的生產，以及汽車實施更加嚴格的尾氣排放標準（即執行歐洲Ⅱ、Ⅲ號及Ⅳ號標準）。
　  由于目前國內除尚無研制生產一次焊接“OJ”技術雪崩整流二極管產品廠家，因此為滿足國內外汽車采用電子燃油噴射控制技術的發展，利用軍工技術優勢開發研制了車用硅雪崩整流二極管。
　  企業自主研制開發的雪崩整流二極管，具有獨立的專有技術。為了與世界通用的雪崩整流二極管產品互換，研制初期產品技術參數參照日本Hitachi 、德國BOSCH、美國通用公司的產品技術參數進行開發、研制，產品參數符合國外知名公司的產品水平，屬國內領先水平，填補國內空白，可供出口，替代進口。
　  據統計，全球汽車生產量2009年5000多萬臺，整機約需求該類整流橋5000萬套左右，每套整流橋需要6～8只整流二極管，則需要整流二極管3～4億只左右；而零配市場是整機市場的2～3倍，即：全球市場每年約整流二極管9-16億只左右的需求量。
　  由于項目研制、開發的雪崩二極管通過顧客（重慶博耐特、北京奧博）汽車行業標準實驗室的認可，其技術達到了國內領先水平。同時，據了解德國BOSCH雪崩二極管銷售價格為5.5元/只，而項目研制、開發的雪崩二極管銷售價格為2.5元/只。
　  因此，項目研制、開發的雪崩二極管具有很高性價比，為大規模替代進口，提供了有力保障，具有很好市場前景。據估計，項目將進入轎車市場成為企業新的利潤增長點。
　  通過對該產品的研制開發，達到年生產車用雪崩整流二極管700萬只能力。實現車用雪崩整流二極管的規模生產、替代進口的目的。
　  
　  2.2項目創新目標
　  該項目來源于企業新產品項目，編號為：YG（2006）003。
　  2.2.1 技術指標
　  該項目為 “高可靠大功率轎車發電機用雪崩整流二極管”的研發項目。項目規定技術指標為：
　  IO：35～50A，
　  IRSM：110～150A，
　  V（BR）：19～45V，
　  VFM≤1.05V，
　  IR1≤200nA，
　  Tjm：200℃；
　  
　  2.2.2 經濟指標
　  2009年達產時，生產銷售實現500萬只，銷售收入880萬元，實現年利潤166萬元。
　  
　  
　  
　  三、成果內涵和具體做法
　  1、成果內涵
　  為使項目產品滿足使用要求，替代進口，企業在項目的實施過程中，主要解決了雪崩整流二極管的以下技術問題并進行創新：
　  1）對二極管芯片的材料及加工工藝攻關，使其滿足新型腐蝕臺面造型工藝；
　  2）對二極管結構進行了設計，使二極管具有較好的抗浪涌、抗應力損傷及抑制熱應力等特點。
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