外媒称:中国通过民企迂回方法获得003航母的核心技术,这个说法是真的吗?

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随着中国003航母安装接近尾声,外媒,特别是欧美的主要媒体都在关注003号航母的最新动态。前不久美国的CSIS和CNN发文评论说,中国即将下水的003航母的技术媲美美国最先进的福特级航母,这里指的就是航母上的电磁弹射功能。尽管美国有十艘尼米茲級核动力航母,但都是蒸汽弹射,而美国福特级航母的电磁弹射系统,自2017年服役以来至今仍不能正常工作,眼见着中国的新型003号航母采用最新的弹射技术就要下水,美国确实有点急了。

 

 

 

 

 

 

 

 

也许有人会问,美国的电磁弹射都有这么多问题,中国的003航母的弹射系统靠谱吗?答案是肯定的,因为航母上的电磁弹射系统跟电磁炮的原理是一样的,美国自从上个世纪90年代开始研发电磁炮,一直不成功,直到2016年宣布暂时放弃。而中国的电磁炮,从2005年开始研发,2018年就研制成功,并在军舰上测试效果。前不久还把这种技术应用到森林防火(我们在前面有视频介绍这个技术),足以说明中国在电磁弹射方面的技术优势。

 

为什么中美之间在电磁弹射的应用上会有如此大差异,简单地说就是技术路线不一样。美国人走在前面,碰到了问题,中国一看不对劲就改变了技术路线,然后按照新的技术路线研发新系统。在电磁弹射系统中,美国现在面临问题是因为采用交流供电导致的不稳定性,按照航母应用的技术要求,电磁弹射至少需要10000次以上无故障弹射,而目前美国的福特级航母上的弹射系统只能保证400次无故障弹射,这说明它离系统的技术要求还差很远,美国采用的这种方式的第二问题是,因为是交流供电,福特级航母上有四个弹射装置,一旦其中一个弹射器装置出问题,其它三个都要停下来,才能对故障系统进行检修,关于这一点,美国军方完全不能接受。

而中国弹射系统采用的是直流供电,采用直流供电就很好地解决电磁弹射的弹射重复性问题,也保证了系统的稳定性,003航母上三个弹射系统完全独立,一个弹射系统有问题,不要需要其它两个停下来,可以单独检修。当然,直流供电有这些好处,也有很多其它棘手的技术问题,中国的技术团队,通过艰苦地努力都把它一一攻克了。这就是美国现在有点着急的地方,因为美国至今还没有掌握这项技术。从这个角度来说,中国的电磁弹射技术,不是已经跟美国媲美,而是独步全球。

回到标题所讨论的问题,外媒所指的中国从西方获得的电磁弹射的核心技术,就是现在大家比较熟悉的IGBT技术。在2008年10月之前,中国没有掌握IGBT器件的设计和生产技术。中国的电磁弹射技术是通过民企迂回的方式从欧美获得的吗?这个说法要看你从什么角度来看,IGBT 器件当时的主要应用是在轨道交通,特别是高铁上的应用,对IGBT器件的需求量极大,国家考虑在”十一五“期间(2006-2010),投资100亿元人民币,由中车株洲电力机车研究所来攻关IGBT技术。株洲电机车研究所对外的名字是,中车时代电器股份公司。

在2008年美国金融危机后,一个突然的机会来了,一家国际知名英国公司,是专门生产IGBT器件的公司,Dynex(丹尼克斯)半导体公司,因为受到金融危机影响,资金断链,正在寻求新的投资来救厂,中车时代电气公司恰逢其时介入该并购案,2008年10月,中车时代电气以1.09亿人民币的价格获得英国丹尼克斯半导体公司75%的股份。   并购丹尼克斯半导体公司一年后,中国首条IGBT产品线在中车时代电气的总部株洲市落成,乘着中国高铁关键组件国产化的东风,大功率IGBT模块成功实现国产化。但此时的生产线的规格还是4英寸晶圆,当时德国的英菲凌公司的IGBT生产线早已是8英寸。2016年,中车时代电气自已研发的8英寸生产线开始试运行,现在已经量产。

人们也许会问,什么是IGBT器件?IGBT 是由MOS和BJT组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,具有驱动功率小、压降低和载流密度小等优势。IGBT 被称为电力电子行业的“CPU”,主要分为工业级、军用级、车规级三大类,在轨道交通、新能源汽车、智能电网、家电、航空航天等领域已实现广泛应用。而IGBT器件在这些应用中的主要作用就是把高压电能转换成大电流去驱动电动机或者电感器。IGBT 器件在高铁和新能源汽车的应用里就是用大电流去驱动电动机,而IGBT器件在电磁炮和电磁弹射则是用大电流去驱动电感器,大电流在瞬间通过一个很大的电感时,用它所产生的巨大的洛伦磁力来推动炮弹或者弹射飞机。

上面提到的MOS和BJT是两种不同的半导体器件结构,BJT,通俗地说就是最古老的晶体管中的三极管结构,这是1950年代的产品,一般是中小功率应用,而MOS管,又称场效应晶体管,出现得比较晚一点,大约在1970年代左右开始使用,MOS管可以有大功率应用,它们二者的复合结构的商用化器件直到1990才开始应用,这就是我们这里谈到的电压可控制大电流控制器,IGBT。

 

如果这项技术完全靠自己从无到有去开发,所花费的时间和资金肯定要比现在所花费的要多很多。虽然当时丹尼克斯半导体的产品不是顶尖水平,但也是在高铁建设的初期阶段替代国外产品的最佳选择,通过不断改良和创新现在已经完全可以满足各个领域的需要。只是,当时在开发IGBT技术时,无论自己搞还是去海外并购这项技术,都是为了轨道交通,主要就是高铁的需求,绝没想到会在这么短的时间内把它用到电磁炮和航母的电磁弹射上。

如果按照外媒的说法,中国是老谋深算,很早就规划了这个项目,通过民企迂回的方法从西方获得制造航母电磁弹射的核心技术,这就有点言过其实,就中国半导体大功率器件发展而言,当时2008年金融危机后的大环境,确实给了中国一个好的机会,用最少的代价获得了急需的技术,这件事从客观上也挽救英国丹尼克斯公司。要是没有中车时代电气出手投资相助,估计这家公司也就垮掉了。

历史故事回顾到这里,大家应该都清楚了IGBT项目的来龙去脉,你们认为这是中国使巧劲迂回从西方搞到了电磁弹射的核心技术,还是中国自身技术发展,将一个本来有局限性的技术,通过自已科技人员的不断创新,把它扩充到了电磁弹射的应用?欢迎留言讨论。

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