可见，将来中国铁路的发展离不开大量电力机车和高速动车组。近年来经过采用技术引进、消化、吸收、再创新的策略，中国*大力扶持中国南车、中国北车研发电力机车，并释出大量采购订单，中国电力机车研发、制造水平已慢慢追上发展水平。目前，中国已研发生产了3款功率值为9,600千瓦等级的大功率交流传动机车HXD1B、HXD2B和HXD3B；时速超过300千米的高速动车组也有2款车型CRH3和CRH5。

    通常，电力机车需要500个IGBT，动车组需要超过100个IGBT，一节地铁需要50~80个IGBT模块。粗略估计上述轨道交通需求量超1万辆，可以想见轨道交通给IGBT市场所带来的机遇和发展空间。    

    结温提升牵引级IGBT性能

    大功率交流传动电力机车内部组成对功率器件而言有两个重要模块：主牵引变流器和辅助变流器。主牵引变流器为牵引机车提供动力，功率zui高、电压zui大，工作条件zui为严酷。辅助变流器为其他非动力电流供电，如空调、车灯、后备电源等，电压、功率相对较低，工作条件也相对较好。主牵引变流器主要需要3.3千伏或6.5千伏高压模块，辅助变流器的电压则相对比较低，1.7千伏模块就能满足。马国伟强调，上述三种模块需要选用牵引级模块，因为机车工作环境非常恶劣。

    “牵引级IGBT是电子应用领域要求zui高等级的IGBT，”马国伟指出，“牵引级IGBT对可靠性和产品生命周期的要求*。”牵引级IGBT的功率高达1千万瓦，每个IGBT承受的zui高电压可高达6.5千伏，每标称电流高达600安。牵引级高压大功率IGBT的工作环境严酷，负载剧烈变化，对IGBT模块的寿命影响很大，这就需要采用特定的技术来提高器件的温度循环寿命和功率循环寿命。

    一般工业级功率模块的工作温度为125℃，英飞凌的IHM/IHV-B系列牵引级功率模块的工作温度比通常工业级功率模块的工作温度高出25℃，达到150℃。马国伟指出提高25℃对于IGBT有两个好处：首先，增加了IGBT模块的输出功率能力，有利于提高模块输出功率的密度，进而使整个变流器的设计更为小巧。其次，提高牵引级IGBT的工作温度增强了功率循环能力，从而提高模块的可靠性和工作寿命。

    “提升结温是我们提升IGBT可用功率的一个手段，而且它是IGBT模块封装技术提升的结果。”英飞凌科技工业及多元化电子市场事业部工业功率市场总监VivekMahajan指出，IGBT的输出电流主要受结温限制，芯片的温度限制了它的功率负荷。如果能够将结温提升就意味着IGBT可以输出更大的电流。而实现结温提升的方法有两种：一是降低IGBT的饱和电压，降低IGBT的损耗；另外一个手段就是提高模块的焊线工艺，提升它的可靠性和功率交变能力。

    Mahajan解释说：“提高IGBT的结温可以使客户获得更大的使用功率，还可以降低损耗，散热器温度和模块壳温也随之降低了，允许模块输出更大的电流，同时IGBT的可靠性提升大大延长了模块的使用寿命。”    

    混合动力车上路，车辆级IGBT成核心

    科技进步对资源的过度消耗已经引起自然环境的反噬，各国政府纷纷将节能减负付诸于行动。2009年2月中国启动了“十城千辆”工程，用财政补贴的手段鼓励每个城市将燃油车更换成符合环保节能标准的电动以及混合动力客车。马国伟解释说，内燃机的能源效率并不固定，只有维持在*点才能得到*的工作效率。但是车的行驶过程并非匀速，因此不允许引擎固定速度来工作，所以传统燃油机车能源利用率不能达到*化。而混合动力机车的动力从两部分获取，一部分动力从稳定工作在*工作点的内燃机获得，另一部分电力从电机获得。如果实际需要的动力比内燃机的供能小，则用多余的动力充电，通过发电机存储在电池；如果需要的功率大于内燃机的功能，马达可以和内燃机联合共同驱动机车前进。混合动力机车采用这样“混合双打”的方式取长补短，让内燃机获得*的能效比。

    混合动力车的关键组件是发电机和马达驱动，而发电机和马达驱动的关键则在于IGBT。鉴于混合动力车的工作环境略优于轨道交通，马国伟建议选用车辆级IGBT模块。PrimePACK利用英飞凌第四代IGBT，zui高结温为175℃；通过将IGBT的位置更靠近基板螺丝固定点的方其法，有效降低基板与散热片之间的热阻效应，内部杂散电感与同级产品相比降低约60%。