比亚迪的IGBT真的很牛逼吗？
新能源汽车的成本构成中，最大的当然是动力电池，第二高的是IGBT(绝缘栅双极晶体管)。作为与动力电池电芯齐名的“双核”之一，占整车成本5%左右的IGBT越来越重要。
IGBT能有多重要？就是它可以直接控制驱动系统的DC和交流功率之间的转换，决定电动车的扭矩、最大输出功率等核心指标，可谓“牵一发而动全身”。
因此，总投资6543.8+0亿元的比亚迪IGBT项目近日在长沙正式开工，无疑非常引人注目。据悉，该项目设计了年产25万片8英寸晶圆的生产线，可满足每年50万辆新能源汽车的生产需求。
如今，比亚迪IGBT芯片晶圆产能已达5万片/月，预计2021年将达到65438+万片/月，一年可供应1.2万辆新能源汽车，相当于2019年新能源汽车总销量。
但是，我们关心的是，比亚迪的IGBT技术到底达到了什么程度？在整个IGBT格局中，比亚迪在哪里？
打破垄断
作为功率半导体，IGBT的应用非常广泛，从家用电器到飞机、船舶、交通和电网等战略性行业。此外，IGBT还是国家“02专项”的重点支持项目，全面替代了传统的功率MOSFET，被称为电力电子行业的“CPU”。
在新能源领域，IGBT的应用也非常重要。例如，在电动汽车的“三电”方面，特斯拉的Model S采用三相异步驱动电机，其中每相需要使用28个塑料IGBT芯片进行驱动控制，三相需要使用84个IGBT芯片。算算总量，就能看出需求的巨大。此外，充电桩的核心部件也需要IGBT芯片。
但长期以来，一直被少数IDM(集成器件制造商)垄断，如英飞凌、富士电机、三菱等外资企业。
数据显示，英飞凌在2065，438+09期间向国内电动乘用车市场供应了62.8万套IGBT模块，占市场份额的58%。比亚迪供应194000台，占市场18%。可以说，没有比亚迪，国内企业在中汽规准级IGBT芯片市场“卡脖子”的局面就无法缓解。这是事实。
比亚迪打破国际巨头垄断，令人欣慰。但值得注意的是，如果2019年比亚迪IGBT自供比例在70%左右(或以上)，即接近15万套，外供量在4万套以上，比亚迪还是相当保守的。
因此，4月14日，比亚迪公告称，通过整合公司半导体业务，成立独立的“比亚迪半导体有限公司”，是为了扩大IGBT的业务量，提升业务前景。据CICC预测，分拆上市后比亚迪半导体市值可达300亿元，无疑只有外部的IGBT能带来这样的收益。
根据2018的相关统计，在一辆纯电动汽车中，IGBT约占驱动电机系统成本的一半，驱动电机系统占整车成本的15~20%，也就是说，IGBT占整车成本的7~10%。中信证券的报告显示，目前插电式混合动力车的成本中，IGBT约占2500 ~ 3500元，A级以上纯电动车的IGBT自行车成本在2000 ~ 4000元，豪华车相对更高，在5000元以上。
此外，中信证券认为，全球电动汽车(尤其是A级以上汽车)的高增长将推动对IGBT的大量需求。2020年行业空间约为97亿元，预计2025年将达到370亿元，年复合增长率超过30%。因此，如果比亚迪的IGBT销量扩大，收入肯定会很可观。
据悉，比亚迪下一步计划是让IGBT的外供比例力争超过50%。之前比亚迪的孤军奋战，在关键部位表现出自主品牌的技术弱势，现在情况有所缓解。然而，如果我们看看国际IGBT技术的发展趋势，比亚迪不得不加快步伐。
竞争的模式
此前比亚迪在秦、唐车型上已经采用了自主研发的IGBT，但直到2065438+2008年9月才首次公布。从专利数量来看，截至2018、11，比亚迪在该领域已申请IGBT相关专利175件，其中授权专利114件。
截至目前，比亚迪汽车IGBT累计载重已超过60万辆。如果只是看比亚迪的报道，自豪感就会油然而生。然而环顾四周，比亚迪面对的都是强手。
从IGBT的应用电压来看，汽车主要在600v-1200v之间。英飞凌在这个范围内有着压倒性的优势。安森美虽然在600V-1200V领域也有市场，但主要是在非车载领域。三菱和富士电机瓜分了日本市场，丰田混合动力用的IGBT全部在内部完成，拥有自己完整的IGBT生产供应链。
除了这些巨头，根据IHS Markit的最新报告，2018年IGBT组件全球市场份额排名第8位、唯一进入世界排名TOP10的中国企业斯达半导体(603290)也成为比亚迪的强劲对手。
根据刚刚上市两个月的斯达半导体年报，其去年生产的整车级IGBT模块已经与20多家车企进行了匹配，共计超过1.6万辆新能源汽车(而根据NE时代的统计，斯达2065年IGBT模块供货1.7，1.29套，)如果应用在工控和电源行业、变频白色家电等行业，斯达半导体的IGBT营收已经超过比亚迪半导体。
而且在IGBT技术实力方面，比亚迪已经发展到IGBT 4.0(相当于全球第五代)，而斯达半导体已经发展到第六代。公司基于第六代沟槽场截止技术的650V/750V IGBT芯片及其配套的快恢复二极管芯片已应用于新能源汽车行业。
全球来看，IGBT已经发展到7.5代，三菱电机2012推出第七代。三菱电机目前的水平可以算是7.5代，而比亚迪在2018和12发布了IGBT 4.0技术(即全球第五代技术)，所以差距还是很大的。
差距有多大？
然而，公认的是，IGBT技术目前已接近顶峰。如今，科学技术日新月异。在IGBT战场之外，下一代将争夺SiC(碳化硅)技术。丰田曾经说过，“SiC和汽油发动机一样重要。”
其实碳化硅(SiC)是一种应用广泛的老工业材料，已经在1893量产。作为第三代半导体材料，具有巨大的发展潜力。而且SiC技术在日本已经全面普及，无论是三菱这样的大厂，还是富士电机、罗门这样的小厂，都有能力轻松制造SiC组件。
鉴于SiC的重要性，丰田的策略是完全自主生产。其实丰田从80年代就开始研究SiC，领先世界30年。到2014，丰田已经可以试制关键的SiC衬底。
顺带一提，SiC衬底是关键，落后于很多日企的英飞凌在2016年7月决定收购美国科锐集团的电源与射频部门(“Wolfspeed”)，核心就是SiC衬底技术。但最终被美国外国投资委员会(CFIUS)以国家安全相关理由否决。
目前比亚迪也开发了SiC MOSFET。预计到2023年，比亚迪将完全用SiC基半导体取代硅基半导体。在这种情况下，车辆性能可以在现有基础上提高65，438+00%。除了提高驱动效率，SiC MOSFET的体积可以缩小70~80%，这也是业界公认的。SiC是提高新能源汽车效率最有效的技术。
当然，光有光学芯片的推广还不够，集成材料(高纯碳化硅粉)、单晶、外延、芯片、封装等SiC基半导体的全产业链也要跟进，进一步降低SiC器件的制造成本，加速其在电动汽车领域的应用。
所以，从技术上来说，比亚迪还有很长的追赶路要走。此外，与斯达的全球业务相比，比亚迪IGBT的海外业务还有待发展。不过相比较而言，比亚迪在国产自主品牌中还是获得了一定的优势，就像华为手握芯片这个终极武器一样。面对汽车行业前所未有的变革，技术驱动将重构行业格局无疑是事实。
文/王晓曦
-
微信搜索“汽车公社”和“一句话评论”关注微信微信官方账号，或访问每日汽车新闻网了解更多行业资讯。
本文来自车家作者汽车之家，不代表汽车之家立场。