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國產IGBT走出國門!

2020-10-08
來源: 全球半導體觀察
關鍵詞: 比亞迪 蘋果 英偉達

  近期,比亞迪好消息不斷,不僅拿下蘋果iPad的代工,為英偉達代工的顯卡也賣斷貨。

  最近,又有外媒報道,比亞迪正在與戴姆勒就IGBT(絕緣柵雙極晶體管)進行最后的談判,如果談判成功,意味著以后在戴姆勒的新能源汽車上,會出現“國產芯”。雖然談判結果仍未出來,但是坊間一致看好,原因很簡單,各取所需,而且雙方已經有多年的合作關系。

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  ▲ 來源:比亞迪

  十年前,比亞迪與戴姆勒成立合資公司的事件轟動一時。

  盡管十年過了,這家合資公司一直處于虧損狀態(tài),雙方還是舍不得放棄,年初時候,比亞迪還特地為這家合資公司又注資了3.5億元。之所以如此鍥而不舍的扶持這家公司,說到底還是有共同的利益訴求。

  首先是比亞迪看中了戴姆勒百年汽車的工業(yè)積淀,可以在后者身上學到先進的管理經驗,也能通過合作關系將自己的IGBT和電池等產品打入以戴姆勒為首的國際供應鏈,進一步在IGBT上向英飛凌這樣的國際巨頭看齊;第二方面是在電池上維持領先地位。

  戴姆勒則看中了比亞迪在新能源汽車方面的沉淀,通過與比亞迪合作押寶新能源汽車,對抗汽車新貴特斯拉。

  IGBT的廣闊市場

  IGBT簡單理解就是汽車的大腦,對于電動汽車來說電控接受整車的控制器指令,而逆變器又是電控的核心,IGBT模塊是逆變器的核心,所以IGBT模塊相當于汽車動力系統(tǒng)的CPU。

  從成本來看,新能源汽車中成本最大的一部分為電池,約占40~50%,其次就是點擊驅動系統(tǒng),約占總成本的15~20%,最后落到IGBT模塊上,約占總成本的8~10%,是僅次于汽車電池成本的存在,以特斯拉Model X為例,其使用了英飛凌提供的132個IGBT管,所花費用大約在650美元。

  隨著汽車電動化和智能化的持續(xù)推進,新能源汽車已經成為功率半導體增長的最大動力,而中國又是全球最大的新能源汽車增量市場。

  根據工信部的最新數據,中國已經連續(xù)五年實現新能源汽車產銷第一的好成績,并將在2025年提高新能源汽車的競爭力,包括動力電池、驅動電機、車載系統(tǒng)等取得關鍵突破,力爭2025年中國新能源汽車銷量能達到550萬輛。

  新能源汽車的強大需求自然會帶動IGBT的增長,根據集邦咨詢2019年IGBT產業(yè)發(fā)展報告顯示,受益于新能源汽車及工業(yè)領域需求的大幅增長和IGBT技術成熟,IGBT市場規(guī)模迅速正在迅速擴大。2018年中國IGBT市場規(guī)模為153億人民幣,較2017年上漲了19.9%。

  IGBT格局

  雖然國產新能源汽車正在蓬勃發(fā)展,但是作為核心的IGBT卻和其它國產半導體有著相同的命運,一直都是由國外企業(yè)所主導的。一方面是因為人才的短缺,工藝基礎薄弱,另一方面也是由于國產IGBT起步比較晚,IGBT模塊至今大部分還是以歐洲、日本及美國這樣的半導體強國所主導。

  在IGBT市場中也是一種強者越強的現象,根據英飛凌2017年財報顯示,前5大企業(yè)占據了67.5%的市場份額,其中老大英飛凌27.1%的市場份額遙遙領先于其他產業(yè),排在其后的依次是三菱、富士電機、安森美、賽米控。

  作為老大的英飛凌,即使在2019年上半年全球汽車市場萎縮的情況下,業(yè)績依然同比增長了5.9%,并且與上汽合資,成為大眾的合作伙伴,未來將為大眾的220萬輛新能源汽車提供半導體器件。在中國市場中,2017年英飛凌以58.2%的市場份額占據絕對統(tǒng)治地位,是第二名比亞迪的3倍有余。

  隨著英飛凌收購賽普拉斯的完成,英飛凌將進一步加強其在汽車領域的護城河,其自身優(yōu)勢在功率半導體、底盤、安全集成電路等,再加上賽普拉斯的強項,車聯(lián)網用MCU、NOR閃存、藍牙、USB Type-C PD等車聯(lián)網無線連接技術,雙方強強結合之后,英飛凌的車規(guī)級芯片可以覆蓋整輛汽車。

  國產IGBT

  如果沒有禁售,IGBT可能不會走上國產自造的道路。

  十多年前,IGBT和如今的光刻機一樣,高端產品對中國都有銷售禁止。國際IGBT巨頭規(guī)定,中國企業(yè)購買IGBT,只能用于變頻器行業(yè),要買高端IGBT用來造新能源汽車,是絕對禁止的,國內企業(yè)只得走上一條自主研發(fā)的道路。

  近些年也開始出現一批優(yōu)秀的企業(yè),比如正在和戴姆勒談合作的比亞迪,從2005年就開始涉足IGBT,如今已經成為中國唯一一家擁有IGBT完整產業(yè)鏈的車企。此外,還有建成國內首條8英寸IGBT產線的中車時代電氣、以及專注第六代IGBT研發(fā)和生產有望實現電力和電機牽引領域國產化的斯達半導體。

  以上這三家都屬于IDM性質的企業(yè)。

  在資本市場上,這幾家企業(yè)也受到投資者的熱捧,斯達半導體在上市之后,股價最高時漲幅達到了1424%,而比亞迪則在今年4月分拆半導體業(yè)務之后,融資規(guī)模一個月便達到27億,引入超過30家機構的44名投資主體,市值直線上升到300億元,市場對IGBT企業(yè)的熱捧也從側面反映出國產IGBT已經是一個不可忽視的存在。

  如果從產業(yè)鏈來看的話,還有更多的企業(yè)隸屬于IGBT領域,IC設計公司有東威半導體、中科君芯、無錫新潔能、寧波達新等。

  制造部分有華虹半導體、中芯國際、華潤微電子、上海先進。其中華虹半導體在今年7月底宣布,加速進軍IGBT市場,作為全球首家提供場截止型IGBT量產技術的8英寸晶圓代工企業(yè),華宏在IGBT制造領域具有深厚經驗,擁有先進的全套IGBT薄晶圓背面加工工藝,目前已加速導入新能源汽車、風力發(fā)電、白色智能家電等市場,進一步豐富IGBT產品線。

  封裝部分有賽晶電力電子、中車永電、威海新佳、美林電子,其中賽晶電力電子是國內IGBT封裝較為成熟的公司。

  SiC:下一場的主角

  相對于傳統(tǒng)的硅材料,碳化硅的禁帶寬度是硅的3倍;導熱率為硅的4-5倍;擊穿電壓為硅的8倍;電子飽和漂移速率為硅的2倍,因此,碳化硅特別適于制造耐高溫、耐高壓,耐大電流的高頻大功率的器件。

  隨著IGBT逼近硅基材料的性能極限,SiC芯片成了驅動新能源汽車的下一個重點,而當前SIC行業(yè)發(fā)展的瓶頸主要在于SIC襯底成本高,不過隨著技術的成熟,成本也在不斷下降。

  目前國際主流車企都在與半導體巨頭們合作,發(fā)展SiC芯片在新能源汽車上的應用,特斯拉與ST和英飛凌合作,已經率先在Model 3逆變器上啟用車規(guī)級SiC功率模塊,大眾與Cree及英飛凌開啟了FAST項目、豐田與Rohm及電裝展開合作,搭載凱美瑞Hybrid和普銳斯進行路面技術測試、國內的除了上汽與英飛凌展開合作,目前已進入驗證階段,比亞迪則自研開發(fā),前不久宣布推出國內首款批量裝車SiC模塊。

  總 結

  不得不承認國內的IGBT產業(yè)與國外巨頭還是存在一定差距,畢竟技術需要沉淀與積累,但是國產IGBT的成長也是有目共睹,此次比亞迪與戴姆勒的談判,無論成功與否,都是國產IGBT走出去的重要一步,最起碼品牌認知度在逐漸打開。

  綜合來看,獨立自主才是半導體產業(yè)發(fā)展的生存之道。

  在國際環(huán)境激變,加之疫情沖擊下,全球存儲產業(yè)有哪些宏觀變化與細分市場動態(tài)?企業(yè)應如何把握結構性機會并在市場中實現突圍?


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