一輛新能源汽車(chē)中有300多顆芯片，其中過(guò)半是功率芯片。據(jù)Gartner數(shù)據(jù)顯示，一輛新能源汽車(chē)中功率器件的成本高達(dá)387美元，占整車(chē)半導(dǎo)體價(jià)值的55%，遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)車(chē)71美元的成本。而在汽車(chē)功率芯片中又以IGBT的占比和成本居前，給功率芯片廠商帶來(lái)無(wú)限想象空間。

不過(guò)，車(chē)規(guī)級(jí)IGBT入局門(mén)檻高，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求嚴(yán)苛，產(chǎn)業(yè)周期更長(zhǎng)，且需要大規(guī)模的資金和技術(shù)投入。尤其是歐美知名車(chē)企已經(jīng)具備完整的汽車(chē)半導(dǎo)體芯片供應(yīng)體系，國(guó)內(nèi)汽車(chē)市場(chǎng)的功率芯片幾乎被外企所壟斷，即便在IGBT產(chǎn)能不足的當(dāng)下，國(guó)內(nèi)能夠打入車(chē)企且穩(wěn)定供貨的功率芯片廠商也屬寥寥。

需求巨大產(chǎn)能不足

IGBT是能源變換和傳輸?shù)暮诵钠骷?，被稱(chēng)為電力電子行業(yè)里的“CPU”。在新能源汽車(chē)上，IGBT能直接控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)AC/DC的轉(zhuǎn)換，決定電動(dòng)車(chē)扭矩和最大輸出功率等核心指標(biāo)，影響著整車(chē)能源利用效率。尤其是在電動(dòng)汽車(chē)的“三電”方面，IGBT的效果突出而被廣泛應(yīng)用。據(jù)悉，特斯拉Model S用的三相異步驅(qū)動(dòng)電機(jī)中，每一相的驅(qū)動(dòng)控制都用了28顆IGBT芯片，三相共使用了84顆IGBT芯片。

除了前、后電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)外，IGBT還可以應(yīng)用在新能源汽車(chē)的車(chē)載充電系統(tǒng)、汽車(chē)轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)、車(chē)用空調(diào)變頻與制熱以及充電樁充電模塊等方面。中信證券預(yù)計(jì)，2030年中、美、歐新增直流充電樁累計(jì)帶動(dòng)IGBT需求約1300億元，單是充電樁的IGBT需求，其潛在市場(chǎng)需求就很大。

盡管未來(lái)全球市場(chǎng)需求很大，但國(guó)內(nèi)在這方面的市場(chǎng)份額仍較小。據(jù)市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)Gartner的數(shù)據(jù)顯示，2019年全球汽車(chē)半導(dǎo)體產(chǎn)值中，歐洲汽車(chē)半導(dǎo)體貢獻(xiàn)了36.79%，美國(guó)占比32.64%，日本占比26.03%，而中國(guó)大陸汽車(chē)半導(dǎo)體占比不到3%。尤其是在新能源汽車(chē)用IGBT功率芯片市場(chǎng)，一直被英飛凌、三菱等外企壟斷。

再加之國(guó)內(nèi)新能源汽車(chē)市場(chǎng)體量不斷擴(kuò)大，IGBT功率芯片的國(guó)產(chǎn)替代需求大增。2019年我國(guó)新能源汽車(chē)銷(xiāo)為120.6萬(wàn)輛，未來(lái)幾年出貨量將會(huì)持續(xù)上漲。行業(yè)人士認(rèn)為，新能源汽車(chē)銷(xiāo)量增長(zhǎng)的長(zhǎng)期趨勢(shì)不變，國(guó)內(nèi)每年有百萬(wàn)輛新能源汽車(chē)的國(guó)產(chǎn)替代空間。

中車(chē)時(shí)代電氣相關(guān)人士表示：“從現(xiàn)階段來(lái)看， IGBT器件面臨短期內(nèi)供不應(yīng)求的狀態(tài)，因?yàn)樗S著下游的應(yīng)用，包括電動(dòng)汽車(chē)，包括家電，整個(gè)的用量上來(lái)之后，它會(huì)供不應(yīng)求，并且是一個(gè)發(fā)展的趨勢(shì)?！?/p>

“由于外企對(duì)擴(kuò)張保守且功率器件產(chǎn)能擴(kuò)張周期長(zhǎng)，未來(lái)新能源市場(chǎng)將出現(xiàn)IGBT的供應(yīng)缺口?！北葋喌舷嚓P(guān)人士向集微網(wǎng)表示，汽車(chē)三電中的電芯和電機(jī)等均不會(huì)成為新能源汽車(chē)發(fā)展的瓶頸，但未來(lái)幾年IGBT等功率芯片的產(chǎn)能不足，可能會(huì)成為新能源汽車(chē)發(fā)展的瓶頸。

國(guó)內(nèi)多家廠商積極擴(kuò)產(chǎn)

IGBT芯片國(guó)產(chǎn)替代有巨大的需求空間，國(guó)內(nèi)有不少?gòu)S商已經(jīng)參與布局。目前，國(guó)內(nèi)在車(chē)規(guī)級(jí)IGBT產(chǎn)業(yè)鏈布局較完善的企業(yè)有比亞迪半導(dǎo)體、斯達(dá)半導(dǎo)、中車(chē)時(shí)代電氣等。

原比亞迪汽車(chē)電子事業(yè)部總工羅如忠向集微網(wǎng)表示，早在2005年，比亞迪就開(kāi)始研發(fā)集成電路和功率半導(dǎo)體芯片，但當(dāng)時(shí)已有條件和人力，完全靠自己完成設(shè)計(jì)和制造不現(xiàn)實(shí)。因此，在2008年比亞迪決定收購(gòu)寧波中緯這家半導(dǎo)體公司，在進(jìn)行業(yè)務(wù)整合后來(lái)開(kāi)發(fā)我們需要的芯片。直到2018年9月，比亞迪首次對(duì)外推出IGBT4.0芯片。比亞迪對(duì)外公告稱(chēng)，公司已擁有包含芯片設(shè)計(jì)、晶圓制造、封裝測(cè)試和下游應(yīng)用在內(nèi)的一體化經(jīng)營(yíng)全產(chǎn)業(yè)鏈。

除了比亞迪半導(dǎo)體，國(guó)內(nèi)布局車(chē)規(guī)級(jí)IGBT的廠商還有斯達(dá)半導(dǎo)。斯達(dá)半導(dǎo)是國(guó)內(nèi)少數(shù)集芯片設(shè)計(jì)、模塊制造和測(cè)試、終端銷(xiāo)售與服務(wù)等縱向產(chǎn)業(yè)鏈為一體的規(guī)模半導(dǎo)體分立器件廠商。斯達(dá)半導(dǎo)上市募集8.2億元資金，其中2.5億元用于新能源汽車(chē)用IGBT模塊擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目，1.5億用于技術(shù)研發(fā)中心擴(kuò)建項(xiàng)目，用來(lái)設(shè)計(jì)研發(fā)出導(dǎo)通壓降更低、開(kāi)關(guān)損耗更低的新一代IGBT芯片。根據(jù)NE時(shí)代的統(tǒng)計(jì)，2019年斯達(dá)供應(yīng)了17,129套IGBT模塊，市占率1.6%。

值得注意的是，在3300-6500V領(lǐng)域國(guó)內(nèi)唯一制造商的中車(chē)時(shí)代電氣，目前也在布局電動(dòng)車(chē)用IGBT的產(chǎn)線。與國(guó)內(nèi)專(zhuān)注于1300V電壓區(qū)間的廠商相比，中車(chē)時(shí)代電氣更具有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)閺母邏寒a(chǎn)品向低壓產(chǎn)品拓展要容易得多。據(jù)透露，去年中車(chē)時(shí)代電氣IGBT的收入規(guī)模是4億多，且全部來(lái)源于機(jī)車(chē)，今年二期將擴(kuò)產(chǎn)的IGBT產(chǎn)線主要是針對(duì)新能源汽車(chē)領(lǐng)域，產(chǎn)能達(dá)產(chǎn)后，整個(gè)IGBT的收入規(guī)模將達(dá)二十億元左右。

在目前國(guó)內(nèi)短期供不應(yīng)求的情況下，國(guó)內(nèi)廠商正著手解決IGBT產(chǎn)能問(wèn)題。今年4月底，比亞迪IGBT項(xiàng)目已在長(zhǎng)沙開(kāi)工建設(shè)，該項(xiàng)目建成后可年產(chǎn)25萬(wàn)片8英寸新能源汽車(chē)電子芯，可滿(mǎn)足年裝車(chē)50萬(wàn)輛的產(chǎn)能需求。此外，其他廠商也在加快IGBT的產(chǎn)能建設(shè)，斯達(dá)半導(dǎo)新能源汽車(chē)用IGBT模塊擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目投產(chǎn)后可年產(chǎn)120萬(wàn)個(gè)新能源汽車(chē)用IGBT模塊；中車(chē)時(shí)代電氣計(jì)劃在今年量產(chǎn)第6代IGBT技術(shù)IGBT，其8英寸IGBT生產(chǎn)線可年產(chǎn)24萬(wàn)片。

盡管目前國(guó)內(nèi)龍頭企業(yè)已加快擴(kuò)產(chǎn)布局，但目前來(lái)看，仍難以滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)新能源汽車(chē)的需求。行業(yè)人士表示，目前國(guó)內(nèi)車(chē)載IGBT只適用于低端領(lǐng)域，在高端功率器件領(lǐng)域，與國(guó)外企業(yè)的技術(shù)相比還有很大的差異。從全球看，IGBT目前已經(jīng)發(fā)展到7.5代，三菱電機(jī)在2012年就推出第7代，而比亞迪2018年底發(fā)布的IGBT 4.0技術(shù)也只是相當(dāng)于國(guó)際上第五代技術(shù)，而斯達(dá)半導(dǎo)、中車(chē)時(shí)代電氣目前計(jì)劃量產(chǎn)的也只是第6代產(chǎn)品，所以說(shuō)，目前和國(guó)外仍存在較大差距，國(guó)內(nèi)企業(yè)需要高度重視IGBT等功率元器件產(chǎn)品的技術(shù)研發(fā)與投入來(lái)提高核心技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)力，才能彌補(bǔ)短板具備行業(yè)話(huà)語(yǔ)權(quán)。