导入国产IGBT,我国车企在给自己一个机会

2023-02-09 汽车通讯社

近日,美国对我国采取了新一轮科技制裁,该举动无疑让曾受半导体“卡过脖子”的企业困扰不已。

回到2020年9月,国内芯片分销市场中开始传出缺芯的声音,自2020年10月开始,火灾、寒潮、疫情等一系列灾难,开始对海内外的几大晶圆厂所在地进行轮番“轰炸”,因芯片供应不足导致停产、减产、减配的车企不计其数。不少企业不得已,只有亲自上阵,搞研发、投资设计厂商、拓宽采购渠道、高价采购芯片……种种动作,最终目的只有一个——车规级芯片。

(来源:网络)

而在我国,提起车规级芯片,我们最先联想到的通常是比亚迪的IGBT,事实上除了比亚迪,国内IGBT厂商还有斯达半导、中车时代电气、士兰微等一众企业,但不得不承认比亚迪是国内唯一一家拥有IGBT完整产业链的车企。

目前,除比亚迪外,许多车企依然需要采购英飞凌、安森美等国外大厂的IGBT,国产IGBT自给自足之路,任重而道远。

01

国产新能源车发展的“绊脚石”

事实上,汽车芯片在应用环节可以分为5大类:主控芯片、存储芯片、功率芯片、模拟芯片、传感器芯片,而IGBT就是功率芯片中的一种,它的中文名叫“绝缘栅双极晶体管”,是由BJT(双极结型晶体管)和MOSFET(绝缘栅场效应管)组成的。根据IGBT所在工作环境中的电压,可将IGBT分为低压(600V以下)、中压(600V-1200V)、高压(1700V-6500V)。

(来源:中信证券)

以上专业词汇难免有些晦涩难懂,那我们不妨做一个大胆的假设,笔者将IGBT浅显地理解为一个开关,通过持续通断让交流电与直流电相互转换,调节全车的功率输送,以此来驱动电力电子装置运行。

其作用类似于人类的心脏,能根据信号指令精准调控电路中的电压、电流、频率、相位等,因此被广泛应用于新能源汽车、家电、光伏、风电、高铁、动车、国家电网等领域。

2021年,我国IGBT在下游应用中市场占比最大的领域正是新能源汽车,达31%。

(来源:华经产业研究院)

其中的原因不难理解,由于近年来新能源汽车高速发展,动力性能获得了极大提升,直接导致IGBT组件数量也处于不断增加的状态,而IGBT的成本足足占了整车成本的7%-10%,其主要应用于新能源车的电池管理、电动控制、空调控制等**中,重要性不言而喻。

值得一提的是,除新能源汽车外,在新能源车的“配套伴侣”——充电桩中,也离不开IGBT的身影。经笔者查证,截至2022年9月底,我国公共充电桩保有量为163.6万台,同比增长56.6%,相比8月,公共充电桩数量增加1.2万台,一旦IGBT的短缺对充电桩产生影响,也会间接影响新能源车的发展。

(来源:网络)

可见,若IGBT供给不足,将会直接或间接地**我国新能源车的发展,成为新能源车成长路上的“绊脚石”。

02

苦“芯”久矣的车企与穷追猛赶的本土IGBT企业

据集微网报道,某IGBT企业内部人士在近期表示,“虽然不是很清楚其他芯片的需求情况,但在IGBT方面,这段时间还是非常紧缺的,英飞凌的IGBT一直都缺,很实际的问题是,我接触的B车企,他们告诉我,能生产多少辆车,取决于IGBT的供应量,而且交付周期还非常长。

为此,笔者咨询了芯片市场上的IGBT供应商,并查询了2022年Q3各厂商的IGBT交期,发现英飞凌的IGBT交期为39-50周,安森美的IGBT交期则为39-52周,ST的IGBT交期为47-52周,其余几家大厂的IGBT交期也处于高位,和常态下的交期相差甚远。

(来源:富昌电子)

除了交期长,IGBT**暴涨也是新能源车企的一个难题。

如型号为FF600R17ME4的英飞凌IGBT,2020年2月份该芯片**在分销市场中曾一度涨到650元,而目前,笔者在某半导体交易平台搜索该芯片,**已超1454元。

(来源:某半导体交易平台)

我国新能源车企在面对难题的同时,本土IGBT厂商也并不轻松,挑战一家独大的英飞凌,是他们的目标。

2019年,我国车规级IGBT芯片市场份额里,英飞凌占有49.2%的市场份额,而比亚迪仅占市场份额的20%,加上斯达半导的16.6%和中车时代电气的1.1%也仅占31.1%,和英飞凌的市场份额仍存在一定差距。

(来源:天风证券)

造成如此差距的原因主要是技术和经验,国外大厂成立较早,三菱电机成立于1921年,**电机成立于1923年,英飞凌则成立于1999年,虽然成立时间较晚,但它脱胎于西门子集团的半导体事业部,在成立之初便掌握了丰富的半导体研发经验。

而反观国内厂商,比亚迪半导体成立于2004年、斯达半导成立于2005年、中车时代成立于2005年,入局时间较晚,在技术、经验上相比国外厂商都存在不小的差距。

技术落后还只是一方面,另一个难点是车规级芯片的认证和主机厂的导入,像难以跨越的蜀道,摆在本土IGBT厂商面前。

李白诗云:“蜀道之难,难于上青天。”

对于IGBT也是如此,要知道由于汽车的特殊性,车规级IGBT的认证难度要高于工控IGBT和消费级IGBT,即使通过了认证,下游车企也不敢轻易采购,因为多数车企和国外IGBT大厂合作多年,早已建立了信任基础,而新玩家入场很难快速获得信任,因此在早期,许多本土新能源车企在国外IGBT大厂供给不足的情况下,宁可减产,也不敢轻易采购国产IGBT。

但近年来,已有越来越多的国产车企尝试导入国产车规级IGBT,如2021年,理想汽车曾在IGBT采购纪要中表示:“他(英飞凌)没有承诺交期,你爱用不用,我有就给你,没有就不给你。”随后,理想汽车表示将尝试切换中车时代电气的IGBT,并且暗示小鹏汽车也考虑导入中车时代电气的IGBT。

随着越来越多的本土新能源车企导入国产IGBT,可在一定程度上减缓因IGBT短缺而造成的减产、减配,也就是说,在本土新能源车企给本土IGBT企业机会的同时,也在给自己一个机会。

(来源:网络)

“我国IGBT企业,正在翻山越岭。”

芯片行业的朋友在谈及“我国IGBT”话题时,下意识说出了这句话,笔者认为,这正是我国本土IGBT企业的真实写照。

将时间倒回2015年,彼时我国IGBT的自给率仅有10.1%,其余89.9%均被以英飞凌、安森美、ST等国外大厂牢牢把控,很多人都认为本土IGBT厂商,难以望其项背。

笔者却认为应该将“难以“两个字去掉,望其项背的意思是看得见别人的颈项和后背,形容能赶得上。

我国IGBT厂商始终坚定目标,默默耕耘,从2015年的10.1%自给率到2021年的19.5%自给率,已经增加了近一倍,这是本土车企和IGBT厂商共同努力的结果,接下来,随着IGBT常用的8英寸晶圆厂产能扩张和研发技术壁垒不断被突破,相信国产车规级IGBT终有一天将实现自给自足。

(来源:网络)

届时,比亚迪、士兰微、中车时代电气、斯达半导……或许还会有更多厂商的名字被刻在我国IGBT的里程碑上。

我国IGBT厂商在等待着那一天的到来,我想,我国新能源车企也是如此。



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