本文來自半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫，作者/六千。
中國是全球最大的新能源汽車市場(chǎng)，國產(chǎn)功率半導(dǎo)體未來可期。
2022年上半年中國新能源乘用車占比世界新能源車份額59%，位居全球第一。工業(yè)和信息化部數(shù)據(jù)顯示，我國新能源汽車產(chǎn)量已連續(xù)7年位居世界第一。中國已經(jīng)成為全球最大的新能源汽車市場(chǎng)，中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)預(yù)測(cè)，2022年國內(nèi)新能源汽車銷量將達(dá)到550萬輛。
今年7月，新能源汽車產(chǎn)銷量分別達(dá)到61.7萬輛和59.3萬輛，同比增長均為1.2倍，2022年前7個(gè)月，新能源汽車產(chǎn)銷分別達(dá)到327.9萬輛和319.4萬輛，中國市場(chǎng)新能源汽車的滲透率達(dá)到21.6%。
在新能源汽車的供應(yīng)鏈上電池、電機(jī)、電控、功率半導(dǎo)體、視頻傳感器、激光雷達(dá)、控制器、執(zhí)行器件等硬件正在成為新的重要組成部分。對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)品需求指數(shù)級(jí)的增長與產(chǎn)能擴(kuò)建速度之間的矛盾導(dǎo)致多家整車企業(yè)曾因?yàn)樾酒必洸坏貌煌．a(chǎn)、減配。
供應(yīng)鏈的穩(wěn)定和智能化技術(shù)的加持是頭部新能源車品牌銷量持續(xù)上升的重要因素。在國與國之間科技競(jìng)爭日趨白熱化之際，實(shí)現(xiàn)汽車半導(dǎo)體自主可控迫在眉睫。車規(guī)功率半導(dǎo)體作為新能源汽車的重要組件，無論整車企業(yè)還是功率半導(dǎo)體企業(yè)都在瞄準(zhǔn)這一賽場(chǎng)。
潛力巨大的車規(guī)功率半導(dǎo)體市場(chǎng)
由于新能源汽車電池動(dòng)力模塊都需要功率半導(dǎo)體，混合動(dòng)力汽車的功率器件占比增至40%，純電動(dòng)汽車的功率器件占比增至55%。按照純電動(dòng)汽車半導(dǎo)體單車價(jià)值750美元計(jì)算，功率半導(dǎo)體單車價(jià)值量約為455美元，相比傳統(tǒng)汽車新能源車隊(duì)功率半導(dǎo)體需求提升接近9倍。在眾多被新能源汽車帶動(dòng)的半導(dǎo)體產(chǎn)品中，汽車功率器件市場(chǎng)成為受益最大的賽道之一。
新能源汽車動(dòng)力總成的簡化示意圖，來源：Amoker
根據(jù)英飛凌給出的數(shù)據(jù)，插混合純電車型中，電動(dòng)機(jī)成為了主要的動(dòng)力輸出來源，功率半導(dǎo)體的平均價(jià)值量上升到330美元，整體單車半導(dǎo)體含量也上升至834美元。因此在汽車的電動(dòng)化進(jìn)程中，功率半導(dǎo)體的用量和價(jià)值量增長十分顯著。其中最具代表性的兩類功率器件為IGBT和MOSFET。
IGBT作為一種耐高壓、高頻的電力電子開關(guān)器件，在汽車上的應(yīng)用主要以高壓電能變換為主，最核心的應(yīng)用為主驅(qū)逆變。其余應(yīng)用也包括車載OBC及電池管理/車載空調(diào)/轉(zhuǎn)向助力等高壓輔助系統(tǒng)，此外也應(yīng)用于各類直流和交流充電樁．
MOSFET則廣泛應(yīng)用于汽車上的低壓用電器，如電動(dòng)座椅調(diào)節(jié)、雨刷器等所用的直流電機(jī)、LED照明、電池電路保護(hù)等應(yīng)用。車規(guī)IGBT模塊承受電壓高、過電流大，在汽車電動(dòng)化進(jìn)程中價(jià)值量提升最為明顯；MOSFET應(yīng)用更為廣泛，高端車型用量可達(dá)400個(gè)，隨著汽車高端化和智能化趨勢(shì)，車載用電器將日益增多。
據(jù)Omida預(yù)測(cè)，2019年中國功率半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到177億美金，占比全球市場(chǎng)比例高達(dá)38%，2024年市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到206億美金。
車廠進(jìn)入功率半導(dǎo)體賽道
在新能源汽車的競(jìng)爭中，汽車企業(yè)如何在成本控制和供應(yīng)鏈能力上取得領(lǐng)先是關(guān)鍵之一。要發(fā)展新能源汽車，就繞不開功率半導(dǎo)體。為此，近年來大批新能源汽車企業(yè)紛紛扎進(jìn)這一領(lǐng)域。
車廠進(jìn)入造功率半導(dǎo)體主要有兩種類型，一種是類似比亞迪半導(dǎo)體，依靠自有整車平臺(tái)進(jìn)行生產(chǎn)，目前比亞迪半導(dǎo)體已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了累計(jì)逾百萬輛的IGBT模塊裝車量。但由于功率半導(dǎo)體器件進(jìn)入有一定門檻，更多的車廠選擇通過合資的方式實(shí)現(xiàn)快速量產(chǎn)。
上汽集團(tuán)與英飛凌公司合資設(shè)立上汽英飛凌，上汽英飛凌已經(jīng)大批量生產(chǎn)車規(guī)級(jí)IGBT，并廣泛應(yīng)用于國內(nèi)眾多新能源汽車。東風(fēng)汽車與中國中車聯(lián)合成立的智新半導(dǎo)體，智新半導(dǎo)體于2021年7月正式將IGBT生產(chǎn)線投入量產(chǎn)，該產(chǎn)線以第六代IGBT技術(shù)為基礎(chǔ)，首批下線的IGBT模塊將搭載于東風(fēng)風(fēng)神、嵐圖等自主品牌車型上。據(jù)悉，智新半導(dǎo)體建成的一期年產(chǎn)能為30萬只，二期建成后，年產(chǎn)能將達(dá)120萬只。與此同時(shí)，智新半導(dǎo)體碳化硅模塊也已進(jìn)入研發(fā)階段。
2021年5月吉利汽車旗下威睿電動(dòng)汽車與芯聚能半導(dǎo)體，2022年4月該公司宣布“芯聚能碳化硅主驅(qū)模塊”成功登陸“smart精靈#1”量產(chǎn)純電動(dòng)車，成為內(nèi)地第一批由第三方提供的、進(jìn)入量產(chǎn)乘用車的碳化硅主驅(qū)模塊，也標(biāo)志著芯聚能半導(dǎo)體碳化硅模塊和使用碳化硅模塊的控制器均已進(jìn)入量產(chǎn)狀態(tài)。
2022年8月理想汽車與國內(nèi)半導(dǎo)體領(lǐng)先企業(yè)湖南三安半導(dǎo)體共同出資組建的蘇州斯科半導(dǎo)體公司打造，預(yù)計(jì)2022年內(nèi)竣工后進(jìn)入設(shè)備安裝和調(diào)試階段，2023年上半年啟動(dòng)樣品試制，2024年正式投產(chǎn)后預(yù)計(jì)產(chǎn)能將逐步提升并最終達(dá)到240萬只碳化硅半橋功率模塊的年生產(chǎn)能力。
傳統(tǒng)功率器件大廠志在千里
除了造車新勢(shì)力，國內(nèi)傳統(tǒng)功率半導(dǎo)體大廠也選擇在汽車功率半導(dǎo)體賽道上深耕，如斯達(dá)半導(dǎo)、中車時(shí)代、士蘭微等，這幾家企業(yè)都已經(jīng)正處于快速市場(chǎng)化階段。
斯達(dá)半導(dǎo)整體進(jìn)展相對(duì)較快，該公司的產(chǎn)品在一些中小功率的電子電控上已經(jīng)有批量應(yīng)用，但在超過100kW的中大功率電子電控產(chǎn)品上應(yīng)用比較少。據(jù)斯達(dá)半導(dǎo)發(fā)布的2021年財(cái)報(bào)顯示，斯達(dá)半導(dǎo)生產(chǎn)的應(yīng)用于主電機(jī)控制器的車規(guī)級(jí)IGBT模塊持續(xù)放量，合計(jì)配套超過60萬輛新能源汽車，其中A級(jí)及以上車型配套超過15萬輛，同時(shí)公司在車用空調(diào)，充電樁，電子助力轉(zhuǎn)向等新能源汽車半導(dǎo)體器件份額進(jìn)一步提高。
斯達(dá)半導(dǎo)基于第六代TrenchFieldStop技術(shù)的650V/750V車規(guī)級(jí)IGBT模塊新增多個(gè)雙電控混動(dòng)以及純電動(dòng)車型的主電機(jī)控制器平臺(tái)定點(diǎn)，1200V車規(guī)級(jí)IGBT模塊新增多個(gè)800V系統(tǒng)純電動(dòng)車型的主電機(jī)控制器項(xiàng)目定點(diǎn)。同時(shí)基于第七代微溝槽TrenchFieldStop技術(shù)的新一代車規(guī)650V/750V/1200VIGBT芯片研發(fā)成功，預(yù)計(jì)2022年開始批量供貨。
中車時(shí)代建有6英寸雙極器件、8英寸IGBT和6英寸碳化硅的產(chǎn)業(yè)化基地，現(xiàn)有4英寸碳化硅芯片線年10000片/年的能力。中車時(shí)代主要以新能源車低壓IGBT為主，現(xiàn)已獲得廣汽、東風(fēng)等車廠的批量訂單。此前理想汽車由于英飛凌IGBT產(chǎn)品供應(yīng)不上，中車時(shí)代的IGBT憑借在成本和交期方面的優(yōu)勢(shì)，成功在2021年5月進(jìn)入理想汽車供應(yīng)鏈。
4月12日，中車時(shí)代半導(dǎo)體擬投資4.62億元進(jìn)行碳化硅芯片生產(chǎn)線技術(shù)能力提升建設(shè)項(xiàng)目，項(xiàng)目建設(shè)工期24個(gè)月。項(xiàng)目建成達(dá)產(chǎn)后現(xiàn)有4英寸碳化硅芯片線將會(huì)提升到6英寸，產(chǎn)量將提升至25000片/年。
士蘭微基于公司自主研發(fā)的V代IGBT芯片的電動(dòng)汽車主電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，已在國內(nèi)多家客戶通過測(cè)試，并已在部分客戶批量供貨。目前公司正在加快汽車級(jí)和工業(yè)級(jí)功率模塊產(chǎn)能的建設(shè)，預(yù)計(jì)今后公司PIM模塊的營業(yè)收入將快速成長。據(jù)士蘭微相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，該公司的IGBT模塊B1、B3已進(jìn)入批量供貨階段，
華潤微功率器件事業(yè)群加快6英寸IGBT產(chǎn)品升級(jí)以及8英寸IGBT技術(shù)平臺(tái)開發(fā)和產(chǎn)品系列化研發(fā)，IGBT模塊積極拓展汽車電子領(lǐng)域等中高端市場(chǎng)的頭部客戶以國際汽車大廠審核為契機(jī)，積極推進(jìn)汽車電子體系建設(shè)，參照車業(yè)項(xiàng)目流程，進(jìn)行產(chǎn)品立項(xiàng)研發(fā)及AEC-Q101體系考核，完善車規(guī)級(jí)產(chǎn)品體系與供應(yīng)能力。ICVIEWS了解到，華潤微預(yù)計(jì)將在今年年底推出車規(guī)級(jí)功率器件。
捷捷微電此前表示，汽車電子將成為公司未來重點(diǎn)拓展的市場(chǎng)之一。目前，捷捷微電在與中科院聯(lián)合攻堅(jiān)以搭建800V～1200V車規(guī)級(jí)碳化硅MOSFET，搭建650V及以上車規(guī)級(jí)IGBT平臺(tái)。8月16日，捷捷微電功率半導(dǎo)體“車規(guī)級(jí)”封測(cè)產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目已開工，正在進(jìn)行廠房等基礎(chǔ)設(shè)施和配套的建設(shè)，建設(shè)期在2年左右。
共同吹起汽車功率半導(dǎo)體國產(chǎn)化的號(hào)角
造車新勢(shì)力新造車品牌需求量相對(duì)較小，對(duì)半導(dǎo)體大廠的議價(jià)權(quán)相對(duì)較弱，出于成本控制和供應(yīng)鏈保障的原因，造車新勢(shì)力在功率半導(dǎo)體產(chǎn)品上已經(jīng)向國內(nèi)的廠商打開了大門。
目前，零跑汽車導(dǎo)入了士蘭微的產(chǎn)品。士蘭微的IGBT模塊B1采用IGBT4芯片，適用30-60kW的電動(dòng)汽車，即A00級(jí)車，被零跑T03大量采用。
小鵬汽車導(dǎo)入了中車時(shí)代的產(chǎn)品。而在此之前，小鵬汽車和理想汽車類似，同時(shí)還評(píng)估了包括斯達(dá)半導(dǎo)、比亞迪半導(dǎo)體等在內(nèi)的多家本土半導(dǎo)體企業(yè)的IGBT供應(yīng)能力。
無論是造車新勢(shì)力下場(chǎng)，還是傳統(tǒng)功率半導(dǎo)體大廠發(fā)力車規(guī)賽道，可以確定的是，國產(chǎn)車與國內(nèi)半導(dǎo)體廠商的合作與溝通正在變得更加密切。這對(duì)于國產(chǎn)汽車和國產(chǎn)半導(dǎo)體廠商都是件好事。
