最紧缺的芯片，功率半导体行业的情况：比亚迪、斯达半导、士兰微

IGBT长文

功率半导体行业情况

预测2025年国内功率半导体500亿市场，目前国产化渗透率很低。预测未来整个功率三大块： 汽车 、光伏、工控 。还有一些白电、高压电网、轨交。

（1）工控市场： 国内功率半导体2018年以前主要还是集中工控领域，国内规模100亿；

（2）车载新能源车市场： 2025年预测电动车国内市场达到100-150亿以上；2019-2020年新能源 汽车 销量没怎么涨，但是2020年10月开始又开始增长 ，一辆车功率半导体价值量3000元，预测2021年国内200万辆（60亿市场空间），2025年国内目标达到500万台（150亿市场空间）。

（3）光伏逆变器市场： 从130GW涨到去年180GW。光伏逆变器也是迅速发展，1GW对应用功率半导体产业额4000万元人民币，所以， 光伏这块2020年180GW也有70多亿功率半导体产业额。国内光伏逆变器厂商占到全球60%市场份额（固德威、阳光电源、锦浪、华为等）。

Q：功率半导体景气情况

A：今年的IGBT功率半导体涨价来自于：（1）新能源车和光伏市场对IGBT的需求快速增长；（2）疫情影响，IGBT目前大部分仰赖进口，而且很多封测都在东南亚（马来西亚等），目前处于停摆阶段，加剧缺货状态。（3）现在英飞凌工控IGBT交期半年、 汽车 IGBT交期一年。 2022-2023年后疫情缓解了工厂复工，英飞凌交期可能会缓解；但是，对IGBT模组来说， 汽车 和光伏市场成长很快，缺货可能会一直持续下去。 直到英飞凌12英寸，还有国内几条12英寸（士兰微、华虹、积塔、华润微等）产线投出来才有可能缓解。

Q：新能源车IGBT市场和国内主要企业优劣势？

A： 第一比亚迪， 国内最早开始做的；

（1） 2008年收购了宁波中玮的IDM晶圆厂开始自己做，2010-2011年组织团队开始开发车载IGBT；2012年导入自家比亚迪车，2015年自研的IGBT开始上量。

（2）2015年以前，比亚迪80%芯片都是外购英飞凌的，然后封装用在自己的车上，比如唐、宋等；

（3）2015年之后自产的IGBT 2.5代芯片出来，80%芯片开始用自己，20%外购；

（4）2017-2018年IGBT 4.0代芯片出来以后，基本100%用自己的芯片。 他现在IGBT装车量累计最多，累计100万台用自己的芯片，2017年开始往外推广自己的芯片和模块， 但是，比亚迪IGBT 4.0只能对标英飞凌IGBT 2.5为平面型+FS结构，比国内企业沟槽型的芯片性能还差一些 （对比斯达、宏微、士兰微的4代都落后一代；导致饱和压降差2V，沟槽型的薄和压降差1.4V，所以平面结构的损耗大，最终影响输出功率效率）。所以， 目前外部采用比亚迪IGBT量产的客户只有深圳的蓝海华腾，做商用物流车 ；乘用车其他厂商没用一个是性能比较落后，另一个是比亚迪自研的模块是定制化封装，比目前标准化封装A71、A72等模块不一样；

（5）2020年底比亚迪最新的IGBT 5.0推出来 ，能对标国内同行沟槽型的芯片（对标英飞凌4.0代IGBT，还有斯达、士兰微的沟槽型产品），就看他今年推广新产品能不能取得进展了。

第二斯达半导： （1）2008年开始做IGBT，原本也是外购芯片，自己做封装；

（2）2015年英飞凌收购了IR（international rectifier），把IR原本芯片团队解散了，斯达把这个团队接手过来，在IR第7代芯片（对标英飞凌第4代）基础上迭代开发；

（3）2016年开始推广自己研发的芯片，客户如汇川、英威腾进行推广。这款是在别人基础上开发的，走了捷径，所以一次成功，迅速在国内主机厂进行推广；

（4）2017年开始用在电控、整车厂；

（5）斯达现在厂内自研的芯片占比70%，但是在车规上A00级、大巴、物流车这些应用比较多 。但是他的750V那款A级车模块还没有到车规级，寿命仅有4-5年（要求10年以上），失效率也没有达标（年失效率50ppm的等级）； A级车的整车厂对车载IGBT模块导入更倾向于IDM，因为对芯片寿命、可靠性、失效率要求高，IDM在Fab厂端对工艺、参数自己把控。斯达的芯片是Fabless，没法证明自己的芯片来料是车规级；（虽然最终模块出厂是车规级，但是芯片来料不能保证）

Fabless做车规级的限制： 斯达给华虹下单，是晶圆出来以后，芯片还有经过多轮筛选，经过测试还有质量筛选，然后再拿去封装，封装完以后在拿去老化测试，动态负载测试等，最后才会出给整机客户；但是，IDM模式在Fab厂那端就可以做到很多质量控制，把参数做到一致，就可以让芯片达到车规等级，出来以后不需要经过很多轮的筛选；

第三中车电气：（1） 2012年收购英国的丹尼克斯，开始进行IGBT开发。

（2）2015年成立Fab厂，一开始开发应用于轨交的IGBT高压模块6500V/7500V。2017年因为在验证所以产能比较闲置，所以开始做车规级的IGBT模块650V/750V/1200V的产品；

（3）2018年国产开始有机会导入大巴车、物流车、A00级别的模块（当时国内主要是中车、比亚迪、斯达三家导入，中车的报价是里面最低的；但是受限于中车原来不是做工控产品，所以对于车规IGBT的应用功放，还有加速功放理解不深；例如：IGBT要和FRD并联使用，斯达和比亚迪是IGBT芯片和FRD芯片面积都是1:1使用，中车当时不太了解，却是用1:0.5，在特殊工况下，二极管电流会很大，失效导致炸机，所以当时中车第一版的模块推广不是很顺利。

2019-2021年中车进行芯片改版，以及和Tier-1客户紧密合作，目前汇川、小鹏、理想都对中车进行了两年的质量验证，今年公司IGBT有机会上乘用车放量。 我们觉得中车目前的产品质量达到车规要求，比斯达、比亚迪都好；中车的Fab厂和封装厂也达到车规等级，今年中车上量以后还要看他的失效率。如果今年数据OK的话，后面中车有机会占据更大份额。

第四士兰微：（1） 2018年之前主要做白电产品；

（2）2018年以后成立工业和车载IGBT。四家里面士兰微是最晚开始做的；

（3）目前为止，士兰微 车载IGBT有些样品出来，而且有些A00级别客户已经开始采用了，零跑、菱电采用了士兰微模块 。士兰微要走的路线是中车、斯达的路径，先从物流、大巴、A00级进入。 士兰微虽然起步慢，但是优势是在于IDM，自有6、8、12英寸产线产品迭代非常块（迭代一版产品只要3个月，Fabless要6个月）。 工业领域方面，士兰未来是斯达最大的竞争对手，车载这块主要看他从A00级车切入A级车的情况。

Q：国内几家厂商车规芯片参数差异？

A：比亚迪IGBT的4.0平面型饱和压降在2V以上，但是斯达、士兰微、中车的沟槽型工艺能做到1.4V-1.6V，平面损耗大，最终影响输出功率差；

如果以A级车750V模块为例，士兰微是目前国内做最好的，能对标英飞凌输出160KW-180KW， 然后是中车，也能做到160KW但是到不了180KW，斯达半导产品出来比较早做到140-150kW的功率，比亚迪用平面型工艺最高智能做到140kW，所以最后会体现在输出功率；

比亚迪芯片工艺落后的原因：收购宁波中玮的厂是台积电的二手厂，这条线只能做6英寸平面型工艺，做不了沟槽的工艺；所以比亚迪新一代的5.0沟槽工艺的芯片是在华虹代工的 （包括6.0对标英飞凌7代的芯片估计也是找带动）。

Q：国内几家厂商封装工艺的差异？

A：车规封装有四代产品：

（1）第一代是单面间接水冷： 模块采用铜底板，模块下面涂一层导热硅脂，打在散热器底板上，散热器下面再通水流，因此模块不直接跟水接触。这种模块主要用在经济型方案，如A00、物流车等；这个封装模块国内厂商比亚迪、斯达、宏微等都可以量产，从工业级封装转过来没什么技术难度。

（2）第二代是单面直接水冷： 会在底板上长散热齿（Pin Fin结构）,在散热器上开一个槽，把模块插进去，下面直接通水，跟水直接接触，周围封住，散热效率和功率密度会比上一代提升30%以上；这种模块主要用在A00和A级车以上，乘用车主要用这种方案。国内也是大家都可以量产，细微区别在于斯达、中车用的铜底板，比亚迪用的铝硅钛底板，比亚迪这个底板更可靠，但是散热没有铜好。他是讲究可靠性，牺牲了一些性能。

（3）第三代是双面散热： 模块从灌胶工艺转为塑封工艺，两面都是间接水冷，散热跟抽屉一样把模块插进去；这种模块最早是日系Denso做得（给丰田普锐斯），国内华为塞力斯做的车，也是采用这个双面水冷散热的方案。国外安森美、英飞凌、电桩都是这个方案，国内是比亚迪（2016年开始做）和斯达在做，但是对工艺要求比较高（散热器模块封装工艺比较复杂，芯片需要特殊要求，要求芯片两面都能焊，所以芯片上表面还需要电镀），国内比亚迪、斯达距离量产还有一段距离（一年左右）；

（4）第四代是双面直接水冷： 两面铜底加上长pinfin双面散热，目前全球只有日本的日立可以量产，给奥迪etron、雷克萨斯等高端车型在供应，国内这块没有量产，还处于技术开发阶段。

Q：国内企业现在还有外采英飞凌的芯片吗，国内这四家距离英飞凌的代差

A：目前斯达、宏微、比亚迪还是有部分产品外采英飞凌的芯片；斯达外采的芯片主要是做一些工业级别IGBT产品，例如：在电梯、起重机、工业冶金行业，客户会指定要求模块可以国产，但是里面芯片必须要进口（例如：汇川的客户蒂森克虏伯，德国电梯公司）；还有一些特殊工业冶炼，这些芯片频率很高，国内还做不到，就需要外采芯片；

车载外采英飞凌再自己做封装的话，价格拼不过英飞凌；（英飞凌第七代芯片不卖给国内器件厂，只卖四代）；国内来讲， 斯达、士兰微、中车等，不管他们自己宣传第几代，实际上都是对标英飞凌第四代 （沟槽+FS的结构），目前英飞凌最新做到第七代，英飞凌第五代（大功率版第四代）、第六代（高频版第四代）第五和第六代是挤牙膏基于第四代的升级迭代，没有质量飞跃；第七代相对第四代是线径减少（5微米缩小到3微米，减小20%面积），芯片减薄（从120微米减少到80微米，导通压降会更好），性能更好（1200V产品的导通压降从1.7V降到1.4V）。而且，英飞凌第七代IGBT是在12寸上做，单颗面积减小，成本可能是第四代的一半。但是，英飞凌在国内销售策略，第七代售价跟第四代差不多，保持大客户年降5%（但是第七代性能比第四代有优势）；国内士兰微、中车、斯达能够量产的都是英飞凌四代、比亚迪4.0对标英飞凌2.5代，5.0对标英飞凌4代；

2018年底，英飞凌推出7代以后因为性能很好，国内士兰微、斯达、宏微当时就朝着第七代产品开发，目前士兰微、斯达有第七代样品出来了，但是离量产有些距离。第七代IGBT的关键设备是离子注入机等，这个设备受到进口限制，目前就国内的华虹、士兰微和积塔半导体有。 士兰微除了英飞凌第七代，还走另一条路子，Follow日本的富士，走RC IGBT（把IGBT和二极管集成到一颗IC用在车上），还没有量产。

Q：斯达IGBT跟华虹的关系和进展如何？

A：斯达跟华虹一直都是又吵又合作。2018年英飞凌缺货的时候，对斯达来讲是个非常好的国产替代机会，斯达采取策略切断小客户专供大客户，在汇川起量（紧急物料快速到货），在汇川那边去年做到2个亿，今年可能做到3个亿；缺货涨价对国产化是很好的机会，但是，华虹当时对斯达做了个不好的事情，当年涨了三次价格，一片wafer从2800涨到3500，所以，2019年斯达后面找海内外的代工厂，包括中芯绍兴、日本的Fab等。所以斯达和华虹都是相爱相杀的状态。

斯达自己规划IDM做的产品，是1700V高压IGBT和SiC的芯片，这块业务在华虹是没有量产的新产品，华虹那边的业务量不会受到影响（12英寸针对斯达1200V以下IGBT）。 但是，从整个功率半导体模式来说，大家都想往IDM转，第一个是实现成本控制提高毛利率，扩大份额。第二个是产品工艺能力，斯达往A级车推广不利，主要就是因为受限于Fabless模式，追求质量和可靠性，未来还是要走IDM模式。

Q：士兰微、斯达半导体的12寸IGBT的下游应用有区别吗？

A： 目前国内12英寸主要是让厂家成本降低，但是做得产品其实一样。 12寸晶圆工艺更难控制，晶圆翘曲更大，更容易裂片，尤其是减薄以后的离子注入，工艺更难控制。 士兰微、斯达在12寸做IGBT，主要还是对标英飞凌第四代产品，厚度120微米。如果做到对标英飞凌的第七代，要减薄到80微米，更容易翘曲和裂开。 士兰微、斯达12寸IGBT产品主要用在工业场景，英飞凌12英寸在2016、2017年出来，首先切入工业产线，后面再慢慢切入车规，因为车规变更产线所有车规等级需要重新认证。

Q：电动车里面IGBT的价值量？

A：电控是电动车里面IGBT价值量最大头；

（1）物流车： 用第一代封装技术，一般使用1200V 450A模块，属于半桥模块，单个模块价格300元（中车报价280），一辆车电控系统要用三个，单车价值量1000元；

（2）大巴车： 目前用物流车一样的封装方案（第一代）；但是不同等级大巴功率也不一样，8米大巴用1200V 600A；大巴一般是四驱，前后各有一个电控，一个电控用3个模块，总共要用6个模块，单个价格450-500，单车价值量3000元左右；10米大巴功率等级更高用1200V 800A，一个模块600块，也用6个，单车价值量3600元左右。

（3）A00级（小车）： 用80KW以下，使用第二代封装（HP1模块），模块英飞凌900左右（斯达报价600）。

（4）A级车以上： 15万左右车型用单电控方案，用第二代直接水冷的HP Drive模块，英飞凌报价从2000-1300元（斯达1000元）；20-30万一般是四驱，前后各有一个电机，进口2600（国产2000）；高级车型：蔚来ES8（硅基电控单个160-180KW，后驱需要240KW），前驱一个，后驱并联用两个模块；所以共需要三个，合计3000-3900元。

（5）车上OBC： 6.6kW慢充用IGBT单管，20多颗分立器件，总体成本300元以下；

（6）车载空调： 4kW左右用IPM第一类封装，价值量100元以内；

（7）电子助力转向， 功率在15-20kW，主要用的75A模块，价值量200元以内；

（8）充电桩 ：慢充20kW以内用半桥工业IGBT，200元以内。未来的话要做到超级快充100KW以上，越大功率去做会采用SiC方案，成本成倍增加，可能到1000元以上；

Q：国内SiC主要企业优劣势？

A：国内SiC产业链不完整。做晶圆这块国内能够量产的是碳化硅二极管， SiC二极管已经量产的是三安光电、瑞能、泰科天润。 士兰和华润目前的进度还没有量产（还在建设产线）；

SiC MOS的IDM模式要等更久，相对更快的反而是Fabless企业， 瞻芯、瀚薪等fabless，找台湾的汉磊代工，开始有些碳化硅MOS在OBC和电源上面量产了， 主要因为国内Fab厂商不成熟（栅氧化层、芯片减薄还不成熟），相对海外厂商工艺更好，国内落后三年以上。海外的罗姆已经在做沟槽型SiC MOS的第三代了，ST的SiC都在特斯拉车上量产了；

SiC应用来讲，整个全球市场6-7亿美金，成本太高所以应用行业主要分两个：

第一个、是高频高效的场景，如光伏、高端通信电源， 采用SiC二极管而不是SiC MOSFET，可以降低成本； 把跟IGBT并联的硅基二极管换成SiC二极管，可以提升效率兼顾成本；

第二块、就是车载， （1）OBC强调充电效率（超过12KW、22KW）的高端车型，已经开始批量采用SiC MOSFET，因为碳化硅充电效率比较高，充电快又剩电；（2）车载主驱逆变的话主要用在高端车型，保时捷Taycan、蔚来ET7，效率比较高可以提升续航，功率密度比较高；20-30万中段车型主要是 Tesla model 3 和比亚迪汉在用SiC MOS模块，因为特斯拉、比亚迪是垂直一体化的整车厂（做电控、做电池、又做整车），所以可以清楚知道效能提升的幅度；

相对来说，其他车企是分工的，模块厂也讲不清楚用了SiC的收益具体有多少（如节省电池成本），而且IGBT模块的价格也在降低成本。 虽然SiC可以提高续航，但是SiC节省温高的优点还没发挥，节省温高可以把散热系统做小，优势才会提升。 目前特斯拉SiC模块成本在5000元，是国产硅基IGBT的1300-1500元5-8倍区间，所以国产车企还在观望；但是，预计到2023年SiC成本有希望缩减到硅基IGBT的3倍差距，整车厂看到更多收益以后才会推动去用SiC。

Q：比亚迪的SiC采购谁的

A：比亚迪采购Cree模块； 英飞凌主要是推动IGBT7，没有积极推SiC；因为推SiC会革自己硅基产品的命。目前积极推广碳化硅的是罗姆、科瑞（全球衬底占比80%-90%）；

Q：工控、光伏领域里面，国产IGBT厂商的进展

A：以汇川为例，会要求至少两家供应商，工控里面一个用斯达，另一个宏微（汇川是宏微股东）；目前上量比较多的就是斯达； （1）斯达 的IGBT去年2个亿，今年采用规模可能达3亿以上（整个IGBT采购额约15亿）； （2）宏微 的IGBT芯片和封装在厂内出现过重大事故，质量问题比较大，导致量上不去，去年3000-4000万；伺服方面去年缺货，小功率IPM引入了士兰微， （3）士兰微随着小批量上量，后面工控模块也有机会对士兰微进行质量验证；

Q：汇川使用士兰微的情况怎么样？

A： 目前还是可以的，去年口罩机上量，用了士兰微的IPM模块，以前用ST的IPM模块。目前，士兰微的失效率保持3/1000以内，后面考虑对士兰微模块产品上量（因为我们模块采购额一直在提升，只有两个国产企业供应不来）。 汇川内部有零部件的国产化率目标，工业产品设定2022年达到60%的国产化率，英威腾定的2022年80%，所以国产功率企业还是有很大空间去做。

Q：汇川给士兰微的体量

A：如果对标国产化率目标， 今年采购15亿，60%国产化率就是9个亿的产品国产化，2-3家份额分一下。（可能斯达4个亿；宏微、士兰微各自2-3个亿；） 具体看他们做得水平

Q：SiC二极管在光伏采用情况？

A：光伏里面也有IGBT模块，IGBT会并联二极管，现在是用SiC二极管替代IGBT里面的硅基FRD，SiC可以大幅减少开关损耗，提升光伏逆变器的效率。所以换成SiC二极管可以少量成本增加，换取大量效益； 国产SiC二极管主要用在通信站点、大型UPS里面；目前在光伏里面的IGBT模块还是海外垄断，所以里面的SiC二极管还是海外为主， 未来如果斯达、宏微开发碳化硅模块，也会考虑国产化的。

Q：华润微、新洁能、扬杰、捷捷这些的IGBT实力？

A：这里面比较领先的是华润微；（1）华润微在2018年左右开始做IGBT，今年有1、2个亿左右收入主要是单管产品，应该还没有模块；（2）新洁能是纯Fabless，没有自己的Fab和模块工厂，要做到工业和车规比较难（汇川不会考虑导入），可能就是做消费级或是白电这种应用。（3）捷捷、扬杰有些SiC二极管样品，实际没多少销售额，IGBT产品市场上还看不太到，主要用在相对低端的工控，像焊机，高端工业类应用看不到；比亚迪其实也是，工业也主要在焊机、电磁炉，往高端工业走还是需要个积累过程。

Q：比亚迪半导体其他产品的实力？

A：之前是芯片代数有差距，所以一直上不了量，毛利率也比较低，比如工业领域外销就5000万（比不过国内任何IGBT企业），用在变焊机等。所以关键是， 看比亚迪今年能不能把沟槽型的芯片推广到变频器厂等高端工业领域以及车载的外部客户突破 。如果今年外销还是只有4-5000万的话，那么说明他的芯片还是没有升级。

Q：吉利的人说士兰微的产品迭代很快，是国内最接近英飞凌的，怎么评价？

A：这个确实是这样，自己有fab厂三个月就能迭代一个版本，没有fab厂要六个月。 士兰微750V芯片能对标英飞凌，做到160-180kW的功率。他的饱和压降确实是国内最低的，目前他最大的劣势在于做车规比较晚，基本是零数据，需要这两年车载市场爆发背景下，在A00级别（零跑采用了，但是属于小批量，功率80KW以内，寿命要求也低一些；）和物流车上面发货来取得质量数据， 国内的车厂后面可能用他的产品 。（借鉴中车走过的路，除了性能还要有质量的积累） 。

Q：士兰微IPM起量的情况？

A： 国内市场主要针对白电的变频模块，国内一年6-7亿只；单价按照12-13元/个去算，国内70-80亿规模， 这块价格和毛利率比较低一些，国内主要是士兰微和吉林华微在做，斯达也开始设计但是量不大一年才几千万，所以， 士兰微是目前最大的，目前导入了格力、美的，量很大，今年有可能做到8个亿以上，是国产化的过程，把安森美替代掉 （一旦导入了就有很大机会可以上量）；但是，这块IPM毛利率不会太高。要提毛利率的话还是要做工业和车规级（斯达毛利率40%以上就是因为只做工控和 汽车 等级，风电，碳化硅这些都是毛利率50%以上的）

Q：士兰微12英寸的情况？

A：去年底开始量产，士兰微12英寸前期跑MOS产品，公司去年工业1200V的IGBT做了一个亿，今年能做2-3亿；目前MOS能做到收入10亿。

大家好，我是电动车公社的社长。

说到高铁，相信大家的第一印象，都是又快、又稳、又安全，坐实了世界第一的名号。

从北京去上海，1200公里自驾要十几个小时，但高铁却只要4个半小时。

如果考一考大家，高铁的核心部件是什么，相信很多人都想象不到。

既不是能让列车达到350km/h极速、功率上万千瓦的电机组，也不是能够源源不断提供电力的高铁输电线路网，而是只有我们指甲大小的IGBT芯片！

简单来说，高铁的加速快慢、最高时速多少、电耗高低、能不能瞬间起跑、能不能舒适行驶、能不能稳定停车，都要看这块小小的IGBT。

然而，自从1988年第一代IGBT芯片诞生以来，其制造的核心技术就一直牢牢掌握在英飞凌、三菱等海外巨头手里。即使是国家级别的高铁列车组，也不得不斥巨资对外采购。

就拿08年来说，随着“基建狂魔”迅速把高铁铺设到全国每一个角落，一趟8节车厢的列车就需要152个芯片，成本高达200万元。

每年10万个芯片的需求，四舍五入就是13个亿！

就拿日本三菱来说，单是垄断了中国高铁的肥单，就已经赚得盆满钵满，甚至战略性地放弃了2500伏的低压市场。反正有中国养着，有恃无恐。

那么，这个小小的零件，到底是什么来头？

这个高铁同款的核心部件，又会对新能源行业产生怎样的影响？

今天，社长就来和大家简单聊一聊IGBT的事情。

01.IGBT，是什么来头？

IGBT，学名绝缘栅双极型晶体管，是一种复合全控型电压驱动式功率半导体器件。

是不是有点听不懂了？没关系，听社长给大家解释：

我们知道，金属导电性能比较好，属于导体；陶瓷、塑料导电性能不好，属于绝缘体。

导电性能介于二者之间的材料，就是半导体了。

如果能够人为地控制半导体的导电性能，就能在日常生活中发挥想象不到的作用！

咱们今天的主角IGBT，就是这样一种导电性可控的半导体。

简单来说，IGBT就是一个控制电路非通即断的开关。

它导通的时候，可以承受几十到几百安培的电流；

它关断的时候，可以承受几百至几千伏特的电压。

而IGBT最大的特点，就是在这个级别的电流和电压下，一秒钟可以开关近万次（10kHz）！

只要通过脉宽调制，就能轻松地把输入的电流变成人们所需频率的交流电！

这个电，就可以用来驱动高铁的交流电机了。并且，还能通过改变交流电的频率来改变电机的转速，从而达到为高铁变速的目的。是不是很神奇？

IGBT，就是这样一种负责能源转换与传输的核心器件，因此也被称为电力电子装置的“CPU”。

所以，IGBT被列入位居“十二五”期间国家16个重大技术突破专项中的第二位，也就不足为奇了。

02.对一台新能源车来说，IGBT能有多重要？

和高铁一样，IGBT也一样是新能源车上除了电池之外，最核心的零部件。

这一点，从成本上就能看出来：

除了动力电池之外，一台新能源车制造成本第二高的零部件，就是IGBT。

作为电机驱动系统的核心，IGBT的成本，要占到整车制造成本的将近10%！

就更不用说，直流充电桩30%的原材料成本，都要交给IGBT这个烧钱大户了。

IGBT能够把电池输出的大功率直流电逆变成交流电，提供给交流电机，并通过变频、变压改变交流电机的转速，从而精准地改变车辆行驶的速度和加速能力。

在用交流充电桩充电的时候，也同样需要IGBT转变成直流电，并把电压提高到电池组的电压，才能给电池组充电。这也影响了新能源车的充电效率和充电速度。

直流充电桩也一样，只不过把变电的过程放到了充电桩里。

这还没完。

不仅电机驱动要用到IGBT，新能源车的发电机和空调部分，也需要IGBT协同工作。

原理嘛，和电机驱动系统差不多，只不过从大功率逆变变成了小功率逆变，电流会更小一些。

所以，IGBT的好坏，会直接影响功率、效率、能耗等等这些新能源车最直观的性能表现，成本这么高也就可以理解了。

在2016年，全球的电动车（含商用车）销量约200万辆，采购IGBT的成本就要差不多9亿美元，平均下来一台车要花掉450美元，是电动车里除电池外最昂贵的部件。

例如特斯拉Model X，在极致控制成本的思路下，采用了英飞凌提供的132个IGBT单管来进行控制，其中前电机36个，后电机96个，总成本是650美元。

如果使用更加完善的IGBT模块，成本可能会突破到1500美元……

而全球车企市值第一的丰田，早在上世纪90年代开发混合动力车型的时候，就认定电控的核心——IGBT，必须要完全掌握在自己手中。

按照社长丰田章男的说法就是：“IGBT具有与发动机同等的重要性”。

所以，丰田理所当然地成为了当时全球唯一一家自研自产IGBT的车企，还拉上了自己的好基友、御用供应商电装，大家有钱一起赚。

早在2014年，丰田中央研究所就和电装合作，开发出了世界顶尖的新型IGBT芯片。

但这还不够：丰田销量全球第一，产能不足怎么办？

于是乎，丰田借助电装之手，投资德国汽车半导体巨头、也是世界上最重要的车规级IGBT供应商英飞凌。

这样一绑定（绑架），就再也不用担心供应安全问题了。

这也从侧面验证了，IGBT对于一家车企来说，到底有多重要。

03 . IGBT的未来

目前，在世界范围内，IGBT已经发展到了7.5代。

电动车公社为大家整理了一下历代IGBT的发展路线：

1-5代的性能比起上一代都有着较大幅度的提升，但从第六代开始，说是慢慢“挤牙膏”也不为过，20年间的技术并没有太多突飞猛进的增长。

这是因为材料的限制。

IGBT使用的硅（Si）基功率器件驱动系统，已经逼近、甚至触及了材料本身的天花板。

想要进一步突破，必须要有一种新型材料。

这时，性能更强的SiC（碳化硅），出现了。

SiC器件不仅提高了2.5倍的工作频率和10倍的阻断电压、降低了大约80%的工作损耗，还把工作结温从175℃提升到了600℃，功率密度也得到了进一步提升。

说人话，就是能让新能源车获得更长的续航和更快的充电速度。

尽管SiC的成本比普通Si价格贵6倍，但依然凭借强大的性能，获得了众多厂商的青睐。

特斯拉Model 3，就是第一台吃螃蟹的新能源车。

用上SiC以后，腰不酸了腿也不痛了，仅用75kWh的电池包就能跑出664km续航的优异成绩。

V3超充仅需15分钟就能补充250公里续航，同样离不开SiC对升压充电的支持。

可以负责任地说，SiC就是电控系统未来的趋势和绝对的核心。

但SiC也不是没有缺点。

SiC的技术门槛很高，所以产能有限。高昂的成本，也使得只有高端产品才能使用它。

截止到目前，也还在IGBT到SiC的过渡期。

只有技术进步、成本降低以后，才能大规模普及和应用。

04.国内的现状

IGBT在中国的地位，可以说和石油旗鼓相当。

根据著名投行摩根士丹利的预计， 2020年国内的IGBT市场将达到192亿元人民币的规模，占全世界市场份额的35.6%。其中27%的份额、大约51亿元的市场当属新能源汽车，堪称用芯大户。

但国内的技术水平却依然落后，只能贡献不到20%的产能，IGBT芯片依然严重依赖进口。

这时候，是比亚迪率先站了出来。

早在2003年比亚迪还没开始造车的时候，就已经开始着手布局IGBT，2005年研发团队都搭建完毕了。那会别说电动车了，量产的混动车都只有丰田一家。

这里还有个有意思的小插曲。

当时和半导体行业还八竿子打不着的比亚迪，看中了宁波中纬的6英寸半导体生产线专利。

趁着宁波中纬资不抵债、宣布破产的机会，比亚迪仅用了当年投资额的1/10、也就是1.7亿元，趁火打劫般地进行了收购。

按说，无论是从战略布局的角度，还是从经济的角度，这笔交易都堪称教科书级别。

人们却并不买账，业界更是骂声一片。体现在股价上，分分钟就是暴跌30%。

但好在有了人才、又有了产线，潜心钻研后的比亚迪，成功通过了国家级的科技成果鉴定，实现了IGBT芯片从0到1的巨大突破，打破了国际巨头的技术垄断。

后面的故事，你们也知道了。2018年底，比亚迪发布了全面自主研发的“IGBT4.0”技术，也向世界宣告自己和丰田一样，拥有了世界一流的完整IGBT产业链。

这一等，就是将近20年。

至于下一代半导体材料SiC，比亚迪也斥巨资投入生产研发，目前已经在比亚迪唐EV上部分应用，来提高唐EV的充电效率。而且据说，在即将发布的比亚迪汉上，也会全面应用SiC。关注比亚迪汉的小伙伴们，可以好好期待一下汉的续航表现和快充功率了。

除了比亚迪，国内其他的半导体企业也没闲着。

今年年初，全球IGBT市场份额前十的中国企业——嘉兴斯达半导体股份有限公司，正式在主板敲钟上了市。再加上国有控股的株洲中车时代电气股份有限公司，全球IGBT市场份额Top15中，已经挤进了两家中国企业。

其他企业，也在奋起直追，努力抹平和世界一流厂商之间的差距。

社长也相信，未来的Top15里，一定会涌现更多优秀的中国企业。

写 在 最 后

1956年7月13日，中国生产的第一台自主汽车解放正式下线。举国欢腾的同时，也宣告着国内汽车工业新的篇章正式拉开序幕。

在那个属于燃油车的时代，国内的汽车工业却一直被变速箱掣肘，没有发展起来。

变速箱和IGBT一样，都是核心零部件，核心技术也都是掌握在别人手里。

想要？对不起，拿钱来买。利润，自然也要三七分成。

你三，人家七。

在对方眼里，这就是跪着挣钱，生意嘛，不寒碜。

时间拨转到近几年，汽车行业进入了电气化时代。

随着国家一句“弯道超车”的口号，国内各类企业开始加紧对三电系统进行自主研发。

除了自持三电和IGBT的比亚迪以外，

电池巨头宁德时代，站起来了；

赴美上市的蔚来，走出去了；

后面还有小鹏、理想、以及一大批供应商企业，在小步快跑地追赶着……

慢慢地，人们发现，在政策和技术这一文一武的支持下，?就是能站着，还能站着把钱挣了。

腰杆子挺直了，说话也就硬气了。

我很期待，国内的新能源车凭借自己的硬实力，走出国门、走向世界，成为行业佼佼者的那一天。

我们一直在致力于做一家良心且客观公正的新能源汽车媒体，也在尽力写出对大家有用的新闻和评论内容，如果觉得我们的东西有点意思，记得关注我们～

前段时间，我们根据销量和热度榜

刚做了11款热门车的真实续航测试

当我们把这11款车的电全部跑光

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本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

2020年，站在“两个一百年”奋斗目标的 历史 交汇点上，在加快构建以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局的宏观经济大背景下，新时代新征程的逐梦蓝图，不仅为全世界发展带来更多“中国机遇”，更让中国企业站在国家政策利好的发展风口。

华夏幸福基业股份有限公司（600340.SH，简称“华夏幸福”）面对“十四五”开局，“不仅是产业新城运营商，更致力于成为中国领先的核心都市圈不动产投资开发及运营管理平台，”这是华夏幸福给自己找到的新定位，体现出这家企业积极顺应国家政策趋势的战略前瞻和持续进化。

创立于1998年的华夏幸福，在22年发展历程中，在独创的赛道上一路追光，不断进化，以前瞻性承接国家政策红利，坚持“产业优先”的核心策略，不断为城市导入产业集群，为企业投资选址及产业发展提供全方位服务，致力于推动区域经济实现高质量发展，也为自身拓展出一条高质量、可持续发展之路。

谋求高质量、长期发展

11月3日，随着《中共中央关于制定国民经济和 社会 发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》发布，华夏幸福迅速捕捉到诸多政策机遇。

十四五规划建议明确提出，强化企业创新主体地位，促进各类创新要素向企业集聚。发挥大企业引领支撑作用，支持创新型中小微企业成长为创新重要发源地，加强共性技术平台建设，推动产业链上中下游、大中小企业融通创新。

华夏幸福注重培育、服务、投资科创企业，助力产业集群打造，推动当地产业链条不断完善。通过积极打造园区创新生态，与上市企业形成战略合作伙伴关系；在园区内培育上市企业，助力重点企业登陆科创板；成立基金，投资维信诺、航天振邦等上市或拟上市企业，为园区企业建立定制化、多元化的资本综合解决方案。

在十四五规划建议提到，发展战略性新兴产业。加快壮大新一代信息技术、生物技术、新能源、新材料、高端装备、新能源 汽车 、绿色环保以及航空航天、海洋装备等产业。推动互联网、大数据、人工智能等同各产业深度融合，推动先进制造业集群发展，构建一批各具特色、优势互补、结构合理的战略性新兴产业增长引擎，培育新技术、新产品、新业态、新模式。

作为产业新城的先行者和领导者，20多年来，华夏幸福以 科技 创新驱动产业发展，坚持“全球技术—华夏加速—中国创造”的创新发展战略，聚焦新一代信息技术、高端装备、航空航天、新材料等十大高端创新产业，坚持产业优先的核心策略，构建了完善的产业创新生态系统，在全国打造百余个产业集群，累计招商引资近2000家企业。

十四五规划建议强调，发展数字经济，推进数字产业化和产业数字化，推动数字经济和实体经济深度融合，打造具有国际竞争力的数字产业集群。华夏幸福所搭建的产业大数据平台，对实体经济进行数字化追踪和分析。

建议还指出，推进以人为核心的新型城镇化。发挥中心城市和城市群带动作用，建设现代化都市圈。推进成渝地区双城经济圈建设。推进以县城为重要载体的城镇化建设。

华夏幸福聚焦核心都市圈，已构筑起“3+3+N”核心都市圈布局，在持续精耕京津冀的基础上，加快布局长三角和粤港澳大湾区三大区域的高能核心都市圈，推进布局郑州、武汉和成都三个高潜核心都市圈及长沙、西安、沈阳等潜力核心都市圈，选址优越，战略前景广阔。

布局核心都市圈 平台化价值凸显

华夏幸福基于18年产业发展实践经验，构建了一套以核心能力为驱动，以团队、资本与 科技 三位一体为支撑的产业发展生态体系，为城市导入先进产业集群，推动区域经济高质量发展。

南湖产业新城就是一个典型案例。目前，国内发展设备制造端最有利的区域之一就是长三角都市圈。嘉兴南湖区凭借毗邻上海的区位及产业基础，具有新一代半导体产业发展先发优势。

华夏幸福积极助力南湖发展集成电路和新一代半导体产业。自2017年以来，坚持“产业优先”的核心策略，积极为南湖产业新城导入先进产业集群，重点聚焦包括宽禁带半导体在内的新一代信息技术、智能装备制造、科创服务、医疗器械、生物医药等产业，为企业提供全流程综合解决方案，推动区域经济高质量可持续发展。

南湖产业新城打造集成电路和新一代半导体产业集群，依托斯达半导体、禾润电子、芯动 科技 、中晶半导体等龙头企业聚集，形成产业协同发展优势，目前已形成覆盖设计、制造、封装测试、设备和材料的完整产业生态。今年以来，多个重大项目相继落户南湖产业新城，助力南湖打造成为长三角半导体产业化与应用示范区。

南湖产业新城不仅打造集成电路和新一代半导体产业集群，以外资为主的智能装备制造产业也是重点发展产业之一，优良的投资环境和完善的产业配套不断吸引着 汽车 行业企业集聚发展。今年4月1日，特斯拉核心供应商——蓝光 科技 与华夏幸福签约，落户浙江嘉兴南湖产业新城，将在南湖投资建设新能源 汽车 三电结构件及模组件项目基地；12月18日，江苏力乐 汽车 部件股份有限公司也落地南湖产业新城，总投资20亿元，将建设 汽车 智能调角器、滑轨等研发和制造基地。

围绕打造“世界级科创转化中心”的目标，华夏幸福为南湖产业新城规划了以科创服务为引领的产业体系，持续聚焦智能制造装备、集成电路和医疗 健康 三大产业集群。如今，南湖产业新城相继引进亚瑟医药、生研医药、5G射频与光通讯芯片项目、蓝光智能 科技 等一批优质项目。

作为产业新城先行者，华夏幸福以“以产兴城、以城带产、产城融合、城乡一体”为目标，实现产业与城市的完美融合，促进区域经济高质量、可持续发展。坚持“产业优先”的核心策略，通过“产业规划、选址服务、全球资源、行业圈层、金融支持、专业载体、一揽子政策、全程服务”等在内的产业发展生态体系，为城市导入产业集群，推动都市圈区域经济高质量发展。

华夏幸福研究院院长顾强认为，都市圈是中国未来城镇化的主体形态。在未来发展进阶中，都市圈依靠“创新尖峰+产业高地”的空间范式，将形成产业体系能力来提高整体区域竞争力。在都市圈的创新尖峰里，把创新优势变成产业优势，就要打造创新生态。作为都市圈理论的践行者，华夏幸福就一直在这样做。

比如，在武汉都市圈，华夏幸福已成功布局武汉国家航天产业基地、问津产业新城、嘉鱼产业新城、汉孝产业新城、团风产业新城、黄陂产业新城等，与武汉核心区协作互补，构筑起了武汉都市圈的“创新尖峰+产业高地”空间范式，打造起了创新生态。未来，华夏幸福还将积极 探索 ，携手更多合作伙伴，助力都市圈发展。

推进“三新”战略落地 未来发展可期

作为可持续发展的 探索 ，华夏幸福布局“三新战略”，快速推进商业地产及相关业务，坚持产业新城及相关业务、商业办公及相关业务双轮驱动。

所谓“三新”战略，首先是开拓新模式。在传统重资产模式的基础上，加速开拓轻资产模式，落地北京丽泽项目首个“轻资产”业务模式，以资产管理输出的模式，深化资本合作，快速切入市场，逐步迭代更新投资模式，借力 科技 创新平台，开展跨界合作。

其次是开拓新领域。“新领域”是指在传统产业新城主营业务领域外，努力 探索 开拓零售物业和写字楼等商业地产领域，以及康养、公共住房和科学社区等等细分领域，落实布局战略，丰富业务格局。

截至目前，在商业地产项目方面，华夏幸福打造出包括武汉长江中心、北京平安幸福中心、南京金陵华夏中心、哈尔滨深哈中心、广州白鹅潭项目等优质项目。

武汉长江中心，是首个涵盖开发建设、运营管理全周期的商业综合体项目，将成为长江新地标、城市新名片、华中金融 科技 中心；北京平安幸福中心是“轻资产”模式首个落地代表作，打造不动产开发运营管理的新样本，将助力首都金融产业版图升级优化，打造新兴金融产业集聚区、首都金融改革示范区；南京金陵华夏中心，是金陵新门户，秦淮新地标，将助力南部新城总部经济的成型及区域“以 科技 、金融为依托，商务总部为核心，文化为特色”产业体系的构建；广州白鹅潭项目，是广州核心区力作，全力打造湾心CBD。

同时，2019年以来，华夏幸福已在武汉、北京、南京、哈尔滨、广州等地接连获取优质项目，开启商业地产业务新篇章。积极践行“六好”标准，即好城市、好地段、好条件、好产品、好服务、好回报。

近两年，华夏幸福积极整合业界强势资源，打造“金融+产业+运营”三大核心能力，构建综合竞争优势。2018年，华夏幸福引入战投、开启发展新征程。与中国平安签署战略合作协议，中国平安成为华夏幸福的第二大股东，双方明确在产业新城、综合金融服务和新兴实业等领域加强战略协同合作。

凭借独具特色的业务模式，与领先的城市服务规模，华夏幸福在2020年捧回多项荣誉，获得更多认可。荣获《财富》中国500强排行榜第96名、ROE排名中位居第11名；上榜《福布斯》“2020全球企业2000强榜单”，位居第473位，比2019年上升71个名次；荣获《人民日报》中国企业 社会 责任领先指数60强；入选BrandFinance“2020全球品牌价值 500强排名”第 418名，比去年提升了35名。

改革创新，进而有为。站在新的起点，机遇摆在面前，挑战清晰可见。新冠肺炎疫情给全球经济带来巨大冲击，企业处在不稳定、不确定的全球经济环境中。在重重阴霾中，华夏幸福紧跟国家战略步伐，坚守产业报国初心，持续深耕核心都市圈，坚持双轮驱动实现区域发展，努力担当起产业强国 历史 使命，对未来发展充满信心。

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