作者:陈俊一
近日,比亚迪公布了6月份销售数据, 汽车 销量总计51015辆。其中新能源 汽车 销量41366辆,占比81.1%,燃油车销量共9649辆,占比只有18.9%。
市场因此开始质疑比亚迪燃油车的未来发展。一份网传的比亚迪内部交流会议纪要显示,公司未来燃油车的规划已经停止,最快明年全面替代(只要DM-i月产能达到8万辆,月出货4万辆)。
对此比亚迪辟谣道,并无停产燃油车计划,因为“目前市场及消费者有需求,合作伙伴经销商有需求”。
DM-i混动:用燃油车躯体装电动车灵魂?
在讨论比亚迪放弃燃油还要多久之前,不妨先看一下其燃油车的市场表现到底如何。
2021年1-6月,比亚迪共计销售新车246689辆,同比增长达55.51%。其中新能源车150211辆,同比增长161.47%,销量占比60.89%,燃油车仍然占据四成销量。
再回看近两年数据,2019、2020年比亚迪新能源车销量连续下跌,分别为22.95万辆、18.97万辆,同比下滑7.39%、17.35%;而这两年燃油车销量分别为23.19万、23.73万辆,保持了连续微涨。
也就是说,尽管比亚迪早在十几年前就押注新能源,一直定位自己是新能源 汽车 引领者,并在近两年取得新能源车爆发性增长,但 燃油车仍是其重要的营收来源,自然难言放弃。
其实对比亚迪而言,燃油车与新能源车本就不是割裂的关系。
在其他传统车企都推出纯电平台之后,如广汽的GEP2.0、吉利的浩瀚,比亚迪主力车型却没有纯电平台,其BNA平台可以同时兼容燃油车、混动车和纯电动车,王朝系列车型都具有燃油、混动、纯电三个版本,这也使王朝系列新能源被消费者吐槽为“油改电”。
纯电平台比亚迪e平台,车型局限于网约车出行领域,定位主打低端性价比,依然免不了“油改电”的争议。直到近期发布的基于e平台3.0的首款车型比亚迪EA1“海豚”,车身长度为4070mm,轴距达到了2700mm,轴长比高达66%,以及工信部第346批新车公告中曝光的轴长比61%的比亚迪元PLUS EV,长轴距、短前后悬的纯电特征才开始明显化。
而且 比亚迪的混动技术,正在模糊燃油车与新能源车的界限与概念。
此前的混动技术为什么火不起来?因为馈电油耗过大、“油改混”成本过高,不充电行驶成本还不如燃油车。
而比亚迪的DM-i混动完全可以不充电、只加油,规避了此前混动车型的缺点。
6月比亚迪超过4万辆的新能源车销量中,DM-i混动车型占了一半,已经证明市场对于此类以电驱动为主的混动技术有着强烈的需求。定义上DM-i混动当然属于新能源车,但在消费者眼中,DM-i混动没有续航焦虑,和燃油车一样方便加油,还能有纯电的驾驶感,燃油车与新能源车的概念已经开始融合。
在比亚迪推出DM-i混动之后,更多传统燃油车为主的车企也加入这一混动大战:2020年12月长城推出柠檬混动DHT技术,今年4月上海车展奇瑞发布鲲鹏动力和鲲鹏DHT,6月重庆车展长安发布蓝鲸iDD混动系统,广汽推出绿擎混动-GMC第二代,东风发布马赫DHT混动……
新能源销量明年还能翻番
比亚迪销量只受限于产能
无论比亚迪是否承认,燃油车时代已经走向尾声。
荷兰、德国等欧洲国家提出2030年实施燃油车禁售计划,加拿大宣布从2035年开始禁售燃油车,英国也将原先2040年禁售的计划提前至2030年。中国还没有宣布具体时间表,但业内已经在组织相关研究。
除了政府之外,各大车企也推出了自己的时间表。本田 汽车 提出,到2040年在日本停止销售燃油车;大众 汽车 宣布,最晚2035年在欧洲停止生产燃油车;长城 汽车 在其最新发布的2050战略中明确,到2025年销售车型80%将为新能源 汽车 。
作为短期内最有可能实现新能源车全面替代燃油车的传统车企,比亚迪似乎并不着急实现这一目标。在DM-i产能充分释放之前,比亚迪还不想放弃燃油车市场。毕竟,超10万不能及时交付的DM-i订单在林,不如月销万辆的燃油车在手。
比亚迪燃油车的真正终结,将与刀片电池、EHS电混系统、骁云-插混专用发动机等新能源 汽车 核心零部件的产能息息相关。
DM-i自发布以来订单火爆,官方数据显示截至5月中旬订单已超过10万辆。不过由于产能受限于上述核心配件,DM-i订单延迟交付严重。为此,比亚迪在5月17日发布《关于DM-i超级混动车型订单交付的说明》致歉消费者,并保证将进一步扩大产能。
据悉,比亚迪年产能50万台EHS电混系统装配线预计今年8、9月在太原投产,9月之后DM-i就会进入产能飞速爬坡期。如果DM-i车型2022年能够实现年销50万台,无异于再造一个比亚迪(比亚迪2020全年销量42万辆)。
届时,纯电、混动双剑合璧,比亚迪新能源车型将进一步夯实单车均价和高端定位,比亚迪的传统燃油车也就完成了自己的使命,可以退出舞台。
亿欧EqualOcean 汽车 事业部分析师王瑞认为,比亚迪目前能够在自主品牌中站稳高端,一是借助新能源特别是电动车发展大势,成功提升单价,比亚迪汉甚至站稳近30万元的价位;二是新能源主力车型在车标、营销上更凸显“王朝”系列而非“比亚迪”的品牌,避免了燃油车时代品牌定位不高的牵制。
乘联会最新数据显示,新能源车上半年销量达到100.7万辆,同比增长220.9%。但乘联会年初时预计2021年全年新能源车销量为150万辆,实际销量增速远超预期,说明行业正在发生突破认知的剧变。
亿欧智库研究院院长黄渊普预测,2021全年新能源车销量突破250万辆是大概率事件,2022年将再翻一番达到500万辆,2025年达到1000万辆左右,届时新能源车渗透率将达到50%,提前10年实现《节能与新能源 汽车 技术路线图2.0》中2035年新能源车渗透率50%的计划。
如此高的渗透率之下,更易抬升单价的新能源车,将成为包括比亚迪在内中国自主车企实现高端化战略的最佳路径。
分拆上市,危机并存
在比亚迪垂直整合产业链的十几年历程中,燃油车一直扮演着核心角色,直到近两年,新能源车才取代燃油车成为新的主角。
新的主角也带动了“小弟们”的成长,如比亚迪内部主要服务新能源车的比亚迪半导体。2020年底,比亚迪开始启动分拆比亚迪半导体上市,今年6月底,深交所已经受理比亚迪半导体在创业板的上市申请。
比亚迪用了15年左右的时间,收并购一系列原本分散的企业、产业链,打造出垂直整合产业链。2002年进军整车制造之前,比亚迪先是收购了北京吉普吉驰模具厂,打通模具和整车制造之间的供应环节。2003年再收购秦川 汽车 ,进军整车制造。
垂直整合虽然增加了比亚迪的前期资本投入,但能够将供应链上每个节点的成本都压到最低。以2005年诞生的比亚迪F3为例,如果将模具外包需要支出1.5亿元,但是整合后的模具厂内部制作只需9000万元,仅此一个环节就能节省40%。
除了乘用车、电池,比亚迪还先后进军大巴、光伏、储能、轨道交通、代工等多个领域,将一个个分散的产业整合成比亚迪集团的庞大产业版图。
合的过程中,比亚迪也“顺便”解决了很多卡脖子问题。如并购宁波中纬积体电路,逐渐发展为业务覆盖功率半导体、智能控制IC、智能传感器及光电半导体,拥有芯片设计、晶圆制造、封装测试和下游应用等全产业链的比亚迪半导体。
2017年,可谓是比亚迪从整合到分拆转变的时间节点。
这一年,比亚迪失去了国内动力电池一哥的位置。 垂直整合带来强大的研发实力,但在商业策略上的封闭而非开放,让比亚迪电池业务只能屈居第二,而且与第一宁德时代在市占率上的差距越来越大。
在这样的背景下,2019年5月第一家弗迪系公司——弗迪电池有限公司成立。此后多家弗迪系公司陆续成立,比亚迪开始将原本垂直整合但封闭的生态部分开放给业内,尝试对外销售新能源 汽车 核心零部件。
从合到分的背后,或有两方面考量。
第一,比亚迪自身下游整车销量未达预期,上游只供应内部将导致上游企业发展被下游约束。第二,比亚迪上游已经不具备市场第一的地位,必须走出特供比亚迪内部的模式,去争夺本来可能属于自己的第一。
从燃油车入局整车制造,再到成为新能源 汽车 引领者,比亚迪需要从垂直整合走向分拆开放。
不过独立分拆后的比亚迪半导体也面临诸多挑战。招股书显示,虽然比亚迪半导体最近三年研发占比不断提高,2020年营收同比也有三成涨幅,但净利润、净资产收益率却在连续下降。
值得注意的是, 2018-2020年关联方(主要为比亚迪集团)销售占营业收入比例分别为67.88%、54.86%和59.02%。可以说,比亚迪半导体依然近乎“自产自销”的阶段。
尽管供应了比亚迪新能源车超过90%的车规级半导体,但比亚迪半导体与全球前十的车规级半导体厂商差距仍较大。2020年14.41亿元的营收,只有第十名罗姆半导体(2020营收9.87亿美元)的22.57%,与 汽车 半导体供应商龙头英飞凌(2020营收47.09亿美元)的差距更大,仅有其4.73%。
没有足够的第三方客户,比亚迪半导体的未来就没有足够大的想象空间,IPO之后又能撑起多高的估值?
图源:比亚迪半导体招股书
不过, 汽车 电动化与智能化的核心在半导体技术,资本市场仍然看好并押注比亚迪半导体,红杉、小米都是其战略投资者。
毕竟在车规级IGBT市场,“自产自销”的比亚迪半导体2019年市占率为18%,已经接近英飞凌的三分之一。
比亚迪已经用汉的实车性能验证了自己车规级半导体的质量,只要能在价格优势下,性能做到近似英飞凌,相信也会像弗迪电池一样,逐渐打入更多车企的供应链。
我开了5年的纯电动 汽车 ,内心五味杂陈,纯电动 汽车 的优势很明显,但是这么多年发展下来,无论是特斯拉、比亚迪还是国内造车新势力,只要冬天跑一趟高速,都会面临同样的致命缺点。
2014年可以说是国内新能源 汽车 的启动元年,就在这一年,国内的新能源车企如雨后春笋一般拔地而起。而特斯拉早在2012年就发布了Model S车型,但是起步售价就要60多万,可以说是有钱人的“大号玩具”。
如今2021年马上就要结束,我们回过头来看,现在国内新能车企已经少了很多,之前那么多的新能源车企基本都是为了补贴而“造车”。在国家补贴政策收紧之后,倒闭的倒闭,破产的破产,特别是在特斯拉宣布国产之后,国内的新能源 汽车 企业也面临了一次大洗牌,受到前所未有的冲击。
当然,我个人觉得这是一件好事,一个新鲜事物的发展,在政策的推动下会经历爆发式的增长,但是最后还是要回归理性,只有真正在造车的企业,才能获得市场的认可,像比亚迪、小鹏、理想、蔚来、广汽等等,都是在新能源 汽车 领域有着长足的进步。纯电动 汽车 的发展已经是大势所趋,零油耗、高性能、石油安全等都是它最突出的优势。
评价一辆燃油车的好坏,我们往往先看三大件——“发动机、变速箱、底盘”,对于纯电动 汽车 也有它的三大件——“电机、电控、电池”。除此之外,我们还要看品牌影响力、产品力、保值率、性价比等各个方面。
综合来看,在纯电动 汽车 领域,特斯拉是稳居第一的,虽然比亚迪的销量是最高的,但是比亚迪的销量80%以上是在国内,而特斯拉50%以上的销量是来自非美国本土的。对于车企出海这一块来讲,特斯拉的地位是无法撼动的。如果单纯从性能、技术等方面来讲,国内新能源车企,包括比亚迪、小鹏、蔚来、理想等等,都是不输给特斯拉的,销量比不过特斯拉,不是说产品力不如特斯拉。
特斯拉国产化之后,一直在做价格下探,曾经30多万Model 3,现在只要26万,曾经接近40万的Model Y,如今只要30万不到。就像苹果公司一样的,推出的SE、MINI版本手机,就是为了做价格下探,降维打击,为进入中低端市场布局。
在纯电动SUV领域,30万左右价格的Model Y对手确实很少,无非就是沃尔沃XC40、大众ID.6X等等。而在20多万领域的纯电动轿车,Model 3的对手也不多,也就是比亚迪汉EV、小鹏P7等等。可以说特斯拉的这一策略是非常成功的,国产的Model Y销量就能很好的整明这一点。
总的来说,在传统燃油车的发展上,国产 汽车 落后百年,但是在纯电动 汽车 领域,我们却扳回一城。下面我就来分析一下,国产纯电动车企和特斯拉的真实差距到底是什么?
先来对比一下三款车型的低性能版本的动力性能差距。
特斯拉Model 3国产2022款: 后置单电机,最大功率为202kW,最大扭矩375N·m,零百加速6.1秒。电机从原先的感应电机变为嵌入式永磁同步电机,冷却方式也从水冷变为油冷,以缩小尺寸、提高效率、节省能源,更适合家用。
比亚迪汉EV 2021款标准续航版豪华型: 前置 单电机 ,最大功率163kW,最大扭矩330N·m,零百加速7.9秒。电机采用的是永磁同步电机。
小鹏P7 2022款 480N+: 后置单电机,最大功率为196kW,最大扭矩390N·m,零百加速6.7秒。 电机同样采用的是永磁同步电机。
从动力性能方面来看,最新款的特斯拉Model 3从零百5.6秒提高到零百6.1秒,可以说动力性能是降低了的,但是依然比同价位的比亚迪汉EV和小鹏P7性能还好好一些,而比亚迪汉EV的单电机版本动力确实要弱不少,远不如特斯拉Model 3。
再来对比一下它们的高性能版本的动力性能差距。
特斯拉Model 3国产2022款 Performance高性能全轮驱动版: 前后双电机,最大功率为357kW,最大扭矩659N·m,零百加速3.3秒。电机采用的是永磁同步电机。
比亚迪汉EV 2020款 四驱高性能版旗舰型: 前后双电机,最大功率363kW,最大扭矩680N·m,零百加速3.9秒。 电机采用的是永磁同步电机。
小鹏 汽车 P7 2021款 四驱高性能鹏翼版: 前后双电机,最大功率317kW,最大扭矩655N·m,零百加速4.3秒。电机采用的是永磁同步电机。
总之,无论是单电机版本,还是双电机版本,特斯拉的动力性能都略胜一筹,但是如果是同价位的情况下做对比,那么国产纯电动品牌几乎都是双电机,那么动力性能方面肯定是碾压特斯拉的。
对比完动力性能,再来看看它们的电池技术和续航方面的差别。
特斯拉Model 3国产2022款: 配备的是宁德时代的 磷酸铁锂电池,电池容量为60kWh,CLTC纯电续航里程55 6km,电池电量从30%充至80%,快充1小时,慢充10小时。
比亚迪汉EV 2021款标准续航版豪华型: 配备的是自家的 磷酸铁锂刀片电池,电池容量为 64.8 kW h,NEDC纯电续航里程506km,电池电量从30%充至80%,快充 0.42 小时,慢充9小时。
小鹏P7 2022款 480N+: 配备的是宁德时代的 磷酸铁锂电池,电池容量为 60.2 kW h,NEDC纯电续航里程480km,电池电量从30%充至80%,快充 0.45 小时,慢充5小时。
这三款车型的最新版本都采用了磷酸铁锂电池,磷酸铁锂电池的优点就是安全性高、寿命长、制造成本低等等。
磷酸铁锂电池完全充放电循环次数超过了2000次,它的理论使用寿命远超三元锂电池,但是它的缺点也很明显,受低温影响严重、能量密度小、续航里程没有三元锂电池长等等。
而三元锂电池的优势就是能量密度大、续航更长,在低温环境下,电池能量亏损要比磷酸铁锂电池好很多,但是其安全性、使用寿命都不如磷酸铁锂电池。
我们对比的这三款车型,虽然电池容量最低的是特斯拉,但是官方续航能力最高的却是特斯拉。我们可以看出,特斯拉在电池、电控技术方面还是有一定优势的。
电控系统,说的就是控制电机运动的装置,直接决定着纯电动 汽车 的爬坡、加速与最高速度的问题。
纯电动 汽车 的电控系统主要由逆变器、驱动器、电源模块、控制器等组件组成,其中逆变器和控制器是电控系统的核心部件。控制器可以说是电控系统的大脑,不仅实现对电路中的电流电压数据实现监控,而且还能根据电机的特点实现相应的控制算法。
随着半导体工艺和控制理论不断发展,控制器的技术已经非常成熟。但是,在新能源 汽车 的逆变器领域,我国企业技术储备和市场占有率严重不足,甚至可以说是严重依赖国外产品和服务。
接下来,我们看一下特斯拉的电控系统。我们都知道,要想提升电动 汽车 的续航能力,除了电池容量,就是要提升电能的转化率。逆变器的作用就是把电池的直流电变成交流电,这个过程就会存在比较大的能量损耗。
过去,特斯拉Model S的逆变器效率为82%,应该算是很高了。但是,特斯拉并不止步于此。于是,联合意法半导体,实现全球第一家采用碳化硅材料来做逆变器,最终把逆变器效率从82%提升到Model 3的90%,显著提升了续航能力和降低了传导和开关损耗。
要知道,能源转化率属于基础研究的问题,需要投入的资金和人力是非常之大,而且研究所需的时间也是相对较长。特别是使用新的碳化硅材料,能否提高能源转化率,在研发初期都是一个很大的问号。
毕竟研究新的东西,没有任何经验可以参考。可是特斯拉愿意做第一个吃螃蟹的人!有了特斯拉的成功经验,这几年,中国企业也纷纷开始碳化硅的研究。
因此,我认为大部分中国企业,相对于特斯拉来说,缺少了一种敢于 探索 的精神。这才导致很多核心技术长期被其他国家制约。
作为新能源 汽车 电控系统的核心部件IGBT,曾经和光刻机一样,被国际资本巨头列入到禁运中国的产品。IGBT国际市场也长期被德、日、美企业霸占。中国IGBT行业起步比较晚,再加上行业技术门槛高,导致目前中国市场中高端IGBT产品大约有90%依赖进口。
在国内新能源乘用车市场中,除了比亚迪拥用自己的IGBT,其他90%的新能源车企的IGBT装置都是来自于德国英飞凌。因此,要想实现新能源 汽车 产业升级,提升本土新能源 汽车 的产品竞争力,加快推进IGBT产业链国产化势在必行。
以蔚来、小鹏、理想为代表的中国新造车势力,虽然具备较强的互联网基因,但是在整车生产与零部件制造上存在经验不足和储备不够的问题。这导致新造车势力大多选择外购或者外包动力总成解决方案,其中小鹏P7的零部件进口占比就超过了80%之多。
因此,中国新能源 汽车 自主品牌要想收获国际资本和市场的青睐,就必须顶着特斯拉的压力,从技术创新和产品质量两个方面杀出一条血路。
在自动辅助驾驶技术方面, 小鹏P7和Model 3则会更胜一筹。虽然特斯拉的 Autopilot 完全自动驾驶功能一直卖点之一,但是该项功能需要另外花费6.4万元进行选装,失去了一定的性价比。
小鹏在自动驾驶技术研究方面也是下了血本,整个中国研发团队加上北美研发团队开发出来的 X-Pilot3.0 ,理论上能与特斯拉 Autopilot 一战,并且小鹏P7系列车型还会提供两个月一次的OTA升级,这种手机APP的更新模式,也是P7的优势之一。
反观比亚迪的汉EV,它的自动驾驶是由ICC智能领航,再加上ACC车道保持,组合成了L2级别的自动驾驶,说实话,实际上只能算是L1.5级别。总的来说,比亚迪的自动驾驶技术跟特斯拉,还有小鹏差了差不多一个级别。
实际拿比亚迪汉EV和特斯拉Model 3做了一个对比。在普通城市道路中,自动巡航跟车、主动刹车、变道等虽然都可以实现,但是两者的体验上面还是有区别的。
比亚迪汉EV在刹车时候机械性比较强,刹车突然,起步的时候动力衔接不够流畅,人坐在车里会不断的点头抬头,感受非常不好。在过弯的时候,弧度较小的弯道可以轻松通过,但是弧度较大一点的弯道,例如高速匝道入口等情况,就需要人为介入了,否则就会开上应急车道。
反观特斯拉Model 3,刹车较为平缓,起步动力也比较平顺,体验上面来说更加舒适。但是依旧有部分情况无法做出正确判断,例如:
1.在高速匝道汇入口处,有一辆车从我前面切入我的车道,Autopilot控制下的车子没有进行减速,为了安全起见,我立马接管了车子;
2.在城市道路中,我打了转向灯,车子却没有变道,为了避免影响后边 汽车 的行驶,我选装了接管车子;
3.在高速公路上,我开启了跟车模式,前车变道之后,我所在的前方车道无车了,然后车子在Autopilot控制下开始加速,这时候,右侧车道突然切进来一辆车,而我的车没有立马减速,为了安全起见,我就接管了车子。
总的来说,特斯拉在辅助驾驶技术方面还是要领先国内一众自主品牌的,特斯拉也一直在不停完善它的Autopilot自动驾驶算法,为了实现L4完全自动驾驶技术做好铺垫。
有句话说:“比亚迪和特斯拉之间,差了一个蔚来”,我觉得话糙理不糙。这句话不是从市值角度来说的,而是从用户的影响力角度来讲的。
在纯电动 汽车 领域,无论是销量还是品牌影响力,特斯拉的地位依然是无法撼动的存在。唯一能和特斯拉一较高下的也只有比亚迪了,但是论出海能力,比亚迪依然还有很长的路要走。
再来看看纯电动 汽车 二手市场的保值率,由于目前的纯电动 汽车 市场的保有量比较低,也没有一个完善的纯电动 汽车 二手车估值标准,再加上纯电动 汽车 续航里程、电池寿命、质保政策等多种问题的影响,导致整体保值率都普遍低于传统燃油车。从下面三张图可以看到,2021年纯电动 汽车 的一年保值率情况:
我们可以看到纯电动 汽车 一年的保值率普遍平均只有70%左右,而传统燃油车则平均达到了80%左右。三年以上纯电动 汽车 保值率几乎只有40%左右,5年以上的二手车商都不敢接手。总体来说,特斯拉、小鹏、蔚来、比亚迪的主流车型,一年的保值率基本都在70%以上。
特斯拉的主要优势是电控系统、无人驾驶书记以及品牌影响力,国内自主品牌的优势是高性价比、高配置、高舒适性以及外观、内饰的豪华感更具一定优势。
30万以内的纯电动 汽车 领域,特斯拉并没有太多突出的地方,就像前面说到的比亚迪汉EV、小鹏P7等等,综合素质并不比特斯拉差。在目前的新能源 汽车 市场上,想要花 30万元 去买一台纯电动轿车,那么你怎么都绕不开 特斯拉Model 3 、 比亚迪汉EV 和 小鹏P7 。
这三款车型无论从外观、续航、性能等方面都有得一拼,而且它们部分车型的售价还几乎一样。甚至有些地方都比特斯拉优秀,但是很多人最后还是选择了特斯拉。你不得不承认,国人买车更注重的是“面子”,国产品牌在某些人心里还是低了国外品牌一个档次。
在新能源 汽车 领域,我们实现了“弯道超车”,但是并没有实现正真的“超车”,很多造车新势力核心技术依然依靠国外企业,唯一能拿得出手的就是比亚迪,但是比亚迪在无人驾驶方面又比特斯拉要差不少,而且在营销策略、用户圈子影响力、品牌影响力等方面,也都逊色于特斯拉。
总体对比下来,如果你买车更注重性价比和舒适性,不是很看重品牌,那么选国产自主品牌是没有任何问题的。当然,如果你觉得买车面子更重要,那么选特斯拉也没有任何问题。
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。
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