比亚迪半导体董事长兼总经理陈刚曾表示,IGBT 并不是靠砸钱就能砸出来的。
新能源汽车、动力电池领域的成功赋予了比亚迪在传统汽车向新四化转型的话语权,因此当比亚迪在为发展半导体业务聚拢资金时,投资机构“砸钱”就显得十分乐意,“马太效应”也在半导体这片蓝海开始显现。
42天两轮融资,估值百亿
日前,比亚迪官方宣布,继A轮19亿融资后,比亚迪半导体有限公司完成A+轮融资7.99亿元,投后估值超百亿元。
比亚迪还表示,本次增资扩股事项完成后,比亚迪半导体注册资本将增加至人民币4.1亿元,公司持有比亚迪半导体72.3%股权,比亚迪半导体仍为比亚迪控股子公司,仍纳入公司合并报表范围。
在首轮融资中,投资方均为国内外知名知名投资机构,领投为红杉资本、中金资本以及国投创新,Himalaya Capital等多家机构参与认购。
也正因为半导体增资扩股项目吸引了众多财务及产业投资人的青睐,又考虑到未来拟实施的各项业务资源整合及合作事项,比亚迪进行了第二轮引入。
在第二轮战略投资中,投资方包括韩国SK集团、小米集团、联想集团、中芯聚源、北汽产投、上汽产投、深圳华强、蓝海华腾、英威腾,以及招银国际、中信产业基金、厚安基金等众多A+轮战投入股或通过基金入股。
据比亚迪披露的信息,比亚迪在完成融资之后将加快推进比亚迪半导体分拆上市工作。
直面技术竞争
比亚迪半导体公司核心业务主要是车规 IGBT 和工业 IGBT 两个领域。从2005年组建团队开始,比亚迪的IGBT研发已经有15年的时间了,比亚迪也因此成为了中国第一家实现车规级 IGBT 大规模量产以及唯一一家拥有 IGBT 完整产业链的车企。
IGBT (Insulated Gate Bipolar Transisto)中文名称为绝缘栅双极型晶体管,或许在半导体制造的人看来,IGBT只是一个分立器件,但这个小小的器件如今已成为电子器件里技术最先进的产品,并已经全面取代了传统的Power MOSFET,被称为电力电子装置的“CPU”,作用相当于人体的大脑。
作为能源转换与传输的核心器件,IGBT芯片与动力电池电芯被称为电动车“双芯”。它在新能源汽车行业有着举足轻重的地位且应用十分广泛,应用领域包括电动控制系统、车载空调控制系统、充电桩等;从成本占比来看,IGBT模块占电动汽车成本将近10%,占充电桩成本约20%。
此外,在智能电网方面,无论是输电端还是变电端,亦或是用电端,均离不开IGBT的应用。
目前来看,全球IGBT市场竞争格局由英飞凌、富士、三菱等国际主流生产厂家主导,国际厂商起步早,研发投入力度大,因此拥有较高的专利壁垒,国内IGBT也十分依赖国外,90%需要进口,再加上IGBT适配特点,工艺设备的购买、配套都十分困难。
我国的功率半导体技术尚处于起步阶段,一般采取“设计+代工”模式,即设计公司提供芯片设计方案,国内一些集成电路公司代工生产。而随着我国新能源汽车的迅速发展以及基础设施的完善,IGBT供需缺口的问题将越发明显,打破国际垄断、实现自主研发和国产替代势在必行。
供应商的进阶路
从与长安汽车合资设立动力电池公司开始,比亚迪在汽车制造领域的供应商之路可以说是真正开启了,而后与奥迪、捷豹路虎签订的协议也让其供应商的身份得到进一步巩固。按照计划,比亚迪将于 2022 年前后把整个电池业务分拆出去独立上市。
显然,比亚迪半导体准备走同样的一条路。
2018年底,比亚迪发布IGBT4.0技术,据了解,该技术在多项关键性能指标上优于市场主流产品,例如电流输出能力高15%,综合损耗降低20%,温度循环寿命可达主流同类产品10倍以上,可以说该技术是中国 IGBT 芯片崛起的代表作,同样也打破了高性能IGBT受制于人的局面。
数据显示,目前比亚迪 IGBT 芯片晶圆的产能每月 10 万片,年供应新能源高达汽车 120 万辆。在2020年4月底,比亚迪IGBT项目在长沙动工。据了解,该项目总投资10亿元,将建成年产25万片8英寸新能源汽车电子芯片生产线,投产后可满足年装车50万辆新能源汽车的产能需求。项目达产后预计年度营业收入可达8亿元,实现年利润约4000万元。
另一方吧,比亚迪还在与华为在车载芯片方面进行深度合作。
据了解,华为麒麟芯片正独立探索在汽车数字座舱领域的应用落地,首款产品是麒麟710A,目前已经与比亚迪签订合作协议。比亚迪对此也回应称:“已经拿到了麒麟的芯片技术文档,开始着手开发。”、“麒麟芯片拓展汽车市场已经有数月,目前主要锁定比亚迪,希望借助车型落地,打开市场。”
对华为芯片略微了解的都知道,麒麟芯片是华为海思半导体公司自研的手机芯片,目前只是向华为手机和荣耀手机供应,但华为方面对这款产品的拓展研发从未停止,率先在比亚迪产品中应用也不足为奇。
头条说:
一方面自己铆足力气研发,另一方面又紧抱住行业大佬华为,比亚迪丝毫没有掩饰自己成为汽车芯片领域顶级供应商的野心。
全球汽车行业朝着电动化智能化发展是必然趋势,IGBT能够提高用电效率,是解决能源短缺问题和降低碳排放的关键支撑技术。
同时,从半导体到芯片,对国内车企来说这是一片需要迅速占领的蓝海,尽管比亚迪已经取得一定突破,但想占领市场跻身供应商难度依旧面临很大困难。在疫情这只黑天鹅下各行业资金吃紧的时期,手握资金的比亚迪能否把握住发展窗口期迅速成为“独角兽”,值得期待。
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就像华为的海思芯片,近两年,汽车行业内的IGBT逐渐为人所熟知。新能源汽车的成本构成中,最大头当然是动力电池,第二高的就是IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor,绝缘栅双极型晶体管)。作为与动力电池电芯齐名的“双芯”之一,占整车成本约5%左右的IGBT,正在变得越来越重要。
IGBT能有多重要?就在于,它能直接控制驱动系统直、交流电的转换,决定电动车扭矩和最大输出功率等核心指标,可谓“牵一发而动全身”。
所以,近日总投资10亿元的比亚迪IGBT项目在长沙正式动工,无疑就非常令人瞩目。据悉,该项目设计年产25万片8英寸晶圆的生产线,投产后可满足年装50万辆新能源汽车的产能需求。
如今,比亚迪IGBT芯片晶圆的产能已经达到5万片/月,预计2021年可达到10万片/月,一年可供应120万辆新能源车,也就是相当于2019年新能源汽车销量的总数。
不过,我们关心的是,对于比亚迪来说,其IGBT技术达到了什么程度?在整个IGBT格局中,比亚迪处于一个什么位置?
打破垄断
作为一种功率半导体,IGBT应用非常广泛,小到家电、大到飞机、舰船、交通、电网等战略性产业。此外,IGBT还是国家“02专项”的重点扶持项目,已经全面取代了传统的Power MOSFET,被称为电力电子行业里的“CPU”。
在新能源领域,IGBT的应用也非常重要。比如,在电动汽车的“三电”方面,TESLA的Model S使用的三相异步驱动电机,其中每一相的驱动控制需要使用28颗塑封的IGBT芯片,三相共需要使用84颗IGBT芯片。算算总量,就可知需求的庞大。此外,充电桩的核心部件也要用到IGBT芯片。
但是,长期以来,被垄断在少数IDM(Integrated device manufacturer)手上,比如英飞凌Infineon、富士电机、三菱等外资企业。
数据显示,2019年期间,英飞凌为国内电动乘用车市场供应62.8万套IGBT模块,市占率达到58%。而比亚迪供应了19.4万套,市占率达到18%。可以说,如果没有比亚迪,中国车规级IGBT芯片市场国内企业一直被“卡脖子”的局面无法缓解。这是实情。
比亚迪打破国际巨头的垄断,是值得高兴的事。不过,值得注意的是,如果按照之前2019年比亚迪IGBT自供比率约在70%(或以上)的预测,也就是接近15万套来算,对外供应的量也就是4万多套,比亚迪还是相当保守的。
所以,4月14日比亚迪宣布通过整合公司半导体业务、成立独立的“比亚迪半导体有限公司”,就是想使IGBT业务量扩大,提升其商业前景。根据中金公司的预计,比亚迪半导体拆分上市后市值可达300亿元,无疑也只有外供IGBT才能带来如此效益。
按照2018年的相关统计,在一辆纯电动汽车中,IGBT约占驱动电机系统成本的一半,而驱动电机系统占整车成本的15~20%,也就是说IGBT占整车成本的7~10%。而据中信证券报告显示,IGBT目前在插电混动车型上约占2500~3500元成本,A级以上纯电动车IGBT单车成本在2000~4000元,豪华车相对高一点,在5000元以上。
而且,中信证券认为,全球电动车高增长(尤其是A级以上车型)将带动IGBT需求放量,2020年行业空间约97亿元,预计2025年有望达到370亿元,年复合增长率超过30%。所以说,如果比亚迪IGBT销量扩大,收益当然可观。
据悉,比亚迪下一步的规划是让IGBT的外供比例争取超过50%。而之前比亚迪的孤单,显示出关键零部件领域自主品牌的技术弱势,现在局面有所缓解。不过,如果我们从国际IGBT技术发展趋势来看,比亚迪还得加快步伐。
竞争的格局
之前,比亚迪已经在秦、唐等多个车型中采用自主研发的IGBT,但直到2018年9月,才第一次对外宣布。从专利数量来说,截至2018年11月,比亚迪在该领域累计申请IGBT相关专利175件,其中授权专利114件。
截至目前,比亚迪车用IGBT装车量已累计超过60万只。如果我们光看比亚迪的报道,自豪感会油然而生。但是,放眼望去,比亚迪面对的都是强手。
从IGBT的应用电压来看,汽车主要是600V到1200V之间,这个区间里英飞凌Infineon具有压倒性优势,安森美虽然在600V-1200V领域也有市场,但主要是非车载领域。而三菱和富士电机瓜分了日本市场,丰田混动所用的IGBT全部内部完成,有自己完整的IGBT生产供应链。
江山代有才人出,除了这几家巨头,根据IHS Markit的最新报告,一家2018年度IGBT模块全球市场份额占有率排名第8位、唯一进入世界排名TOP10的中国企业——斯达半导(603290),也已成为比亚迪的劲敌。
根据上市刚刚两个月的斯达半导的年报,其去年生产的车规级 IGBT 模块已经配套了超过 20 家车企,合计配套超过16万辆新能源汽车(而根据NE时代的统计,2019年斯达供应了17,129套IGBT模块,市占率1.6%。)如果加上在工业控制及电源行业、变频白色家电及其他行业的应用,斯达半导的IGBT营收已经超过了比亚迪半导体。
不仅如此,就IGBT技术实力来看,比亚迪发展到了IGBT 4.0(相当于国际第五代),而斯达半导已经发展到了第六代,该公司基于第六代Trench Field Stop技术的650V/750V IGBT 芯片及配套的快恢复二极管芯片,已在新能源汽车行业实现应用。
从全球看,IGBT目前已经发展到7.5代,第7代由三菱电机在2012年推出,三菱电机目前的水平可以看作7.5代,而比亚迪2018年12月12日才发布IGBT 4.0技术(也就是国际上第五代技术),所以说,目前的差距还是很大的。
差距有多大?
不过,IGBT技术目前接近封顶也是公认的。当今科技日新月异,IGBT的战场之外,下一代争夺将在SiC(碳化硅)技术上。丰田汽车就表示过:“SiC具有与汽油发动机同等的重要性。”
其实,碳化硅(SiC)是一种广泛使用的老牌工业材料,1893年已经开始大规模生产了。作为第三代半导体材料,发展潜力巨大。而且,SiC技术已经在日本全面普及,无论三菱这样的大厂还是富士电机、Rohm这样的小厂,都有能力轻松制造出SiC元件。
鉴于SiC的重要性,丰田的策略是完全自主生产。实际上,丰田从上世纪80年代就开始了SiC的研究,领先全球30年。到2014年,丰田已经能试产关键的SiC基板。
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这里说句题外话,SiC基板是关键,而落后日本企业很多的英飞凌,2016年7月决定收购的美国CREE集团旗下电源和RF部门(“Wolfspeed”),核心就是SiC基板技术。不过,最终被美国的外国投资委员会(CFIUS)以关系到国家安全的原因否了。
目前,比亚迪也已研发出SiC MOSFET。预计到2023年,比亚迪将采用SiC基半导体全面替代硅基半导体,这样的话,整车性能在现有基础上可以再提升10%。除了驱动效率提高,SiC MOSFET体积可以减少70~80%,这也是业内公认的,SiC是新能源车提高效率最有效的技术。
当然,光芯片提升还不行,整合材料(高纯碳化硅粉)、单晶、外延、芯片、封装等SiC基半导体全产业链也要跟进,才能进一步降低SiC器件的制造成本,加快其在电动车领域的应用。
所以,从技术上来说,比亚迪要追赶的路还很长。而且相对于斯达半导的全球化业务,比亚迪IGBT的国外业务还有待展开。不过相比较而言,比亚迪在国内自主品牌中还是取得了一定的优势,就像华为手握芯片终极武器一样。面对汽车行业百年未有之变局,技术驱动将重新构建行业格局,无疑是没错的。
文/王小西
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2020年的最后一天,比亚迪宣布,比亚迪半导体股份有限公司。以下简称比亚迪半导体正式上市。同日,中车还公告称,其间接控股子公司中车电气已向上海证券交易所提交IPO申请并在科技创新板上市,并获受理。先是明星半导体和新捷能的IPO,现在又是分拆上市,这意味着电力半导体的春天来了,对此,有业内分析人士解读,IGBT已经进入爆发式增长期。我们来看看比亚迪半导体和中车电气的主营业务。
比亚迪汽车半导体材料关键业务流程遮盖功率半导体、智能控制系统IC、传感器技术及光学半导体材料的产品研发、生产制造及市场销售,有着包括ic设计、晶圆制造、封装测试和中下游运用以内的一体化运营产业链。历经十余年的产品研发累积和于新能源车行业的产业化运用,比亚迪汽车半导体材料已变成中国自主可控的车规级IGBT领导干部生产商。株洲中车电气设备公布,企业关键从业城市轨道武器装备商品的产品研发、设计方案、生产制造、市场销售并出示相关服务,并积极主动合理布局轨道交通之外业务流程。
其中,在IGBT器件领域,公司建成了6英寸双极器件、8英寸IGBT、6英寸碳化硅产业基地,拥有芯片、模块、元器件、应用等全套自主技术,开发了1700v-6500v系列高压大电流密度IGBT产品,已广泛应用于轨道交通和电网领域。不难看出,比亚迪半导体和中车主营业务的关键词都是IGBT。IGBT是绝缘栅双极晶体管的缩写。IGBT模块作为工业控制与自动化领域的核心器件,广泛应用于汽车节能、轨道交通、智能电网、航空航天、家电、汽车电子、新能源发电、新能源汽车等领域。
IGBT的未来是什么?根据法国第三方机构yole的预测,2022年全球IGBT市场规模将超过50亿美元,增长主要来自IGBT功率模块。电动汽车/混合动力汽车中IGBT的总收入将占整个IGBT市场的40%左右。在我国,相关数据显示,到2024年,我国IGBT产业产量将达到7820万台,需求将达到1.96亿台,需求仍将远远超过产量,产能严重不足。
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