比亚迪自从进入 汽车 行业以来,掌门人王传福就定下了和传统 汽车 企业不一样的发展战略,随着我国 汽车 保有量不断增加,能用供应和环境问题日益突出,尤其是需减少PM2.5与二氧化碳的排放。王传福也着急的意识到传统 汽车 向新能源 汽车 转型的紧迫性。
据行业内了解王传福的人称,他是想做电动 汽车 电机研发,组建新能源 汽车 的产业链。由传统 汽车 的动力与制动系统变为新能源 汽车 的核心部件是电池、电控与电机。其中电控部分的核心部件就是IGBT,俗称电力电子装置的"CPU",是除电池外,新能源 汽车 最最核心部件,占整车7%-10%成本。在2005年的时候国内90%的市场被英飞凌、三菱等行业巨头垄断。面对国内IBGT“卡脖子”现象,在对制造新能源 汽车 的梦想支撑下,王传福决心改变这一领域落后的局面。
在2005年,比亚迪组建IGBT研发团队,正式进军IGBT产业;经过几年的发展并没有多大的起色。很快来到了2008年,这是比亚迪在IGBT研发的道路上发生转折性的一年。王传福在业内外都不看好的情况下,“破天荒”花2亿元巨资收购中维积体电路,正是这个在当时被所有人质疑的收购,开启了比亚迪在国产IGBT研发道路上的逆袭之路。在2008年,几乎没人认同王传福的做法会成功,但比亚迪在王传福的带领下依然坚持自己的新能源 汽车 的梦想,这是王传福做自主可控IGBT的最大动力。
在王传福的带领下,怀着最初对 汽车 半导体芯片的追求。终于,在2009年比亚迪推出国内首款自主研发的IGBT芯片,打破了国外技术封锁。
经过13年摸爬滚打,比亚迪不断的升级迭代,于2018年12月11日,比亚迪正式公布IGBT4.0技术,达到业内顶尖水平。标志着比亚迪在功率半导体领域创造了领先,我国新能源 汽车 再也不用担心被“卡脖子”了。
IGBT4.0相对较市场主流产品有哪些优势:
1、电流输出高15%, 汽车 加速能力与功率输出能力都得到提高。
2、在同等工况下,综合损害降低20%,达到显著节能效果。
3、使用寿命提升10倍以上,更能适应极端环境,提高 汽车 的稳定与可靠性。
对于IGBT技术未来的发展趋势,芯片的最高工作温度和功率密度不断提高,当下IGBT的硅材料也将临近性能极限,急需寻找更耐高温、电流输出能力更强、损耗更低的新材料,是摆在比亚迪面前又一课题,也是业界公认的发展方向。
为积极响应国家加大对第三代半导体材料的研究,比亚迪已投入巨资布局SiC的研究,而作为第三代半导体材料SiC恰好满足新的要求。比亚迪将整合材料(高纯碳化硅粉)、单晶、外延、芯片、封装等SiC基半导体全产业链,致力于降低SiC器件的制造成本。不仅在尺寸上更小,在输出功率和耐高温性也将更优,整车性能再将提升10%,这也是比亚迪下个核心研究课题。
经过十多年的发展,比亚迪在是我国唯一拥有IGBT完整产业链的企业,比亚迪毫无疑问的成为了国内新能源 汽车 市场领导者。但从技术上说,比亚迪和国外巨头还有一点的差距,要追赶的路还很长。中国功率半导体产业急需要在产业链上游层面取得突破,改变目前功率器件领域封装强于芯片的现状。
我们必须掌握核心技术,尤其在半导体领域,我们仍处于弱势地位,比亚迪正持续为客户提供领先的车规级半导体整体解决方案,比亚迪也不断努力,尤其是在IGBT芯片国产化道路上,不断提高我国关键核心技术创新能力,只有芯片的国产化,我国新能源 汽车 才能拥有可持续发展的未来。
比亚迪IGBT成为电动中国芯,经过13年的潜心研究,我国的IGBT无到有,从完全依赖进口到世界领先,打破技术封锁与垄断, 而比亚迪也没就此停下来,积极的进行扩产计划,让真正的中国芯成为打开世界市场的利器,比亚迪的奇迹会实现吗?请视频创作人 科技 秘曝 的视频:“电动中国芯”重大突破!电动车行业迎来变局。
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王传福对国内半导体的发展有很高的目标,立志改变中国被各自卡脖子的现象,积极和华为合作加上比亚迪在新能源 汽车 半导体领域的积累,立志成为全球最大的车规级功率半导体供应商,有这样有志向的企业,中国半导体才有自主自强的希望。可以观看以下西瓜视频了解:
中美芯片脱勾已成定局,比亚迪跨界做芯片获投19亿,前景可期
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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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我最佩服比亚迪的一点:它好像什么都能造,从电池、电子到 汽车 到新能源到轨道交通,还有半导体、口罩等。
在它身上,你仿佛能看到前四次工业革命。
如果要给中国制造业投票,一票我会给华为,另一票给比亚迪。
时间回到1995年 ,适时移动电话开始普及,但在中国还未出现拥有二次充电电池独立知识产权的企业,国外的废旧电池在中国都是抢手货。
瞅准了这一机会的比亚迪说干就干,王传福带领着研发团队日夜煎熬,不仅填补了国内二次充电电池的技术空白,还一度超越全球电池巨头三洋、索尼,成为摩托罗拉、诺基亚第一个中国锂离子电池供应商。
最高时,全球每三个手机,就有一个手机使用了比亚迪的电池。
2003年1月,电池起家的比亚迪收购“秦川 汽车 ”,进入 汽车 行业。媒体、股东、基金甚至比亚迪员工都不理解。很多基金经理打电话给王传福,劝他放弃收购计划,甚至有人威胁他:“如果你坚持收购,我们就抛售比亚迪的股票,直到抛死为止。”
2008年10月6日,比亚迪以近2亿元收购了半导体制造企业宁波中纬,整合了电动 汽车 上游产业链,加速了比亚迪电动车商业化步伐。
同年12月15日,全球第一款不依赖专业充电站的双模电动车——比亚迪F3DM双模电动车在深圳正式上市。这款双模 汽车 整合 汽车 制造、电池技术、电机系统、车载电子技术等多项顶尖的高 科技 技术,是节能、环保、 时尚 和 科技 的典范。
以上的成就不足以代表比亚迪的伟大,接下来我说的,一定能让你对比亚迪全新的认识。
·IGBT技术革命
IGBT是个啥?
简单来说,是用在电驱动系统上的半导体部件, 相当于 汽车 动力系统的"CPU"。 这是电动车上成本仅次于动力电池的零部件,占到整车成本的8%-10%。
由于其较高的技术门槛,设计和制造工艺难度都很高,被誉为"电动 汽车 核心技术的珠穆朗玛峰"。
中国虽然是全球最大新能源 汽车 市场,遗憾的是,在国内市场,中高端IGBT产能严重不足,一芯难求。
国内大部分电动 汽车 MCU、变频空调、电焊机和变频器等产品用的IGBT基本靠进口,价格和交货周期受制于国外。IGBT芯片近80%的市场份额都被英飞凌、法雷奥、三菱电机等欧美日企业垄断。
比亚迪收购宁波中纬的举动在当时极不被看好,一时间"知情人称比亚迪至少亏20亿元"、"芯片项目巨亏拖累比亚迪"等声音不绝于耳。
尽管研发过程极其艰难、外界质疑声不断,但功夫不负有心人。
2009年9月,比亚迪半导体自研的IGBT 1.0芯片成功通过中国电器工业协会电力电子分会组织的 科技 成果鉴定,标志着中国在IGBT芯片技术上实现零的突破,打破了国际巨头的技术垄断。
2012年,IGBT 2.0芯片问世,基于此,比亚迪成功打造出了车规级IGBT模块。
2018年,比亚迪半导体成功研发出全新的车规级产品IGBT 4.0芯片,成为车规级IGBT的标杆。IGBT 4.0产品在电气性能、电流输出、综合损耗以及温度循环等多项关键指标上碾压国外竞品。
2019 年,比亚迪在中国共配套约19.4万套车规级IGBT 模组,市场份额18%,排名第二,仅次于英飞凌。
现如今,比亚迪半导体IGBT芯片产量迅猛攀升,IGBT芯片晶圆的产能已经达到5万片/月,预计明年可达到10万片/月,一年可供应120万辆新能源车。
到目前为止,比亚迪已经拥有了从设计、蚀刻、封装全流程化的IGBT芯片制造能力,而它也是目前全球唯一一家掌握IGBT核心技术的车企。
怎么说呢,比亚迪在IGBT领域的地位,就好比华为海思在手机芯片领域的地位。
与此同时,比亚迪半导体在IGBT专利方面也进行了布局,2007年,比亚迪提出其首个IGBT专利申请,截止2020年5月8日,德温特世界专利数据库里一共有比亚迪公开的130个IGBT专利族,包括231条专利记录,其中70%的专利布局于中国大陆。
·刀片电池
了解刀片电池前,我们先来了解一个常识:
目前纯电动 汽车 上最常用的动力电池分为三元锂和磷酸铁锂两种。
科普一下:特斯拉目前用的是18650传统电池电芯,技术比较成熟,适配性很强,当前成本最低的一种 动力锂电池 。
在过去几年里,很多企业陷入了对“续航里程”的盲目攀比,天生热稳定性差,但相比磷酸铁锂电池能量密度更高的三元锂电池广受追捧,但是 三元锂电池有一个最致命的弱点:
在200 左右就会发生分解,且化学反应较剧烈,会释放氧分子,更容易引发热失控,最终爆炸。
好了,说到这,你是不是有这样一个疑问:磷酸铁锂容量低,三元锂又容易自然爆炸,那电池岂不是无解了。
比亚迪偏偏不信邪,在磷酸铁锂被普遍不看好,搭载量逐年下降的情况下,比亚迪硬生生让铁树开了花,自主研发出了刀片电池。
为啥叫刀片?因为这个电池又长又扁,长度可在0.6-2,1米之间自由定制。
刀片电池的电芯通过栈堆的方式摆放,就像一个个刀片插入电池包中,这样电池不仅是能量来源,还成了结构件,相当于将电芯直接集成为电池包。
这就好比啥?举个不太恰当的例子:
正常情况下,你很瘦,房子必须有房梁支撑,突然有一天,你变胖了,胖到几乎撑满了整个房间,这时房子已经不需要房梁了,因为你已经变成了支撑物。
经过这样一番骚 *** 作,比亚迪把传统的磷酸铁锂电池的空间利用率由原来的40%提升到了60%,电池系统的能量密度最高达到了150Wh/Kg。
为了验证电池的安全性,比亚迪搬出了符合国家标准的针刺测试。
针刺测试有多难?在动力电池界,通过这一安全测试的难度堪比登顶珠穆朗玛峰。
这次实验,在相同的环境条件下,样本选取了三元锂、传统磷酸铁锂和刀片电池分别实验:用一根钢针直接刺穿电池,并在电池表面打了一个生鸡蛋用来观察温度变化。
测试结果如下:
①三元锂电池在穿刺的瞬间,出现剧烈的温度变化,表面温度出现迅速超过500度,生鸡蛋瞬间烤焦。随后电池热失控,开始剧烈燃烧,
②普通磷酸铁锂电池穿刺后,无名火,有烟,表面温度达到200-400度。鸡蛋也被烤焦。
③刀片电池穿刺后,无名火,无烟,电话表面温度仅30-60度左右。鸡蛋竟然安然无恙。
比亚迪一战成名,刀片电池的亮剑,让比亚迪有了誓让“自燃”二字彻底从新能源的字典中抹去的底气。
除了上面提到的IGBT和刀片电池,比亚迪还有700V高压的电气化平台、量产车型中功率最大的永磁同步电机、升压快充系统等核心技术。
正是几十年如一日地坚持自主研发,才使得丰田、戴姆勒等国际伊利亚车企愿意和比亚迪在新能源领域联手合作的重要原因
王传福和比亚迪说道也做到了,这也是巴菲特为什么数十年如一日支持,坚守比亚迪股票的重要原因,比亚迪是巴菲特最近这些年唯一投资的中国企业。
他称赞王传福是他最欣赏的四位CEO之一(另外三位是亚马逊的杰夫·贝佐斯、精密机件的马克·多尼根以及苹果的蒂姆·库克)
查理·芒格甚至称王传福是“爱迪生和杰克韦尔奇的混合体”。
坚持自主研发只是比亚迪立足行业的基础,不是全部,卓越的战略眼光和商业的顶层设计逻辑如何让比亚迪一步步创造奇迹,我们下期聊。
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