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。
比亚迪研发光刻机,这个可能性为零,因为没有哪一家企业能单独研发光刻机,世界上找不出这样的一家企业,光刻机属于整个工业体现的完美体现,我们国家投入那么大的人力资源财力和物力,现在都没有办法突破十四纳米的光刻机,比亚迪再厉害也做不到,所以根本不可能的事情,比亚迪自己研发芯片这个可以去做,但是说自己研制光刻机不可能。
富士康自身也没有这个能力研发光刻机,富士康只是一个代工厂,自己并不算 科技 公司,富士康完全不具备研发光刻机的能力,更不用说7纳米级别的了,全世界只有荷兰一家,而且这家公司并不是自身能力,而是跟几十个国家的顶级 科技 公司合作,从这些公司中提供最顶级的配件组装而成的,世界上并没有哪一家公司能够单独研制成功。
单独一国研制光刻机是存在的,但是需要的是比较完整的工业体系,比如说日本和美国自己就能研发出来14纳米级别的光刻机,是国家支持拨款才能做到的,而且其他 科技 公司全力配合的情况下,这个需要政府牵头去做,富士康的级别根本达不到差远了,而比亚迪其实也根本达不到,也差远了呢,光刻机能随便让一个代工企业都能研发,那那些 科技 公司不羞愧而死。
想想我们举国之力现在都还卡在22纳米级别的门槛上,比亚迪一家公司能够做到突破7纳米级别吗,加上过去完全没有任何这方面的技术积累和经验以及人才和相关产业,直接就说进军最顶级的光刻机,亏这个提问题的人敢说,这不是存心给比亚迪招黑嘛,比亚迪代工产业在国内的确是数一数二的,但是在高端 科技 创新方面的确还是没有什么拿得出手的东西。
富士康也一样,跟真正的 科技 公司相比较差太远了,在 科技 公司眼中,代工企业其实没有什么 科技 含量,说实话光刻机能随便让一个没有任何这方面经验的企业研发成功,那我们还会被卡那么久吗,美国和日本全国之力也没有办法突破7纳米级别的光刻机,比亚迪一个公司能比得上一个国家的力量吗,要知道荷兰光刻机公司的产品并不是他们一家的,而是全世界几十个国家合力的成果,所以不要再提这种无脑的幻想了,不要给企业招黑了。
【比亚迪半导体公司若研发7nm光刻机和芯片,能取代台积电和富士康吗?】
我们很多人可能都觉得不可思议,比亚迪不是生产 汽车 的公司吗?怎么和半导体公司挂上钩呢?甚至很多人对于比亚迪的固定思维,就是生产 汽车 的企业。可能稍微了解一点比亚迪,知道比亚迪的起家是以电池起家的;如果更深入了解比亚迪的话,可能会知道比亚迪是目前有数的手机代工厂之一。
你想像不到的比亚迪半导体
在2005年的时候,比亚迪已经介入IGBT研发。IGBT是什么?它是电动化核心部件,车用IGBT技术、制造、资金等壁垒高,国产化率低,供应长期被欧美日企业垄断。IGBT芯片从2009年起至今已迭代至4.0版本。
实际上最早之前,比亚迪半导体叫做比亚迪微电子,它的业务覆盖半导体智能控制IC等等一些方面的研发和生产销售。在今年1月19号的时候,比亚迪微电子有限公司的新增了,对外投资,成立了长沙比亚迪半导体有限公司。
而在最近,全资子公司深圳比亚迪微电子有限公司的内部重组已经完成,比亚迪微电子已正式更名为比亚迪半导体有限公司,并且积极地寻求上市。
我们从这里就可以看出比亚迪的“野心”并不小,可能确实往芯片领域去发展,不仅仅是 汽车 领域的芯片,更有可能是手机等其他终端的芯片研究。
7nm光刻机和芯片难度
即使到现在,我们目前国内正在销售的光 科技 是上海微电子的90nm光 科技 ,而能够达到荷兰ASML公司的光刻机并不存在,甚至于还处于一种“ 探索 ”之中。
光刻机的难度是什么?光刻机的难度是种种技术的累积,荷兰ASML公司总裁曾经信誓旦旦的说:我们中国永远复制不出高端光刻机,最新光刻机决定卖给中国,因为在他们看来,我们是永远不会复制出光刻机的,因为光客机是系统集成度极高的产品,数百家公司的技术融为一体,每个机器可能有8万个零件,许多零件非常的复杂。
不管是像蔡司的镜头,还是美国的光源,可以说世界上很难有公司去模仿他们。实际上,ASML光刻机的成功,除了各类公司的相互合作之外,还有一个重要点——它将三星,英特尔,海力士,台积电等等都融合在一起,形成了颇有特色的股份制,你如果想买我的光刻机,那么请成为我的股东。
而芯片的步骤更复杂,硅片的制备——芯片的制造——芯片的测试与挑选——装配与封装——最终测试。其中芯片的制造中,清洗,成膜,光刻,刻蚀等等步骤,而光刻机不过是它其中的一环而已。
比亚迪,或者中国光刻机的未来——
确实,如果比亚迪确实有这样的心思,想突破中国在光刻机方面的表现。我相信大家是绝对的赞成,但事实上光刻机的难度以及芯片制造的难度,都会成为禁锢我们在技术上突破的一个重要点。
我们同样要看到,比亚迪半导体的成立,以及它目前的成绩,据说比亚迪半导体制造工厂能够生产5万片IGBT 芯片,实际上已经打破了德国英飞凌,日本丰田等公司的垄断。
虽然我们知道,我们假设比亚迪生产7nm光刻机或者芯片的想法,只是对于我们目前情况的一种不满。但是我们相信,我们一定能够打破这种束缚,不管是光刻机所带来的技术壁垒,还是在芯片领域的技术限制,绝对可以获得成功。我们已经有了华为麒麟、中芯、紫光展讯等等,我们有能力突破束缚。
然而在我看来,不论是研发7nm芯片、光刻机还是取代富士康,比亚迪目前都还没有这样的实力。
第一、芯片和光刻机的研发历程太艰难。
几乎可以确定的说,全世界所有的 科技 公司都想研发芯片,毕竟这是一份成功了就可以躺着赚钱的美拆。可结果呢?在研发的路上,联发科、英伟达、小米,甚至三星都倒在了这条路上,纵然比亚迪有不错的技术实力,纵然比亚迪也在做IGBT,但想直接约过技术壁垒研发7nm芯,太难。
在看光刻机,一套所有人都眼馋的设备,一套集合全球各领域最顶级供应商配零件配套的设备,它的研发难度比7nm芯片还要大的多。光刻机的研发牵动的不仅仅是一家企业,其背后更是代表着一个国家、甚至几个国家。在光刻机领域,比亚迪还是个当之无愧的“大头兵”,这条路走不通。
第二、富士康的精密机械技术根基太强。
在代工市场上,富士康第一、比亚迪第二,这两家公司支撑了几百万个最平凡的家庭。比亚迪代工团队脱身于富士康,但又普遍略逊色于富士康。富士康的精密机械技术实力非常强大,有兴趣的人可以去广东感受一下富士康在该领域的影响。在比亚迪没有突破富士康精密技术的限制之前,比亚迪仍只能屈居第二位。
所以,不论比亚迪是否已经开始着手研发7nm芯片和光刻机,其都不可能取代富士康的代工地位。
这个问题问的,很明显你不了解芯片领域。即使比亚迪能研发出7nm芯片和7nm光刻机,也跟富士康没半毛钱关系。
如果非要取代,那就只能取代台积电了。不管你想取代谁,我们就单说比亚迪能不能研发出7nm芯片和7nm光刻机。这 是芯片的产业链问题,7nm芯片的研发是芯片的上游,而光刻机是下游芯片代工厂。
全球10大顶尖IC设计公司,暂时还没有人自己搞设计又搞生产。 比如不可一世的高通,国内手机厂商除了华为,几乎一色的用高通骁龙。还有NVIDIA的显卡,以及曾经让中兴差点凉凉的FPGA设计公司Xilinx等等。他们的芯片都是找代工厂生产。
那么全球芯片代工厂又有哪些?中国台湾有台积电;大陆有中芯国际和上海华虹;国外三星和Intel。这里除了Intel设计CPU之外,他们都是只代工,自己不设计。而Intel的芯片现在也只是电脑端,工艺还只是14nm。
这里不得不提一下三星,三星作为韩国的商业帝国,自然也想自己设计芯片给自己的三星手机使用,因此三星还真就这么干了。三星的手机芯片Exynos系列,虽然已经成功应用到三星手机上,但是稳定性和功耗一直饱受诟病。 最终三星决定关闭自己的芯片部门,转投高通 。
所以,从全球来看,无论是有实力的设计公司,还是有实力的芯片代工厂都无法自己身兼两职:设计芯片和生产芯片。 何况比亚迪,这个芯片设计的门外汉?所以,愿望是美好的,但现实是残酷的,比亚迪做不到。
比亚迪一直以来确实有在研发和生产芯片,但从来没有听说过比亚迪研发光刻机的,我不知道题目所说的比亚迪研发7nm光刻机的消息是从哪里来的?
说到芯片,这一直是很多中国人心中的一个痛点,我国作为全球芯片消费量最大的国家之一,但目前高端芯片却严重依赖进口,虽然最近几年我国加大对芯片的研发和扶持力度,但取得的成果也并不是很明显。
最近一段时间又有一家企业宣布发力芯片领域了,那就是深圳的比亚迪。
2020年4月14日晚间,比亚迪发布公告称,公司近期已经通过下属子公司间的股权转让和业务划转完成对全资子公司深圳比亚迪微电子有限公司的内部重组。通过内部重组之后,比亚迪微电子受让宁波比亚迪半导体有限公司100%股权和广东比亚迪节能 科技 有限公司100%股权,并收购深圳比亚迪实业有限公司智能光电、LED光源和LED应用相关业务,重整之后,比亚迪半导体将完成半导体业务的聚焦和深度整合。
重组之后,深圳比亚迪微电子正式更名为比亚迪半导体有限公司,未来比亚迪半导体有限公司还将通过增资扩股等方式引入战略投资者,积极寻求适当时机独立上市。
说到比亚迪,大家都知道它是我国比较知名的一家电动 汽车 公司,在 汽车 电池领域具有很多先进的技术,在全球范围内都具有一定的地位,所以一直以来比亚迪给大家的印象就是它只是一家单纯的 汽车 制造商。
但实际上比亚迪不只是一家单纯的 汽车 制造商这么简单,实际上它旗下涵盖的业务还是非常广的,其中有两个比较重要的业务,一个是代工业务,另一个是芯片制造业务。
一、代工业务。
说到到代工,大家可能首先会想到富士康,还有类似中芯国际、台积电这种芯片代工企业。
但实际上,比亚迪的代工业务规模其实并不小,在市场上也有很重要的地位。比亚迪代工开始于2003年,当时比亚迪从富士康挖走了很多员工并成立了代工业务,并顺利挖走了诺基亚、摩托罗拉等大厂的订单,只是后来因为苹果的崛起,诺基亚、摩托罗拉等其他手机厂家的一蹶不振,才导致比亚迪手机代工业务萎靡了一段时间。
最近几年时间,比亚迪的代工业务又开始慢慢恢复活力,比亚迪电子跟苹果,华为,三星,OPPO ,VIVO,小米等手机巨头都有合作,更是小米部分机型的重要代工企业,目前代工业务收入占到比亚迪集团的总体收入已经超过30%。
二、芯片业务
比亚迪的芯片业务始于2008年,当时比亚迪收购了宁波中纬半导体晶圆厂,开始自主研发车规级IGBT芯片,经过十几年的发展之后,比亚迪目前已经成为国内能够自主研发和制造车规级IGBT模块的公司。
而本次比亚迪整合业务成立半导体公司之后,其芯片业务将进一步过大,目前比亚迪半导体主要业务涵盖功率半导体、智能控制IC、智能传感器及光电半导体的研发、生产及销售,拥有包含芯片设计、晶圆制造、封装测试和下游应用在内的一体化经营全产业链。
本次比亚迪重整芯片业务整理独立的半导体公司,可以看出比亚迪在芯片业务发展上的雄心壮志,成立独立的半导体公司之后,预计未来比亚迪半导体公司的业务不仅仅局限于车载芯片,还有可能把业务拓展到晶圆代工,做起类似台积电和中芯国际的业务。
如果比亚迪有意做晶圆代工,短期之内它也是不可能制造出7nm纳米芯片的,毕竟芯片代工不像手机代工那么简单,芯片代工技术含量是非常高的,它不仅需要有光刻机做基础,而且还要有成熟和先进的工艺才行。如果没有长期的技术积累,短期之内是不可能造出7nm芯片的,即便比亚迪有能力直接买来7nm的EUV光刻机,但是如果工艺跟不上也造不出7nm级别的芯片来。
至于7nm的光刻机那就更不用说了,光刻机的技术含量要比晶圆代工技术含量更高,目前光刻机是全球技术含量最高最复杂的一个设备之一,一台高端光刻机由几万个零部件构成,这些零部件本身每一个技术要求都非常高,而目前有很多零部件国外是对我国进行技术封锁的,在短期之内,我国想要制造出7nm的光刻机是不太现实的。
特别是对比亚迪来说,它在光刻机研究方面几乎是一片空白,如果一切要从0做起,然后在短期之内研发出7nm的光刻机,这个就太难了。
大家都知道富士康是目前全球最大的代工企业,它在全球各国都有很多工厂,单是在中国的工厂员工数量就超过120万。目前富士康1年的代工业务收入超过4000亿,合作的企业有苹果、华为、联想、戴尔、惠普、IBM、索尼等。
相对于富士康来说,目前比亚迪一年的代工收入只有400亿左右,相当于比亚迪的代工收入只有富士康的1/10左右,这个差距还是非常大的。
即便比亚迪成立半导体公司之后,但短期之内他也不可能取代台积电或者中芯国际,更不要说完全取代富士康了,所以比亚迪成立半导体公司,更多的会专注于 汽车 领域的一些芯片研发设计和生产,估计在未来10年之内都不可能取代富士康或者台积电的地位。
网传比亚迪要取代富士康,请问比亚迪能造7nm的芯片,能买到7nm的光刻机吗?在代工领域,比亚迪虽然也是强大,但确实是无法与富士康相提并论或者是取代。但在芯片设计制造领域,这两家目前都算不上特别强,也谈不上谁取代谁的问题,相比较而言可能比亚迪在芯片设计及制造上的能力还比富士康强。
比亚迪和富士康涉及的业务范围都比较宽广,并且两家都有涉及到芯片设计制造,相比较而言比亚迪在芯片方面涉入更深涉入更早。而富士康到最近一两年才布局芯片,其在2018年北大演讲时提到,富士康会自主制造芯片,并且在收购东芝半导体失败之后成立了半导体业务事业部,现在有超过100名的工程师。除了这,还控制了相关的芯片公司,比如液晶驱动IC制造商天珏 科技 、系统级封装公司讯芯 科技 、半导体制造沛鑫能源、IC设计服务虹晶 科技 等。
比亚迪不但在 汽车 、电池等领域有强大的实力,在代工领域也有自己的一席之地,在芯片领域也有自己的成就。其默默耕耘,搞出来国产自主的IGBT绝缘栅双极型晶体管芯片IGBT,打破了德国英飞凌、日本丰田等国外公司在此芯片上的垄断地位。IGBT对于电动 汽车 非常重要,直接控制驱动系统的直交流电的转换,重要性与电池电芯同等重要。并且运用广泛,从 汽车 到地铁、高铁等都要使用。
比亚迪不但具有设计IGBT芯片的能力,也具有制造该芯片的能力。目前比亚迪在宁波拥有的半导体制造工厂可以生产5万片,到2020年可以达到10万片的产能,可以自给自足。不过IGBT芯片相比较于手机芯片的制造工艺及设备来说,要求没有这么高。目前的7nm的工艺,比亚迪是达不到的,富士康也达不到。在手机芯片制造领域,台积电、三星是绝对的大佬,不但拥有先进的制造设备,还积累了大量的制造工艺专利,是其它芯片制造商很难望其项背的。
特别是先进设备取得,比亚迪是很难购买到最先进的光刻机的,特别是目前最先进的ASML光刻机。而且ASML所需最先进的零部件及技术,又被掌握这些先进技术的欧美等部分国家实行禁运,所以光刻机上我们比较吃亏。而富士康如果发力,在芯片制造设备的取得上会领先比亚迪,长期来看富士康的后劲要更充足一些。比亚迪可能会被限制在某些专用芯片设计及制造领域,就比如 汽车 及电池等领域,而要涉及到PC、手机等芯片,估计是比较难的,相比较而言富士康却有可能。所以要谈到比亚迪取代富士康,单纯的组装业务倒是有可能,但如果涉及到芯片制造,后劲可不足。
我认为,并不是离开了富士康,我国的手机代工业就停滞不前,确实在配套能力和模具开发能力上,产线制程能力上,富士康的能力很强;比亚迪、和硕等都有代替的可能性。
评点:富士康要将工厂搬离,主要是从它本身的发展出发;随着时间的推移,以及iPhone业务的锐减,富士康的影响力会日渐减低;而国内一批优秀的手机代工厂其实在技术水平、代工能力也在慢慢赶上富士康,我们并不担忧富士康的离开。
比亚迪视界很宽,除了造车,还有代工厂与富士康竞争,现在又加入光刻机行列,真的是国家需要什么就往哪走,从疫情期间转口罩厂就可以看出是有担当的企业,而替代富士康这种组装厂本身就不存在很大 科技 门槛,重点在于人工成本,而且单技术储备来说,比亚迪还远超富士康,加上深圳是经济特区,政策等支持方面更加灵活,没有缚手束脚的情况;
在深圳两个值得尊敬的企业,一是华为,二是比亚迪,腾讯马老弟的公司另当别论吧,作为普通老百姓也没啥支持的,等牌照下来,买部宋pro支持一下吧。
一、比亚迪有芯片,但没有7nm的芯片,更没研发光刻机
比亚迪被很多人称为“宝藏公司”,因为比亚迪真的太牛了,有着众多的全球第一,也有着众多的国内第一。
比如目前全球第一大口罩厂,全球第二大新能源 汽车 厂,大陆第一大代工企业等等。而在芯片领域,比亚迪也是有成绩的,目前是国内第一大车规级IBGT芯片企业,第一大智能门锁指纹识别芯片企业。
但是,比亚迪也不是万能的,首先目前比亚迪并没有研发7nm的芯片,也没有报道称在研发,基于比亚迪主要做车载芯片之类的,目前也没有发展到7nm。
至于光刻机,就更加没有研发了,比亚迪甚至都没有涉及到,不知道为何谈比亚迪搞光刻机去了。
二、芯片和光刻机和富士康没关系,富士康不从事这些业务
另外,就算比亚迪真的有7nm的光刻机和7nm的芯片,和富士康也没什么关系,因为富士康的主营并不是芯片,也不是光刻机。
富士康最为大家熟悉的是手机代工,尤其是帮苹果代工,当然也帮华为、小米等企业代工,所以不经强行关联芯片、光刻机上去。
二、比亚迪和富士康,目前在竞争手机代工业务
最后要说的是,目前比亚迪和富士康当然是有竞争关系的,但主要也是集中在手机代工上面,去年伟创力被华为踢出供应链之后,比亚迪和富士康接了很多华为的订单。
目前富士康是全球第一大手机代工企业,而比亚迪可以算是全球第二大,大陆第一大企业吧,双方未来的竞争依然主要是基于手机代工,而不是芯片,光刻机
题主问题的核心是比亚迪研发的7nm芯片和7nm光刻机,能取代富士康吗?中国走自研发道路的上海微电子现在最成熟的工艺还徘徊在90nm,比亚迪一下就研发出来了7nm芯片和光刻机?而且就连中芯国际借助外部力量最高还是在14nm的基础上进行的研发,国内几十年攻克不下的光刻机和芯片一下就被比亚迪拿下了?
这个显然是不可能的,首先国产企业确实不具备这样的能力,再者就是比亚迪虽然有关于半导体的研发和一些成就,或者是一些产品线,但是整体来说相差还是很远的,中芯国际和上海微电子算是中国光刻机和芯片方面相对比较强势的,而且投入巨大也没有研发出来,所以比亚迪只能说空穴来风而已,另外就是目前国内光刻机还是依靠进口比较多,而且光刻机最大的制造厂商来自于荷兰的ASML,以及日本的尼康和佳能。
所以我们要知道本身题目的比亚迪研发光刻机和7nm芯片确实有些天方夜谭,而且比亚迪,其实虽然对于组装方面有一定的实力,但是这个和芯片研发是不同的领域,当然要说比亚迪采购ASML的光刻机这个倒是有可能的,不过因为国外势力的阻挡,目前国内的7nm光刻机目前还没有到位,就连中芯国际的交涉也有一定的难度,比亚迪我们更不用想在中芯国际之前,进口光刻机。
简单一点来说两家都是代工厂,虽然在芯片研发方面都有一定的建树,不过相比之下还是相差很远,自研发光刻机上海微电子和中芯国际是国内的老大,而说到光刻机其实就连三星和台积电这样的大厂还是进口ASML的,所以就不用谈比亚迪和富士康,当然从牵扯到产业和整体实力来说,富士康确实要比比亚迪更强势,首先在体量方面,富士康已经算是布局了全齐市场。
另外就是之前富士康有收购过东芝,不过最后失败了,虽然自己建立了自研发半导体项目,不过可惜的是目前还没有什么大的成果,而比亚迪我们都知道是 汽车 制造,虽然还有承接像富士康一样的组装业务,不过更多的是在 汽车 和电池方面的优势,比如自家研发的GBT绝缘栅双极型晶体管芯片IGBT,打破了德国英飞凌、日本丰田等国外公司在此芯片上的垄断地位。IGBT对于电动 汽车 非常重要,直接控制驱动系统的直交流电的转换,重要性与电池电芯同等重要,但是这和芯片方面的关联确实不大。
我们首先要记住术业有专攻,光刻机的生产目前荷兰是最强的,因为我们知道如果需要购买他的光刻机就需要入股的方式,也是因为如此,他其中的设备包括等等很多元器件以及技术人才都是来自于其他国家的高精尖人才,而尼康和佳能虽然也很强,但是基本上目前也已经退出光刻机的研发。而且国外针对国内的光刻机进口事情确实百般阻挠,所以目前只有台积电可以说有能力去进口以及芯片的生产。而比亚迪和富士康根本重心不在于芯片生产和研发光刻机,所以只能说题主理解方面有所误差。而且手机芯片相比比亚迪的 汽车 领域确实要求要更加严格,而且芯片的生产首先要具备光刻机,国内上海微电子和中芯国际是国内最强的代表,如果他们都无法研发或者是进口,其他企业也就更不可能了。
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很多人对于比亚迪这个品牌最大的印象就是比亚迪 汽车 了(BYD),其实除了 汽车 行业,比亚迪在IT行业也有非常大的名气。其中IT电子事业群,主营IT代工服务,比如小米9就曾由比亚迪代工,这一方面比亚迪与富士康的定位是一致的。
比亚迪研发7nm芯片和7nm光刻机?先不提消息是否属实,富士康只是代工企业而已,而不是芯片设计、代工企业,更生产不了光刻机。
目前世界上的高端光 科技 90%来自荷兰的ASML,我国最先进的光刻机是有上海微电子生产的90nm的光刻机 ;而芯片代工企业以台积电为首,其次则是三星和英特尔,我们使用的绝大部分手机芯片都是由台积电代工的,目前 我国大陆的中芯国际可以生产14nm制程的芯片 ,比如最近发布的荣耀Play4T所采用的的麒麟710A就是由中芯国际生产的!
在2018年末之前,我国中高端IGBT产能严重不足,IGBT市场90%的份额掌握在日本和欧洲等海外巨头公司手中,导致"一芯难求"。而比亚迪发布的IGBT芯片4.0技术,标志着我国在IGBT芯片上零点突破!
从研发投入规模和技术难度上说,IGBT比手机CPU难度更高,投入更大。从应用价值上说,CPU主要作用于手机这类和我们生活相关, 而IGBT更应用于轨道交通、智能电网、航空航天、船舶驱动、新能源、电动 汽车 等高端产业 。
目前比亚迪半导体制造工厂能够生产5万片IGBT芯片,并且产能还在逐步提高之中,更为重要的是比亚迪为了能够进一步突破芯片性能,目前比亚迪已经准备采购荷兰ASML高端光刻机,以进一步帮助比亚迪研发出性能更高、更为强悍的7nm芯片。
注意:当然这里只是有购买意向,并不是自主研发,我国目前并没有这个实力,技术差距还在10年以上。 并且荷兰ASML的高端光刻机是禁止对大陆销售了,中芯国际早在2018年就从ASML订购了一台7nm光刻机,但截至目前依旧没有到货 。正是因为如此,前些天才有了用口罩换光刻机的言论……
比亚迪是一家兼具制造,代工与研发的企业。但是要说光刻机的生产,比亚迪还差的很远。在这一方面,我们期待的或许只有上海微电子等企业了。
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