理想终于不缺“芯”了

投中网获悉，日前，理想 汽车 投资成立了一家半导体公司。

这家半导体公司叫苏州斯科半导体，由理想 汽车 关联公司——北京车和家 汽车 科技 有限公司与湖南三安半导体有限责任公司共同持股，注册资本3亿元。该公司的法定代表人是许勇辉，经营范围含电力电子元器件、半导体分立器件制造销售；电子元器件制造等。

这是理想 汽车 布局SiC芯片的一个重要举动。在全球缺芯潮愈演愈烈的情形下，芯片已是新能源 汽车 的兵家必争之地，SiC芯片又在新能源车企中占据什么样的地位？

竞争之地，各家车企纷纷角逐。不仅是理想 汽车 ，前有特斯拉作为先行者，后有小鹏、蔚来、上汽、一汽、丰田、本田等，车企们都不愿在此处落后。

意在何处

这是理想 汽车 风险最小的选择。

此前，据国家市场监督管理总局反垄断司官网中经营者集中简易案件公式披露，车和家与三安半导体设立合资公司，车和家持股比例70%，三安半导体持股比例30%。

三安半导体是什么来头？它主要从事SiC衬底、外延、芯片相关半导体材料的研发、生产和销售业务，背后是三安光电股份有限公司（简称：三安光电）100%的控股子公司，后者是中国最大的LED外延片和芯片制造商，已在国内主板上市。

由此推测，理想 汽车 与三安半导体此次设立合资公司是为了联手布局车用SiC芯片、模块市场。

什么是车用SiC芯片？它在新能源 汽车 中又占据什么样的地位？

SiC芯片指碳化硅，明确来讲，它是新一代半导体——第三代化合物半导体的重要基础材料，是第三代半导体产业的关键。部分西方发达国家对中国实施严格禁运，也制约了国内半导体行业的发展，这样一来，我国实现国产替代的需求越来越旺盛。

碳化硅功率器件的特点是——耐高压、耐高温、低损耗等性能，可以有效满足电力电子系统的高效率、小型化和轻量化等需求，在新能源 汽车 、光伏发电、轨道交通、智能电网等领域有明显优势。

用在新能源 汽车 身上呢？

相比传统Si材料，SiC材料可以帮助新能源 汽车 延长续航里程、缩短充电时间。新能源 汽车 比传统燃油 汽车 对半导体元器件功率的要求更高，用量也要多出几倍。

通用 汽车 公司副总裁希尔潘·阿明说：“电动 汽车 用户正追求更长的续航里程，我们把碳化硅视为电力电子设计中的一种重要材料。”

广汽埃安新能源 汽车 有限公司技术中心经理湛绍新也说过：“功率半导体是新能源 汽车 有别于传统燃油车的重要零部件，每台电动车大约需要配备90-100个，如果是四驱系统则需求量还要再增加50%，功率半导体在整车半导体中的价值量占比约60%。而碳化硅主打的性能就是高压和高频，进而衍生出耐高温和大功率的特点，对于整车来说可以提高能量转换效率以及使系统体积小型化。”

还有一点，每辆新能源 汽车 使用的功率器件价值约在700美元到1000美元。使用碳化硅衬底材料，可以为新能源 汽车 节省大量成本。

三安光电作为龙头企业，理想与它合作成立合资公司，必然有更强的溢价能力，成本更低，风险更低，效率还有保证。最重要的，是可以保证未来理想 汽车 上源源不断的用量。

理想 汽车 创始人、董事长兼CEO李想曾说，碳化硅电驱系统是理想 汽车 高压纯电平台的四个核心技术之一。看来，李想重视SiC芯片在理想车型上的应用，大有势在必行之势。

纵观整个新能源车企市场，不仅理想在加速布局，其他车企，哪一个不在此地加速竞争？

用力角逐

全球缺芯潮不断蔓延，各种原材料短缺的问题一直存在。各车企玩家们为了提前应对这些难题，只有各出奇招。

归根结底，SiC器件非常适合用于电动 汽车 的电源设计，车企们又怎么不会惦记这个香饽饽？

据估算，仅SiC电机控制器功能安全产品的未来需求产值就达到一年2亿元。

严格意义上，从发展 历史 上讲，特斯拉依然是碳化硅芯片使用的先行者。自特斯拉之后，各家车企纷纷下场。

2016年4月，特斯拉打响了SiC MOSFET的第一q，至此，SiC不仅成为半导体厂商激烈涌进的热门赛道，同时也在加速进入 汽车 。

2018年，特斯拉在Model 3中首次将IGBT模块换成了碳化硅模块。使用下来，在相同功率等级下，碳化硅模块的封装尺寸明显小于硅模块，并且开关损耗降低了75％。换算下来，系统效率可以提高5％左右。

之后，特斯拉推出的Model Y的动力模块后轮驱动也采用SiC MOSFET。2021年6月11日发布的新款Model S Plaid，成为全球最快的量产车型，其逆变器继续采用碳化硅技术。

特斯拉Model 3的成功，在 汽车 与芯片行业掀起轩然大波，也催生了一系列对SiC芯片的应用和开发。

就这样，比亚迪、蔚来、小鹏、理想、北汽新能源、上汽、丰田、本田、现代、长城、吉利、广汽、一汽、奇瑞等纷纷在自家车型上实践SiC产品。

市场好不热闹，有自建生产线的，有运用投资方式的，还有像理想这样成立合资公司的。

在自建生产线这条路上，比亚迪走得比较早。

2020年底，比亚迪宣布自研碳化硅芯片，它在2021年5月扩建了模块生产线。2021年8月11日，比亚迪汉的第100000辆新车的电机控制器首次使用它自主研发制造的高性能碳化硅功率模块。

蔚来也采用了自研的办法。2021年10月的消息，将自研一条SiC功率模块实验线，新增若干测试设备。

除了自研的方式，车企们最常用的方式还是投资。

值得一提的是，上汽、小鹏等投资SiC衬底龙头天岳先进，2022年初，天岳先进已在科创板上市，成为碳化硅首家上市公司，更是此产业中的龙头企业。

北汽投资的北京安鹏行远新能源产业投资中心（有限合伙）也投资了SiC半导体企业上海瞻芯电子 科技 。瞻芯电子主要提供的是以SiC功率器件、SiC驱动芯片、SiC模块为核心的功率转换解决方案。

2021年11月30日，上汽集团与旗下市场化私募股权投资平台尚颀资本共同出资5亿元，完成对国内领先车规级芯片及SiC功率器件生产企业积塔半导体的A轮投资。

值得一提的是，在2021年初，尚颀资本还参与投资了上海瀚薪，布局SiC赛道。上海瀚薪 科技 是一家致力于研发与生产第三代宽禁带半导体功率器件及功率模块的高 科技 企业。

当然，还有像理想一样成立合资公司的。

2021年5月18日，一汽集团合资企业苏州亿马半导体的碳化硅模块项目正式投产，一期投资 2 亿元。

还有吉利 汽车 ，2021年5月，吉利与芯聚能半导体、芯合 科技 等，合资成立了广东芯粤能半导体有限公司，以布局车规级功率半导体。芯粤能位于广州市南沙，是一家面向车规级和工控领域的SiC芯片制造和研发的芯片代工公司。

很快，SiC成为群雄逐鹿之地，布局者们覆盖了 汽车 产业和半导体产业的所有环节。

而理想此次的选择，也早有征兆，与龙头企业成立合资公司是它在SiC这一兵家必争之地的一个重要选项。很显然，安全、合理、有保障。(文/李彤炜 来源/投中网)

近期， 比亚迪IGBT产品所在的半导体公司，资本动作频频。

4月14日，比亚迪发布公告，宣布全资子公司 深圳比亚迪微电子有限公司（下称比亚迪微电子）完成内部重组，并更名为“比亚迪半导体有限公司” （下称比亚迪半导体）。同时，比亚迪半导体将以增资扩股等方式 引入战略投资者 。

其后的5月26日和6月15日，比亚迪连续发布公告，称比亚迪半导体分别获得 19亿元人民币融资和8亿元融资 。根据公告，引入战略投资者，是比亚迪半导体继其内部重组之后， 积极寻求适当时机独立上市 的重要进展。

而据一位知情人士透露，比亚迪半导体 最快今年年底将独立上市，时间“肯定早于电池。”

作为比亚迪半导体的重要组成部分，IGBT业务将从公司独立中受益颇多。其中一大益处是，比亚迪用十数年时间开发 、验证的IGBT产品有机会获得更多新能源 汽车 客户。

如上述知情人士所说，目前，比亚迪IGBT的新能源商用车第三方客户比较多，在主流的A-C级新能源乘用车领域， 送样和测试已经开始，最快两年之后，有望看到使用比亚迪IGBT的车型。

不过，也有行业人士认为，不论在哪个行业， 大客户的认证周期至少需要3年。 而且，要打入IGBT供应链， 不仅要跨越技术门槛，还要面临品牌门槛的考验。 而长期以来，只在内部“自产自销”的比亚迪IGBT， 能否被第三方客户认可，还有待验证。

那么，比亚迪IGBT的 发展现状和未来规划如何 ？和英飞凌等传统IGBT巨头相比，比亚迪的产品有哪些 优势和不足 ？其他行业人士怎样看待比亚迪IGBT？

《电动 汽车 观察家》采访了比亚迪半导体的资深人士、车企、主流IGBT企业管理层人士和行业专家，希望对这些问题有所了解。

1

自造IGBT，

从被“禁售”开始

如果没有“禁售”，比亚迪可能不会走上自造IGBT之路。

目前，比亚迪半导体主要由 4个业务板块构成：IGBT、碳化硅等功率半导体； 车载MCU和BMS等智能控制IC；摄像头和温度压力传感器等传感器产品；代工、封装等制造业务。

该人士介绍，早在2003年，比亚迪就 组建了半导体事业部 。2004年，该事业部 作为比亚迪微电子公司注册成立 。但决定 进入IGBT行业，还要到2005年 ，而这一年，也是比亚迪正式 开始研发新能源 汽车 的元年。

该人士告诉《电动 汽车 观察家》，比亚迪开始研发新能源 汽车 时，发现 汽车 类的半导体是瓶颈，尤其是被看做 汽车 电力电子装置“CPU”的IGBT， 不但价格高昂，而且面临着有钱也买不到的困境。

IGBT对新能源 汽车 的关键作用

该人士回忆，十几年前，IGBT的遭遇和光刻机的市场环境类似，特别是 对1200伏以上的高端IGBT，国外有严格的销售限制。 国际IGBT巨头规定，中国企业购买IGBT，只能用于变频器行业， 要买高端IGBT用来造新能源 汽车 ，是绝对禁止的。

除了“禁售”， 找不到和比亚迪技术路线匹配的产品 ，也是比亚迪获得新能源 汽车 IGBT的另一障碍。

该人士介绍，进入新能源 汽车 领域之初，比亚迪确立了一条 高电压小电流的技术路线，反映在车型上，就是高性能、强动力的产品。

比如，2013年比亚迪第一款王朝系列车型，第二代插电式混动双模车型秦（后来的秦DM），以 百公里5.9秒加速的动力系统 获得了众多“迪粉”（比亚迪粉丝）的追捧。比亚迪自造的IGBT就发挥了极大的作用。

比亚迪秦DM百公里加速5.9秒的宣传海报

但该人士表示，在2005年前后，不论国际还是国内， 新能源 汽车 的技术方向都不明确， 再加上国内半导体行业的研发基础薄弱，即便有钱，也很难找到与比亚迪新能源 汽车 匹配的IGBT。而当时市面上少见的新能源 汽车 ， 使用的很多都是原本用于太阳能领域的IGBT模块。

就是这样，在 外部禁售、内部供应商缺乏 的情况下，比亚迪决定自己造新能源 汽车 用IGBT。

2

PK英飞凌，

性能参数“旗鼓相当”

从2005年开始，比亚迪 花了3年时间做车用IGBT的理论研究和封装业务。

但该人士介绍，到2008年，比亚迪意识到， 自己做IGBT模块封装没有大问题，但IGBT芯片的问题仍然不小， 于是收购了宣布破产的宁波中纬积体电路， 以此为开端，正式开始自主研发IGBT芯片，一直到今天。

2010年，比亚迪自造的1.0代IGBT芯片问世，并在当时的插混车型做了一些验证；2013年，2.0代芯片正式装车比亚迪e6；2015年底， 2.5代芯片推出，目前市场上的比亚迪商用车，以2.0和2.5代产品为主。

比亚迪IGBT主要发展过程

目前，比亚迪主流的4.0代IGBT芯片，是 2018年10月正式发布的比亚迪IGBT 4.0， 这也是比亚迪IGBT的标杆性产品。该人士介绍，进入2020年，比亚迪的5.0代IGBT也已问世。不过，目前比亚迪的新能源 汽车 中， 20%用的是4.0代IGBT，另有80%左右是2.5代IGBT。

当然，比亚迪自主研发IGBT，并不意味着完全不用友商产品。

另一家主流IGBT企业管理层人士告诉《电动 汽车 观察家》，比亚迪的新能源 汽车 ， 除了使用自己的IGBT模块，也在采购赛米控和英飞凌等企业的产品。 宋系列和唐系列的新能源车型都曾使用英飞凌的IGBT。

对此，比亚迪人士回应称，以代表当时比亚迪最高技术水平的唐系列新能源车为例，新车研发初期， 比亚迪对自己的IGBT性能不是很确定，所以后驱版本用了英飞凌的IGBT芯片（自主封装）， 前驱仍使用自主IGBT芯片， 收集两款IGBT的装车数据。

他介绍， 用了四五年之后，验证数据显示，比亚迪IGBT不输于英飞凌 。因此， 今年唐的后驱版本也会换比亚迪自己的IGBT。

根据比亚迪方面的公开信息，其自主开发的IGBT电流输出能力比当前市场主流IGBT产品高15%， 整体功耗降低约20% 。这里所说的“当前市场主流IGBT”，当然也包括IGBT巨头英飞凌的产品。

该比亚迪人士介绍，和强调线宽的数字半导体不同，IGBT这样的功率半导体追求的主要是性能。 评判某个IGBT优劣的主要标准，包括开关损耗和通态损耗 ，两者发生频次占IGBT损耗场景的比例分别为70%-80%和20%-30%。因此， 开关损耗是IGBT企业最重视的参数。

他表示，和英飞凌主流的第四代IGBT相比， 比亚迪4.0代IGBT的开关损耗低20%。 换算成整车参数，这意味着，使用比亚迪IGBT的整车 百公里电耗降低0.6kWh，系统成本也大大降低。

不过，在不少媒体的报道中，2018年， 英飞凌IGBT已经进入第七代，即“微沟槽栅+场截止”， 而比亚迪主流新能源乘用车使用的IGBT，仍是4.0代产品。这是否意味着，比亚迪的IGBT远远落后于英飞凌？

在该人士看来，IGBT的代数命名是企业行为，实质上是一种营销手段。 产品到底好不好，还要看性能参数。 在实际测试中，比亚迪4.0代IGBT 不仅多项性能优于英飞凌第四代产品，也不输于英飞凌所定义的第七代产品。 整体来看，比亚迪的IGBT和英飞凌在性能参数方面 “旗鼓相当” 。

他认为，英飞凌第七代IGBT的“微沟槽栅”技术，技术原理和第四代产品基本没有区别，不过是，一个槽不够，多打几个，但 最终的提升空间非常有限。而且，IGBT的技术已经达到瓶颈， 不会因为提升几代命名，性能也有巨大提升。

“如果我愿意，我还想把比亚迪的IGBT命名成第八代，第九代呢。”他开玩笑地说。

但在一位行业专家看来，国际上对IGBT的代数命名有公认的标准， 而英飞凌的IGBT迭代到第七代，芯片更薄，成本也已经可以达到第四代的一半 。其他企业要想和英飞凌最新的IGBT竞争，难度相当大。

除了部分关键性能参数足以和英飞凌PK，比亚迪的人士还强调，比亚迪对IGBT的实际应用经验也优于很多竞争者。从2019年数据看， 比亚迪在国内新能源乘用车的市场份额达到20%，而其中90%的IGBT是比亚迪自己的产品， 这让比亚迪有足够多的IGBT应用经验。

他举例说，如果电动 汽车 的平台电压达到700伏，使用普通的1200伏IGBT，过压起火的概率相对较高。而在半导体业务独立上市之前， 比亚迪身兼主机厂和IGBT供应商的双重身份，因此，可以根据实际使用情况，逆向改变某个参数。 其结果就是，虽然使用的仍是1200伏的IGBT，但实际可以支持的 尖峰电压高达1400伏， 安全系数能大大提升。

“在1200伏高压的IGBT领域，比亚迪对其他竞争对手的优势很明显。”该人士评价。不过，他承认， 在750伏及之下的中低压IGBT领域，比亚迪未必有优势。毕竟，英飞凌、三菱等都是750伏IGBT行业的大玩家。

但上述行业专家表示，英飞凌的车用IGBT以750伏为主 ，是企业自主选择的技术路线，并非做不到高压产品。 实际上，在高铁等大工业领域， 英飞凌等国际巨头的高压IGBT产品也处于绝对领先地位。

比亚迪人士表示，从研发之初，就坚持高压路线，让比亚迪有了在高端新能源乘用车领域，和国际巨头一比高下的实力。但另一方面，专注高压平台和隶属比亚迪集团的身份，也让 比亚迪错过了很多获得第三方客户，以及扩大市场占有率的机会。

3

备战供货第三方：

谋上市、造工厂、找客户

目前，中国新能源 汽车 的IGBT供货形势， 处于“整体多家争鸣，局部一家独大”的局面。

比亚迪人士介绍，在A00级纯电动乘用车领域， 90%的IGBT都来自斯达半导体 ；纯电动商用车领域，英飞凌、比亚迪、斯达和富士四分天下；在A级到C级新能源乘用车领域， 除了比亚迪用自家的IGBT，其余新能源车企90%的IGBT产品都是英飞凌的天下。

“如果不是因为比亚迪自己造车，我们也成不了A级到C级的主流新能源乘用车IGBT供应商。”他感叹。

随着新势力、外资和合资车企的进入，中国新能源 汽车 市场的玩家越来越多，比亚迪新能源 汽车 的市场份额也有降低。该人士透露， 2018年，比亚迪半导体的销售额约为13亿，到19年下降至11亿， 主要原因就在 于IGBT业务的销售额从5亿多降到了大约3亿。

该人士告诉《电动 汽车 观察家》，IGBT销售走低，一方面是因为随着技术进步，电机功率密度进一步提升， 同样性能要求的车型，所需的IGBT模块减少； 另一方面，IGBT规模化效应显现， 成本减少，售价也降低。

怎么提高销售额？关键之一是扩大客户群。

该人士介绍，到目前为止， 比亚迪IGBT约70%靠比亚迪内部消化，其余30%供给第三方客户， 主要是新能源商用车客户。为获得更多外部客户，特别是新能源乘用车企业，比亚迪也做了多方面准备。

资本层面，最关键的是 谋求上市。

今年以来，比亚迪半导体在资本层面的动作不断。4月14日，比亚迪发布公告，宣布比亚迪微电子完成内部重组，并更名为比亚迪半导体。

5月26日和6月15日，比亚迪连续发布公告，称比亚迪半导体分别 获得19亿元人民币融资和8亿元融资， 投资方包括红杉瀚辰、红杉智辰、SK集团、小米集团、招银国际、联想集团、中芯聚源、上汽产投、北汽产投、深圳华强、蓝海华腾、英威腾等。

根据公告，引入战略投资者，是比亚迪半导体继其内部重组之后， 积极寻求适当时机独立上市的重要进展 。而IGBT业务，也是众多投资者看好比亚迪半导体业务的关键之一。

该人士介绍，从2018年开始，比亚迪就开始做半导体业务分拆， 今年计划基本完成分拆工作，最快今年年底或明年4月 ，作为独立的公司上市，时间“肯定早于电池。”

他认为，比亚迪半导体独立上市之后，业务将更为灵活，更为市场化， 可以不受集团的束缚，提供更多满足市场需求的产品。

资本运作的同时，比亚迪还在继续扩大IGBT产能。

该人士介绍，目前，比亚迪在长沙和宁波有两座晶圆厂， 两座工厂的年产能达到5万片晶圆，几乎是国内其他中国IGBT企业产能的总和。 其中，长沙的晶圆厂于今年4月开工，而宁波晶圆厂从2008年收购算起，已经有12年的生产时间。

该人士表示，经过多年的产销，宁波晶圆厂的设备成本分摊已经完成，再加上人工成本较低等因素， 宁波工厂产的IGBT价格至少比英飞凌便宜20%。 但他坦承， 比亚迪虽然定价低，但在原材料成本上无法和英飞凌匹敌。

在他看来，英飞凌 IGBT产线是全球最先进的，中国企业要想在5年-10年PK过英飞凌，几乎不可能。 英飞凌定价贵，很大程度上和其高毛利追求有关。

技术不断积累，上市准备加速，工厂也已就绪。那么，比亚迪IGBT的外供进展如何了？

该人士透露，目前，比亚迪IGBT的主要客户还是新能源乘用车企业， 但和部分主流新能源乘用车企业，特别是A级以上乘用车客户的合作也在商谈中 ，目前正在 送样和测试 。比亚迪IGBT和对方的电控匹配、装车，至少还要两年以后。

但也有行业人士认为，不论在哪个行业， 大客户的认证周期至少需要3年。 新手要想打入主流车企的IGBT供应链， 不仅要跨越技术门槛，还要有足够的品牌认知度。 而长期以来，只在内部“自产自销”的比亚迪IGBT，要想被第三方客户认可，难度也不小。

比亚迪半导体的人士则表示，相对而言， 比亚迪IGBT在国际市场的认可度甚至更高。

该人士介绍，除了比亚迪和丰田合资公司生产的新能源 汽车 ，IGBT全部来自比亚迪半导体，比亚迪IGBT 还获得了很多国际顶级客户的订单， 欧洲和日本的多家电控厂家也在和比亚迪进行IGBT业务合作。

但该人士表示，目前， 比亚迪两座晶圆厂的产能仍处于供过于求 的状态。对于比亚迪半导体， 万事俱备、急缺客户 也是眼下不得不面对的现实情况。

4

未来：

坚持高压路线，三年拉平碳化硅成本

从成立之日起，比亚迪半导体坚持高压IGBT的技术路线。如今，急缺客户的比亚迪，是否会进入英飞凌等把控的750伏IGBT领域？

对此，该人士表示，随着比亚迪半导体上市加速， 在1200伏IGBT之外，增加750伏或者650伏产品业务也是可能的 ——毕竟，上市公司有业绩需求，也需要得到股东们的认可。

但他强调表示，比亚迪坚信，高压平台是未来新能源 汽车 的发展趋势。如果把600公里算作高端新能源 汽车 的门槛续航，那么用户体验必须相应提升，比如优化加速体验，加快充电时间等，这样一来， 适应高性能车型的比亚迪IGBT就很有优势。

在继续高压技术路线的同时，比亚迪碳化硅的商业化应用也在紧锣密鼓地进行。

和IGBT相比，碳化硅生产的芯片尺寸更小、功率器件效率更高，耐温性也更高，但由于成本过高，大规模商用仍有较大困难。对此， 比亚迪的解决方案是，限时降本。

该人士透露，目前，比亚迪一款碳化硅模块的价格是IGBT的2-3倍，而根据公司的计划，要在 3年内将这个成本差距拉平。

在该人士看来，碳化硅价格居高不下，很大程度上还是“鸡生蛋和蛋生鸡”的问题——车企要求半导体企业降价，降价了才有规模化生产；半导体企业又要求车企先上量，有了量才降价，自然会陷入扯皮境地。 而比亚迪有垂直整合的优势，决策层确认，碳化硅的问题在于成本而非技术，就下定决心，以量倒逼成本下降。

不过，上述主流IGBT企业管理层人士认为， 碳化硅降本依赖整个产业链升级。 以IGBT为参照，IGBT目前已经做到12寸晶元大批量生产，而目前最先进的碳化硅芯片也才6寸。因此， 碳化硅的成本和IGBT拉平，不是几年就能达到的。

按照比亚迪公布的计划， 预计到 2023 年，比亚迪旗下的电动车将实现碳化硅功率半导体对 IGBT的全面替代 ，整车性能在现有基础上再提升10%。即将上市的比亚迪汉EV，采用的就是碳化硅模块，百公里加速仅3.9秒。

从2003年，比亚迪半导体事业部成立，到2005年开始IGBT研发，再到10年开发出第一代产品、13年开发出2.0代产品，以及18年推出4.0代产品，并在自家新能源车型上长期验证， 比亚迪已经积累了不少IGBT技术经验，

随着比亚迪两座晶圆厂准备就绪，以及上市准备加速推进，IGBT供应第三方客户的业务扩展，或许只是时间的问题。如该人士所说， 华为事件之后，中国已经迎来了半导体行业的春天， 更多中国车企也开始更加积极地和比亚迪在IGBT业务上进行商谈。

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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