比亚迪、斯达、中车时代领跑!IGBT迎来新能源汽车爆发机遇

中国半导体论坛 2021-05-13 18:21
  • 国家政策鼓励车规级半导体发展,IGBT已成为新能源汽车核心部件
  • 国内IGBT产业呈现比亚迪、斯达、中车时代三强领跑,多家直追的趋势
  • 汽车半导体技术与市场论坛2021将于6月24-25长沙举办,中车时代电气、中芯绍兴、法国SOITEC、晶方科技将作大会报告,探讨汽车半导体产业的挑战与发展机遇,并将安排重点半导体企业和园区的参观考察

IGBT被称为功率半导体器件中的“心脏”,在新能源汽车、铁路、智能电网、可再生能源电力逆变器、家用电器等领域应用广泛。
2021年3月11日,十四个五年规划和2035年远景目标纲要发布。鼓励半导体产业发展。2020年9月,国家发改委等四部门联合印发的《关于扩大战略性新兴产业投资 培育壮大新增长点增长极的指导意见》,明确提出要“聚焦新能源装备制造卡脖子问题,加快IGBT等核心技术部件研发”。2020年12月,国家鼓励的集成电路企业和软件企业的企业所得税减免政策,最高可免10年所得税。
如此密集的支持政策的发布,可见国内对解决关键技术“卡脖子”问题的决心,其中车规级绝缘栅双极型晶体管(IGBT)就是一处重要的突破口。
亚化咨询认为,IGBT正迎来新能源汽车爆发机遇。近年来中国的IGBT需求迎来了爆发式增长,但是自给程度低。中国已经承诺,努力争取2060年前实现碳中和IGBT的能源利用效率高,发展IGBT有利于实现产业绿色发展
截止2021年第一季度,新能源汽车相关市场已成为IGBT的最大应用市场,占国内IGBT总市场规模的30%以上。并且,随着车用半导体在全球半导体产业中占比的提升,车规级IGBT的市场将会逐年上升。
同时,IGBT是新能源汽车除电池之外成本第二高的元器件。车规级IGBT模块成本已占到新能源整车电控中的44%,占到充电桩成本的20%;根据亚化调研,IGBT目前在插电混动车型上的成本约为2500~3500元,纯电动车单车IGBT成本为2000~4000元,豪华车的IGBT用量价值则在5000元以上。
IGBT对汽车的重要性已不言而喻,随着汽车电动化、网联化、智能化、共享化的持续推进,全球对车规级IGBT产品的需求仍在持续扩大。中汽协数据显示,2021年一季度我国新能源汽车产销量分别为53.3万辆和51.5万辆,同比分别增长3.2倍和2.8倍;全年销量预计达到200万台左右,同比预计增长70%;良好的市场环境,将加速车规级IGBT放量。
目前,中国使用的IGBT器件约90%依赖进口,其中绝大部分由英飞凌,三菱,富士,安森美半导体,ABB等公司提供。

而国内企业也在奋起直追,目前已经形成比亚迪半导体、中车时代电气、斯达半导体等包含车规级IGBT生产线的企业。士兰微、宏微科技、华微电子、华大半导体、中科君芯、达新半导体、深圳芯能、东风公司(智新半导体)等企业也开始布局IGBT产业,国内IGBT产业逐渐呈现三强领跑,多家直追的趋势。

1.比亚迪半导体
比亚迪在电动汽车IGBT业务上堪称国内的王者。根据NE时代的数据,2019年国内新能源汽车IGBT使用量中,比亚迪位居第二。
1995年,毕业于中南大学冶金物理化学专业的王传福成立比亚迪,主营充电电池制造。2003年,比亚迪汽车成立。2004年,比亚迪旗下独立子公司深圳比亚迪微电子有限公司成立。2005年,比亚迪微电子成立IGBT研发团队。
2008年,比亚迪花费2.7亿元收购宁波中纬晶圆代工厂,正式开始自主研发IGBT芯片。2009年,比亚迪研发出首款自主研发的IGBT 1.0芯片,2.0代芯片、2.5代芯片分别于2012年、2015年推出,并开始广泛应用到比亚迪的商用车上。
2018年12月,比亚迪发布IGBT 4.0技术,宣称在综合损耗、电流输出能力、温度循环寿命等指标上,均优于当时的主流产品。2020年4月14日,比亚迪改组了专注IGBT业务的比亚迪微电子有限公司,设立比亚迪半导体有限公司,并将安排科创板独立上市。
目前,比亚迪是我国唯一一家拥有IGBT完整产业链的车企,其同时覆盖IGBT芯片设计和制造、IGBT模组设计和制造、质控平台和新能源汽车应用等各个环节。
截止目前,比亚迪IGBT产品主要用于自家新能源汽车上。数据显示,2019年,比亚迪供应的IGBT模块达到19.4万套,其中约77%为自用,大约有4万多套为对外供应。目前比亚迪的计划是,成立“比亚迪半导体有限公司”后,逐步将IGBT外供比例提升至50%以上。
为满足市场需求,比亚迪已在加快产能布局。2020年3月,比亚迪总投资10亿元的IGBT长沙项目正式动工,计划建成年产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。

2.斯达半导体
在全球IGBT供应商Top 10榜单中斯达半导是唯一入围的中国企业其2019年在全球范围内的市占率为2.5%。
根据Wind数据,2020年IGBT是斯达半导的主营业务,也是其主要营收来源。其IGBT模块超过600种,电压等级涵盖100-3300V,电流等级涵盖10-3600A;主要以1200V IGBT模块为主。
根据斯达半导财报,2020年斯达半导生产的汽车级IGBT模块合计配套超过20万辆新能源汽车,同时在车用空调,充电桩,电子助力转向等新能源汽车半导体器件份额进一步提高;基于第六代Trench Field Stop技术的1200V IGBT芯片在12寸产线上开发成功并开始批量生产;应用于新能源汽车的车规级SiC模块获得国内外多家著名车企和Tier1客户的项目定点。
2020年,斯达半导体SiC汽车级模块通过宇通客车定点,计划于2021年开始大批量装车。因应市场发展需求,斯达半导体募投扩产项目投产后可达年产120万个新能源汽车用IGBT模块;同时通过子公司StarPower Europe AG进行全球化布局。
今年一季度斯达半导体营收、净利润再创历史新高,分别为3.25亿元、0.75亿元,分别同比增长135.7%、177.2%,其中来自新能源车、工控等的旺盛需求成为主要驱动力。

3.中车时代电气
在 IGBT 领域,中车时代电气目前已实现 650V-6500V IGBT全电压范围覆盖,并且 自主设计、建造了全球首条 8 英寸高压 IGBT 芯片专业生产线,攻克了高压 IGBT 制造关键技术和成套工艺,是国内唯一自主掌握高铁动力 IGBT 芯片及模块技术的企业。
2020年9月,中车时代电气下线了国内首条8英寸车规级IGBT芯片生产线,基于其第6代IGBT技术的8英寸IGBT产能可达24万片/年。在今年4月上海车展上,中车时代电气正式发布助力汽车电动化、轻量化、智能网联化的C-Car平台,平台产品之一的C-Power220即使用自研IGBT芯片。

结语
截至目前,实现车规级IGBT国产化的企业并不多,引领者是比亚迪半导体、斯达半导体、中车时代电气3家企业。随着“十四五”规划纲要的出台,车规级IGBT国产替代的呼声越发强烈势必会迎来巨大的发展前景
首届汽车半导体技术与市场论坛将于2021年6月24-25日在长沙召开。会议将由亚化咨询主办,国内外多家企业重点参与。会议探讨全球与中国汽车行业发展趋势,汽车半导体供需现状和展望,汽车半导体产业政策,国内大厂产能现状与扩能计划,芯片缺货关键原因分析和解决方案,智能汽车发展趋势及对半导体的需求,车规级芯片的认证与发展趋势,上游材料和设备产业配套,园区发展和项目投融资机遇等。
中车时代电气将出席此次论坛,并做关于车规级IGBT领域技术和产业化的报告!敬请期待!
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