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比亞迪IGBT:萬事俱備,只欠客戶

近期,比亞迪IGBT產(chǎn)品所在的半導體公司,資本動作頻頻。

4月14日,比亞迪發(fā)布公告,宣布全資子公司深圳比亞迪微電子有限公司(下稱比亞迪微電子)完成內(nèi)部重組,并更名為“比亞迪半導體有限公司”(下稱比亞迪半導體)。同時,比亞迪半導體將以增資擴股等方式引入戰(zhàn)略投資者

其后的5月26日和6月15日,比亞迪連續(xù)發(fā)布公告,稱比亞迪半導體分別獲得19億元人民幣融資和8億元融資。根據(jù)公告,引入戰(zhàn)略投資者,是比亞迪半導體繼其內(nèi)部重組之后,積極尋求適當時機獨立上市的重要進展。

而據(jù)一位知情人士透露,比亞迪半導體最快今年年底將獨立上市,時間“肯定早于電池。”

作為比亞迪半導體的重要組成部分,IGBT業(yè)務將從公司獨立中受益頗多。其中一大益處是,比亞迪用十數(shù)年時間開發(fā)、驗證的IGBT產(chǎn)品有機會獲得更多新能源汽車客戶。

如上述知情人士所說,目前,比亞迪IGBT的新能源商用車第三方客戶比較多,在主流的A-C級新能源乘用車領域,送樣和測試已經(jīng)開始,最快兩年之后,有望看到使用比亞迪IGBT的車型。

不過,也有行業(yè)人士認為,不論在哪個行業(yè),大客戶的認證周期至少需要3年。而且,要打入IGBT供應鏈,不僅要跨越技術門檻,還要面臨品牌門檻的考驗。而長期以來,只在內(nèi)部“自產(chǎn)自銷”的比亞迪IGBT,能否被第三方客戶認可,還有待驗證。

那么,比亞迪IGBT的發(fā)展現(xiàn)狀和未來規(guī)劃如何?和英飛凌等傳統(tǒng)IGBT巨頭相比,比亞迪的產(chǎn)品有哪些優(yōu)勢和不足?其他行業(yè)人士怎樣看待比亞迪IGBT?

《電動汽車觀察家》訪問了比亞迪半導體的資深人士、車企、主流IGBT企業(yè)管理層人士和行業(yè)專家,希望對這些問題有所了解。

1

自造IGBT,

從被“禁售”開始

如果沒有“禁售”,比亞迪可能不會走上自造IGBT之路。

目前,比亞迪半導體主要由4個業(yè)務板塊構成:IGBT、碳化硅等功率半導體;車載MCU和BMS等智能控制IC;攝像頭和溫度壓力傳感器等傳感器產(chǎn)品;代工、封裝等制造業(yè)務。

該人士介紹,早在2003年,比亞迪就組建了半導體事業(yè)部。2004年,該事業(yè)部作為比亞迪微電子公司注冊成立。但決定進入IGBT行業(yè),還要到2005年,而這一年,也是比亞迪正式開始研發(fā)新能源汽車的元年。

該人士告訴《電動汽車觀察家》,比亞迪開始研發(fā)新能源汽車時,發(fā)現(xiàn)汽車類的半導體是瓶頸,尤其是被看做汽車電力電子裝置“CPU”的IGBT,不但價格高昂,而且面臨著有錢也買不到的困境。

IGBT對新能源汽車的關鍵作用


該人士回憶,十幾年前,IGBT的遭遇和光刻機的市場環(huán)境類似,特別是對1200伏以上的高端IGBT,國外有嚴格的銷售限制。國際IGBT巨頭規(guī)定,中國企業(yè)購買IGBT,只能用于變頻器行業(yè),要買高端IGBT用來造新能源汽車,是絕對禁止的。

除了“禁售”,找不到和比亞迪技術路線匹配的產(chǎn)品,也是比亞迪獲得新能源汽車IGBT的另一障礙。

該人士介紹,進入新能源汽車領域之初,比亞迪確立了一條高電壓小電流的技術路線,反映在車型上,就是高性能、強動力的產(chǎn)品。

比如,2013年比亞迪第一款王朝系列車型,第二代插電式混動雙模車型秦(后來的秦DM),以百公里5.9秒加速的動力系統(tǒng)獲得了眾多“迪粉”(比亞迪粉絲)的追捧。比亞迪自造的IGBT就發(fā)揮了極大的作用。

比亞迪秦DM百公里加速5.9秒的宣傳海報

但該人士表示,在2005年前后,不論國際還是國內(nèi),新能源汽車的技術方向都不明確,再加上國內(nèi)半導體行業(yè)的研發(fā)基礎薄弱,即便有錢,也很難找到與比亞迪新能源汽車匹配的IGBT。而當時市面上少見的新能源汽車,使用的很多都是原本用于太陽能領域的IGBT模塊。

就是這樣,在外部禁售、內(nèi)部供應商缺乏的情況下,比亞迪決定自己造新能源汽車用IGBT。

2

PK英飛凌,

性能參數(shù)“旗鼓相當”

從2005年開始,比亞迪花了3年時間做車用IGBT的理論研究和封裝業(yè)務。

但該人士介紹,到2008年,比亞迪意識到,自己做IGBT模塊封裝沒有大問題,但IGBT芯片的問題仍然不小,于是收購了宣布破產(chǎn)的寧波中緯積體電路,以此為開端,正式開始自主研發(fā)IGBT芯片,一直到今天。

2010年,比亞迪自造的1.0代IGBT芯片問世,并在當時的插混車型做了一些驗證;2013年,2.0代芯片正式裝車比亞迪e6;2015年底,2.5代芯片推出,目前市場上的比亞迪商用車,以2.0和2.5代產(chǎn)品為主。

比亞迪IGBT主要發(fā)展過程

目前,比亞迪主流的4.0代IGBT芯片,是2018年10月正式發(fā)布的比亞迪IGBT 4.0,這也是比亞迪IGBT的標桿性產(chǎn)品。該人士介紹,進入2020年,比亞迪的5.0代IGBT也已問世。不過,目前比亞迪的新能源汽車中,20%用的是4.0代IGBT,另有80%左右是2.5代IGBT。

當然,比亞迪自主研發(fā)IGBT,并不意味著完全不用友商產(chǎn)品。

另一家主流IGBT企業(yè)管理層人士告訴《電動汽車觀察家》,比亞迪的新能源汽車,除了使用自己的IGBT模塊,也在采購賽米控和英飛凌等企業(yè)的產(chǎn)品。宋系列和唐系列的新能源車型都曾使用英飛凌的IGBT。

對此,比亞迪人士回應稱,以代表當時比亞迪最高技術水平的唐系列新能源車為例,新車研發(fā)初期,比亞迪對自己的IGBT性能不是很確定,所以后驅版本用了英飛凌的IGBT芯片(自主封裝),前驅仍使用自主IGBT芯片,收集兩款IGBT的裝車數(shù)據(jù)。

他介紹,用了四五年之后,驗證數(shù)據(jù)顯示,比亞迪IGBT不輸于英飛凌。因此,今年唐的后驅版本也會換比亞迪自己的IGBT。

根據(jù)比亞迪方面的公開信息,其自主開發(fā)的IGBT電流輸出能力比當前市場主流IGBT產(chǎn)品高15%,整體功耗降低約20%。這里所說的“當前市場主流IGBT”,當然也包括IGBT巨頭英飛凌的產(chǎn)品。

該比亞迪人士介紹,和強調(diào)線寬的數(shù)字半導體不同,IGBT這樣的功率半導體追求的主要是性能。評判某個IGBT優(yōu)劣的主要標準,包括開關損耗和通態(tài)損耗,兩者發(fā)生頻次占IGBT損耗場景的比例分別為70%-80%和20%-30%。因此,開關損耗是IGBT企業(yè)最重視的參數(shù)。

他表示,和英飛凌主流的第四代IGBT相比,比亞迪4.0代IGBT的開關損耗低20%。換算成整車參數(shù),這意味著,使用比亞迪IGBT的整車百公里電耗降低0.6kWh,系統(tǒng)成本也大大降低。

不過,在不少媒體的報道中,2018年,英飛凌IGBT已經(jīng)進入第七代,即“微溝槽柵+場截止”,而比亞迪主流新能源乘用車使用的IGBT,仍是4.0代產(chǎn)品。這是否意味著,比亞迪的IGBT遠遠落后于英飛凌?

在該人士看來,IGBT的代數(shù)命名是企業(yè)行為,實質(zhì)上是一種營銷手段。產(chǎn)品到底好不好,還要看性能參數(shù)。在實際測試中,比亞迪4.0代IGBT不僅多項性能優(yōu)于英飛凌第四代產(chǎn)品,也不輸于英飛凌所定義的第七代產(chǎn)品。整體來看,比亞迪的IGBT和英飛凌在性能參數(shù)方面“旗鼓相當”。

他認為,英飛凌第七代IGBT的“微溝槽柵”技術,技術原理和第四代產(chǎn)品基本沒有區(qū)別,不過是,一個槽不夠,多打幾個,但最終的提升空間非常有限。而且,IGBT的技術已經(jīng)達到瓶頸,不會因為提升幾代命名,性能也有巨大提升。

“如果我愿意,我還想把比亞迪的IGBT命名成第八代,第九代呢?!彼_玩笑地說。

但在一位行業(yè)專家看來,國際上對IGBT的代數(shù)命名有公認的標準,而英飛凌的IGBT迭代到第七代,芯片更薄,成本也已經(jīng)可以達到第四代的一半。其他企業(yè)要想和英飛凌最新的IGBT競爭,難度相當大。

除了部分關鍵性能參數(shù)足以和英飛凌PK,比亞迪的人士還強調(diào),比亞迪對IGBT的實際應用經(jīng)驗也優(yōu)于很多競爭者。從2019年數(shù)據(jù)看,比亞迪在國內(nèi)新能源乘用車的市場份額達到20%,而其中90%的IGBT是比亞迪自己的產(chǎn)品,這讓比亞迪有足夠多的IGBT應用經(jīng)驗。

他舉例說,如果電動汽車的平臺電壓達到700伏,使用普通的1200伏IGBT,過壓起火的概率相對較高。而在半導體業(yè)務獨立上市之前,比亞迪身兼主機廠和IGBT供應商的雙重身份,因此,可以根據(jù)實際使用情況,逆向改變某個參數(shù)。其結果就是,雖然使用的仍是1200伏的IGBT,但實際可以支持的尖峰電壓高達1400伏,安全系數(shù)能大大提升。

“在1200伏高壓的IGBT領域,比亞迪對其他競爭對手的優(yōu)勢很明顯?!痹撊耸吭u價。不過,他承認,在750伏及之下的中低壓IGBT領域,比亞迪未必有優(yōu)勢。畢竟,英飛凌、三菱等都是750伏IGBT行業(yè)的大玩家。

但上述行業(yè)專家表示,英飛凌的車用IGBT以750伏為主,是企業(yè)自主選擇的技術路線,并非做不到高壓產(chǎn)品。實際上,在高鐵等大工業(yè)領域,英飛凌等國際巨頭的高壓IGBT產(chǎn)品也處于絕對領先地位。

比亞迪人士表示,從研發(fā)之初,就堅持高壓路線,讓比亞迪有了在高端新能源乘用車領域,和國際巨頭一比高下的實力。但另一方面,專注高壓平臺和隸屬比亞迪集團的身份,也讓比亞迪錯過了很多獲得第三方客戶,以及擴大市場占有率的機會。

3

備戰(zhàn)供貨第三方:

謀上市、造工廠、找客戶

目前,中國新能源汽車的IGBT供貨形勢,處于“整體多家爭鳴,局部一家獨大”的局面。

比亞迪人士介紹,在A00級純電動乘用車領域,90%的IGBT都來自斯達半導體;純電動商用車領域,英飛凌、比亞迪、斯達和富士四分天下;在A級到C級新能源乘用車領域,除了比亞迪用自家的IGBT,其余新能源車企90%的IGBT產(chǎn)品都是英飛凌的天下。

“如果不是因為比亞迪自己造車,我們也成不了A級到C級的主流新能源乘用車IGBT供應商?!彼袊@。

隨著新勢力、外資和合資車企的進入,中國新能源汽車市場的玩家越來越多,比亞迪新能源汽車的市場份額也有降低。該人士透露,2018年,比亞迪半導體的銷售額約為13億,到19年下降至11億,主要原因就在于IGBT業(yè)務的銷售額從5億多降到了大約3億。

該人士告訴《電動汽車觀察家》,IGBT銷售走低,一方面是因為隨著技術進步,電機功率密度進一步提升,同樣性能要求的車型,所需的IGBT模塊減少;另一方面,IGBT規(guī)?;@現(xiàn),成本減少,售價也降低。

怎么提高銷售額?關鍵之一是擴大客戶群。

該人士介紹,到目前為止,比亞迪IGBT約70%靠比亞迪內(nèi)部消化,其余30%供給第三方客戶,主要是新能源商用車客戶。為獲得更多外部客戶,特別是新能源乘用車企業(yè),比亞迪也做了多方面準備。

資本層面,最關鍵的是謀求上市。

今年以來,比亞迪半導體在資本層面的動作不斷。4月14日,比亞迪發(fā)布公告,宣布比亞迪微電子完成內(nèi)部重組,并更名為比亞迪半導體。

5月26日和6月15日,比亞迪連續(xù)發(fā)布公告,稱比亞迪半導體分別獲得19億元人民幣融資和8億元融資,投資方包括紅杉瀚辰、紅杉智辰、SK集團、小米集團、招銀國際、聯(lián)想集團、中芯聚源、上汽產(chǎn)投、北汽產(chǎn)投、深圳華強、藍海華騰、英威騰等。

根據(jù)公告,引入戰(zhàn)略投資者,是比亞迪半導體繼其內(nèi)部重組之后,積極尋求適當時機獨立上市的重要進展。而IGBT業(yè)務,也是眾多投資者看好比亞迪半導體業(yè)務的關鍵之一。

該人士介紹,從2018年開始,比亞迪就開始做半導體業(yè)務分拆,今年計劃基本完成分拆工作,最快今年年底或明年4月,作為獨立的公司上市,時間“肯定早于電池。”

他認為,比亞迪半導體獨立上市之后,業(yè)務將更為靈活,更為市場化,可以不受集團的束縛,提供更多滿足市場需求的產(chǎn)品。

資本運作的同時,比亞迪還在繼續(xù)擴大IGBT產(chǎn)能。

該人士介紹,目前,比亞迪在長沙和寧波有兩座晶圓廠,兩座工廠的年產(chǎn)能達到5萬片晶圓,幾乎是國內(nèi)其他中國IGBT企業(yè)產(chǎn)能的總和。其中,長沙的晶圓廠于今年4月開工,而寧波晶圓廠從2008年收購算起,已經(jīng)有12年的生產(chǎn)時間。

該人士表示,經(jīng)過多年的產(chǎn)銷,寧波晶圓廠的設備成本分攤已經(jīng)完成,再加上人工成本較低等因素,寧波工廠產(chǎn)的IGBT價格至少比英飛凌便宜20%。但他坦承,比亞迪雖然定價低,但在原材料成本上無法和英飛凌匹敵。

在他看來,英飛凌IGBT產(chǎn)線是全球最先進的,中國企業(yè)要想在5年-10年PK過英飛凌,幾乎不可能。英飛凌定價貴,很大程度上和其高毛利追求有關。

技術不斷積累,上市準備加速,工廠也已就緒。那么,比亞迪IGBT的外供進展如何了?

該人士透露,目前,比亞迪IGBT的主要客戶還是新能源乘用車企業(yè),但和部分主流新能源乘用車企業(yè),特別是A級以上乘用車客戶的合作也在商談中,目前正在送樣和測試。比亞迪IGBT和對方的電控匹配、裝車,至少還要兩年以后。

但也有行業(yè)人士認為,不論在哪個行業(yè),大客戶的認證周期至少需要3年。新手要想打入主流車企的IGBT供應鏈,不僅要跨越技術門檻,還要有足夠的品牌認知度。而長期以來,只在內(nèi)部“自產(chǎn)自銷”的比亞迪IGBT,要想被第三方客戶認可,難度也不小。

比亞迪半導體的人士則表示,相對而言,比亞迪IGBT在國際市場的認可度甚至更高。

該人士介紹,除了比亞迪和豐田合資公司生產(chǎn)的新能源汽車,IGBT全部來自比亞迪半導體,比亞迪IGBT還獲得了很多國際頂級客戶的訂單,歐洲和日本的多家電控廠家也在和比亞迪進行IGBT業(yè)務合作。

但該人士表示,目前,比亞迪兩座晶圓廠的產(chǎn)能仍處于供過于求的狀態(tài)。對于比亞迪半導體,萬事俱備、急缺客戶也是眼下不得不面對的現(xiàn)實情況。

4

未來:

堅持高壓路線,三年拉平碳化硅成本

從成立之日起,比亞迪半導體堅持高壓IGBT的技術路線。如今,急缺客戶的比亞迪,是否會進入英飛凌等把控的750伏IGBT領域?

對此,該人士表示,隨著比亞迪半導體上市加速,在1200伏IGBT之外,增加750伏或者650伏產(chǎn)品業(yè)務也是可能的——畢竟,上市公司有業(yè)績需求,也需要得到股東們的認可。

但他強調(diào)表示,比亞迪堅信,高壓平臺是未來新能源汽車的發(fā)展趨勢。如果把600公里算作高端新能源汽車的門檻續(xù)航,那么用戶體驗必須相應提升,比如優(yōu)化加速體驗,加快充電時間等,這樣一來,適應高性能車型的比亞迪IGBT就很有優(yōu)勢。

在繼續(xù)高壓技術路線的同時,比亞迪碳化硅的商業(yè)化應用也在緊鑼密鼓地進行。

和IGBT相比,碳化硅生產(chǎn)的芯片尺寸更小、功率器件效率更高,耐溫性也更高,但由于成本過高,大規(guī)模商用仍有較大困難。對此,比亞迪的解決方案是,限時降本。

該人士透露,目前,比亞迪一款碳化硅模塊的價格是IGBT的2-3倍,而根據(jù)公司的計劃,要在3年內(nèi)將這個成本差距拉平。

在該人士看來,碳化硅價格居高不下,很大程度上還是“雞生蛋和蛋生雞”的問題——車企要求半導體企業(yè)降價,降價了才有規(guī)模化生產(chǎn);半導體企業(yè)又要求車企先上量,有了量才降價,自然會陷入扯皮境地。而比亞迪有垂直整合的優(yōu)勢,決策層確認,碳化硅的問題在于成本而非技術,就下定決心,以量倒逼成本下降。

不過,上述主流IGBT企業(yè)管理層人士認為,碳化硅降本依賴整個產(chǎn)業(yè)鏈升級。以IGBT為參照,IGBT目前已經(jīng)做到12寸晶元大批量生產(chǎn),而目前最先進的碳化硅芯片也才6寸。因此,碳化硅的成本和IGBT拉平,不是幾年就能達到的。

按照比亞迪公布的計劃,預計到 2023 年,比亞迪旗下的電動車將實現(xiàn)碳化硅功率半導體對 IGBT的全面替代,整車性能在現(xiàn)有基礎上再提升10%。即將上市的比亞迪漢EV<漢EV,采用的就是碳化硅模塊,百公里加速僅3.9秒。

從2003年,比亞迪半導體事業(yè)部成立,到2005年開始IGBT研發(fā),再到10年開發(fā)出第一代產(chǎn)品、13年開發(fā)出2.0代產(chǎn)品,以及18年推出4.0代產(chǎn)品,并在自家新能源車型上長期驗證,比亞迪已經(jīng)積累了不少IGBT技術經(jīng)驗,

隨著比亞迪兩座晶圓廠準備就緒,以及上市準備加速推進,IGBT供應第三方客戶的業(yè)務擴展,或許只是時間的問題。如該人士所說,華為事件之后,中國已經(jīng)迎來了半導體行業(yè)的春天,更多中國車企也開始更加積極地和比亞迪在IGBT業(yè)務上進行商談。

但面對英飛凌等老牌對手的競爭,比亞迪能否順利進入這些第三方客戶供應鏈體系,并得到友商們認可,還需要多觀察幾年。

來源:第一電動網(wǎng)

作者:電動汽車觀察家

本文地址:http://www.healthsupplement-reviews.com/kol/119329

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