中國IGBT不再“一芯難求”，本土廠商同歐日三分天下

在國內汽車行業，“一核難求”的現狀已經被打破。IGBT（絕緣柵雙極晶體管）是能量轉換和傳輸的核心器件。使用IGBT進行功率轉換可以提高用電效率和質量，這是解決能源短缺問題和減少碳排放的關鍵技術。IGBT約占電機驅動系統成本的一半，電機驅動系統占整車成本的15-20%，也就是說，IGBT占整車成本7-10%，是除電池外第二昂貴的部件，這也決定了整車的能源效率。但不得不提的一個行業現實是，如此重要的動力裝置，長期以來基本被英飛凌、三菱、富士電機、飛兆等外資巨頭壟斷。在國內市場，高端IGBT產能嚴重不足，長期依賴國際巨頭，導致“一芯難求”。現在，這種“國外寡頭壟斷”的市場格局正在逐漸瓦解。隨著以比亞迪為代表的本土新能源汽車制造商在IGBT領域的突破，中國新能源汽車的配套產業結構正在悄然發生變化。據了解，截至2018年11月，比亞迪已申請IGBT相關專利175項，其中授權專利114項。“我們可以自豪地說，中國可以在IGBT領域與歐洲和日本競爭。”比亞迪第六事業部總經理陳剛說。

“釘子”的大小和“心臟”的重要性說到IGBT，一些制造半導體的人并不太重視它。他們經常會想：它不就是一個分立器件嗎？然而，與28nm/16nm集成電路制造一樣，IGBT是國家“02專項”（“超大規模集成電路制造技術與全過程”）的重點支撐項目，在國家16個重大專項中排名第二，在業界被稱為“02專項。IGBT芯片只有人類指甲大小，上面蝕刻著數十萬甚至數十萬個微結構電路，只有借助顯微鏡才能看清楚。然而，這種指甲大小的東西在能量轉換和傳輸中扮演著類似心臟的角色，它被稱為電力電子設備的“CPU”。與早期的電力電子器件相比，IGBT具有高輸入阻抗、高速開關特性、低導通損耗等特點。使用IGBT進行功率轉換可以提高用電效率和質量。其高效、節能、環保的特點是解決能源短缺問題、實現低碳排放的關鍵技術支撐。什么是IGBT？簡單地說，它是一個開關：接通時可以視為導體，斷開時是開路。IGBT結合了MOSFET和BJT的優點，如低驅動功率和低飽和電壓。雖然IGBT的中文翻譯是“絕緣柵雙極晶體管”，但它最常見的形式是模塊，而不是單管。該模塊由多個并聯的IGBT芯片組成，電流規格更大。IGBT模塊在電動汽車中發揮著至關重要的作用，是電動汽車和充電樁的核心技術部件。例如，在電氣控制系統中，大功率DC/AC逆變器驅動汽車電機；車輛空調控制系統，低功率DC/AC逆變器，采用IGBT和FRD

電流較小；

在智能充電樁中，IGBT模塊被用作開關元件。IGBT模塊的優勢顯而易見，但令人驚訝的是，全球電動汽車領導者特斯拉只使用IGBT單管。因為單就價格而言，單管要比模塊低得多。據了解，在全球新能源汽車公司中，除了特斯拉和中國少數低速電動車外，大多數品牌的新能源汽車都在使用IGBT模塊。IGBT有望迎來發展的黃金時期，但中國市場多年來一直被外國巨頭壟斷。近年來，全球新能源汽車發展如火如荼。業內一致認為，電動化、智能化、網聯化、共享化將是未來新能源汽車的發展趨勢。電動平臺是這些技術的重要基礎。IGBT作為新能源汽車電源和供電系統中的核心器件，也將迎來發展的黃金時期。數據顯示，2017年，全球新能源汽車銷量超過120萬輛，占全球汽車銷量的1.2%。同時，用于新能源汽車的IGBT市場規模占IGBT市場的17%，達到7億美元。2016年，全球電動汽車銷量約為200萬輛，IGBT管消耗約9億美元，平均每輛車消耗約450美元。它是電動汽車中除電池外最昂貴的部件。其中，混合動力和PHEV汽車約有77萬輛，每輛車需要約300美元的IGBT，123萬輛純電動汽車平均每輛車使用540美元的IGBT。用于大功率純電動公交車的IGBT可能超過1000美元。巨大的市場潛力吸引了來自世界各地的電子巨頭前來淘金。據統計，全球IGBT市場的主要競爭對手包括德國英飛凌、日本三菱、富士電氣、美國安信、瑞士ABB等。前五名公司的全球市場份額超過70%。與此同時，這些國際巨頭的合并和重組正在加速進行。前年，恩智浦與飛思卡爾合并，行業集中度進一步提高。此外，高通和英特爾等電子巨頭正在爭相進入汽車芯片市場。一些分析人士表示，中國將在新能源汽車市場未來的變化中發揮主導作用。根據BNEF的長期預測，隨著新能源汽車在內燃機成本方面逐漸確立領先地位，到2025年，全球新能源汽車銷量預計將增至1100萬輛。其中，中國的全球市場份額將接近50%。隨著新能源汽車的快速發展，GGII預測國內新能源汽車和充電樁市場將有200億IGBT模塊的需求。然而，一個可悲的事實是，在國內市場，高端IGBT的產能嚴重不足，汽車IGBT市場被英飛凌、斯特微電子、瑞薩電子、恩智浦等國際巨頭壟斷。“中國使用的芯片大多依賴進口，尤其是汽車電子控制核心芯片基本掌握在外國人手中，國內汽車電子芯片技術還遠遠落后。”中國汽車工程學會裝備部主任陳長年曾有過這樣的感受。與中國形成鮮明對比的是日本。以豐田為例，盡管當地有IGBT巨頭，但在開發混合動力汽車時，它選擇將IGBT管完全控制在自己手中，成為世界上唯一一家能夠自行生產IGBT管的汽車制造商。因此，普銳斯獲得了巨大的活力，成為世界上唯一一款強勁的混合動力汽車。突破技術壁壘，當地制造商努力在IGBT市場的瀏覽器中搜索關鍵詞。“IGBT技術在中國有多落后？”這樣的言論總是鋪天蓋地，仿佛落后的技術已經成為“一核難求”的最根本因素。事實上，國內的技術壁壘正在逐漸被打破。知乎上一位好評如潮的受訪者表示：“作為一名IC農民工，生活在世界前三大存儲工廠，我明顯感覺到過去兩年該行業的市場有所改善，國家也開始大力支持芯片行業。事實上，目前中國的半導體技術仍處于初級階段，但有錢人仍然可以成功。就連我們公司的外國老板也表示中國半導體產業……

ry肯定會發展，但這需要幾年時間。這些年是支付學費的過程。產量是一點一點地測試的。這條路仍然取決于我們的半導體工程師團隊自己。"

這個答案與陳剛在比亞迪IGBT4.0大會上所說的非常相似。陳剛表示，比亞迪團隊花了13年時間才在2017年開發出IGBT4.0。目前，在新能源汽車用IGBT方面，比亞迪已經開發出全新的汽車級產品IGBT4.0，其芯片損耗、模塊溫度循環能力、電流輸出能力等關鍵指標已達到全球領先水平。具體而言，產品綜合損耗較當前市場主流產品降低約20%，降低了整車功耗；產品模塊的溫度循環壽命可以是當前市場主流產品的10倍以上；在相同的工作條件下，與當前市場的主流產品相比，配備IGBT4.0的V-315系列模塊的電流輸出能力提高了15%。比亞迪并不是唯一一家將IGBT應用于汽車的汽車公司。2017年底，江蘇宏威科技有限公司有限公司與北汽新能源汽車有限公司有限公司聯合成立了宏威北汽新能量IGBT聯合實驗室，以提高汽車IGBT的性能；今年3月，上汽英飛凌汽車電源半導體（上海）有限公司（SAIC Infineon Automotive Power Semiconductor（Shanghai）Co.，Ltd.）正式開業，該公司是上汽和英飛凌的合資企業，持股比例為51:49；今年4月，針對新能源市場，中科君信推出了新能源汽車領域的DCS-IGBT芯片。據分析，2018-2025年期間，中國新能源汽車及相關產業驅動的IGBT市場規模總計超過1200億元。華虹宏利集成一部研發總監楊繼業認為，新能源汽車不僅是節能環保的迫切需要，也是中國汽車產業轉型升級的突破口。IGBT作為新能源汽車電源和供電系統中的核心器件，將迎來絕佳的發展機遇。新能源汽車給國產IGBT帶來的發展機遇不言而喻，挑戰不容小覷。業內專業人士分析，從應用角度來看，汽車IGBT對其技術提出了更高的挑戰。首先，汽車的質量消耗屬性對IGBT的使用壽命提出了更高的要求，需要滿足使用壽命數十萬次甚至數百萬次的功率循環要求；

其次，汽車需要面對更復雜的工況，如爬坡涉水、頻繁啟停等，這對其裝配體積和散熱效率提出了更高的要求。從行業角度來看，據了解，全球主要IGBT制造商均采用IDM模式。IDM商業模式是一種國際集成組件制造商模式。IDM制造商的業務范圍涵蓋IC設計、IC制造、封裝和測試，甚至延伸到下游電子終端。美國、日本和歐洲的半導體行業普遍采用這種模式。例如英特爾、三星、TI、東芝、st微電子等，IDM企業注重技術積累，具有領先優勢的第一匹馬會不斷提高技術門檻，因此后來者將更難趕上。對此，比亞迪IGBT產品中心產品總監楊欽耀表示，做IGTB的研發團隊要與下游通信相結合，實現適合應用的產品實現，從而實現IGBT產業化。“人才培養和產品標準化也是實現IGBT產業化的必要條件。”楊欽耀分析道。在國內汽車行業，“一核難求”的現狀已經被打破。IGBT（絕緣柵雙極晶體管）是能量轉換和傳輸的核心器件。使用IGBT進行功率轉換可以提高用電效率和質量，這是解決能源短缺問題和減少碳排放的關鍵技術。IGBT約占電機驅動系統成本的一半，電機驅動系統占整車成本的15-20%，也就是說，IGBT占整車成本7-10%，是除電池外第二昂貴的部件，這也決定了整車的能源效率。但不得不提的一個行業現實是，如此重要的動力裝置，長期以來基本被英飛凌、三菱、富士電機、飛兆等外資巨頭壟斷。在國內市場，高端IGBT產能嚴重不足，長期依賴國際巨頭，導致“一芯難求”。現在，這種“國外寡頭壟斷”的市場格局正在逐漸瓦解。隨著以比亞迪為代表的本土新能源汽車制造商在IGBT領域的突破，中國新能源汽車的配套產業結構正在悄然發生變化。據了解，截至2018年11月，比亞迪已申請IGBT相關專利175項，其中授權專利114項。“我們可以自豪地說，中國可以在IGBT領域與歐洲和日本競爭。”比亞迪第六事業部總經理陳剛說。

“釘子”的大小和“心臟”的重要性說到IGBT，一些制造半導體的人并不太重視它。他們經常會想：它不就是一個分立器件嗎？然而，與28nm/16nm集成電路制造一樣，IGBT是國家“02專項”（“超大規模集成電路制造技術與全過程”）的重點支撐項目，在國家16個重大專項中排名第二，在業界被稱為“02專項。IGBT芯片只有人類指甲大小，上面蝕刻著數十萬甚至數十萬個微結構電路，只有借助顯微鏡才能看清楚。然而，這種指甲大小的東西在能量轉換和傳輸中扮演著類似心臟的角色，它被稱為電力電子設備的“CPU”。與早期的電力電子器件相比，IGBT具有高輸入阻抗、高速開關特性、低導通損耗等特點。使用IGBT進行功率轉換可以提高用電效率和質量。其高效、節能、環保的特點是解決能源短缺問題、實現低碳排放的關鍵技術支撐。什么是IGBT？簡單地說，它是一個開關：接通時可以視為導體，斷開時是開路。IGBT結合了MOSFET和BJT的優點，如低驅動功率和低飽和電壓。雖然IGBT的中文翻譯是“絕緣柵雙極晶體管”，但它最常見的形式是模塊，而不是單管。該模塊由多個IGBT c……組成……

ps并行，并且當前規格更大。IGBT模塊在電動汽車中發揮著至關重要的作用，是電動汽車和充電樁的核心技術部件。例如，在電氣控制系統中，大功率DC/AC逆變器驅動汽車電機；車輛空調控制系統，低功率DC/AC逆變器，采用IGBT和FRD

電流較小；

在智能充電樁中，IGBT模塊被用作開關元件。IGBT模塊的優勢顯而易見，但令人驚訝的是，全球電動汽車領導者特斯拉只使用IGBT單管。因為單就價格而言，單管要比模塊低得多。據了解，在全球新能源汽車公司中，除了特斯拉和中國少數低速電動車外，大多數品牌的新能源汽車都在使用IGBT模塊。IGBT有望迎來發展的黃金時期，但中國市場多年來一直被外國巨頭壟斷。近年來，全球新能源汽車發展如火如荼。業內一致認為，電動化、智能化、網聯化、共享化將是未來新能源汽車的發展趨勢。電動平臺是這些技術的重要基礎。IGBT作為新能源汽車電源和供電系統中的核心器件，也將迎來發展的黃金時期。數據顯示，2017年，全球新能源汽車銷量超過120萬輛，占全球汽車銷量的1.2%。同時，用于新能源汽車的IGBT市場規模占IGBT市場的17%，達到7億美元。2016年，全球電動汽車銷量約為200萬輛，IGBT管消耗約9億美元，平均每輛車消耗約450美元。它是電動汽車中除電池外最昂貴的部件。其中，混合動力和PHEV汽車約有77萬輛，每輛車需要約300美元的IGBT，123萬輛純電動汽車平均每輛車使用540美元的IGBT。用于大功率純電動公交車的IGBT可能超過1000美元。巨大的市場潛力吸引了來自世界各地的電子巨頭前來淘金。據統計，全球IGBT市場的主要競爭對手包括德國英飛凌、日本三菱、富士電氣、美國安信、瑞士ABB等。前五名公司的全球市場份額超過70%。與此同時，這些國際巨頭的合并和重組正在加速進行。前年，恩智浦與飛思卡爾合并，行業集中度進一步提高。此外，高通和英特爾等電子巨頭正在爭相進入汽車芯片市場。一些分析人士表示，中國將在新能源汽車市場未來的變化中發揮主導作用。根據BNEF的長期預測，隨著新能源汽車在內燃機成本方面逐漸確立領先地位，到2025年，全球新能源汽車銷量預計將增至1100萬輛。其中，中國的全球市場份額將接近50%。隨著新能源汽車的快速發展，GGII預測國內新能源汽車和充電樁市場將有200億IGBT模塊的需求。然而，一個可悲的事實是，在國內市場，高端IGBT的產能嚴重不足，汽車IGBT市場被英飛凌、斯特微電子、瑞薩電子、恩智浦等國際巨頭壟斷。“中國使用的芯片大多依賴進口，尤其是汽車電子控制核心芯片基本掌握在外國人手中，國內汽車電子芯片技術還遠遠落后。”中國汽車工程學會裝備部主任陳長年曾有過這樣的感受。與中國形成鮮明對比的是日本。以豐田為例，盡管當地有IGBT巨頭，但在開發混合動力汽車時，它選擇將IGBT管完全控制在自己手中，成為世界上唯一一家能夠自行生產IGBT管的汽車制造商。因此，普銳斯獲得了巨大的活力，成為世界上唯一一款強勁的混合動力汽車。突破技術壁壘，當地制造商努力在IGBT市場的瀏覽器中搜索關鍵詞。“IGBT技術在中國有多落后？”這樣的言論總是鋪天蓋地，仿佛落后的技術已經成為“一核難求”的最根本因素。事實上，國內的技術壁壘正在逐漸被打破。知乎上一位好評如潮的受訪者表示：“作為一名IC農民工，生活在世界前三大存儲工廠，我明顯感覺到過去兩年該行業的市場有所改善，國家也開始大力支持芯片行業。事實上，目前中國的半導體技術仍處于初級階段，但有錢人仍然可以成功。就連我們公司的外國老板也表示中國半導體產業……

ry肯定會發展，但這需要幾年時間。這些年是支付學費的過程。產量是一點一點地測試的。這條路仍然取決于我們的半導體工程師團隊自己。"

這個答案與陳剛在比亞迪IGBT4.0大會上所說的非常相似。陳剛表示，比亞迪團隊花了13年時間才在2017年開發出IGBT4.0。目前，在新能源汽車用IGBT方面，比亞迪已經開發出全新的汽車級產品IGBT4.0，其芯片損耗、模塊溫度循環能力、電流輸出能力等關鍵指標已達到全球領先水平。具體而言，產品綜合損耗較當前市場主流產品降低約20%，降低了整車功耗；產品模塊的溫度循環壽命可以是當前市場主流產品的10倍以上；在相同的工作條件下，與當前市場的主流產品相比，配備IGBT4.0的V-315系列模塊的電流輸出能力提高了15%。比亞迪并不是唯一一家將IGBT應用于汽車的汽車公司。2017年底，江蘇宏威科技有限公司有限公司與北汽新能源汽車有限公司有限公司聯合成立了宏威北汽新能量IGBT聯合實驗室，以提高汽車IGBT的性能；今年3月，上汽英飛凌汽車電源半導體（上海）有限公司（SAIC Infineon Automotive Power Semiconductor（Shanghai）Co.，Ltd.）正式開業，該公司是上汽和英飛凌的合資企業，持股比例為51:49；今年4月，針對新能源市場，中科君信推出了新能源汽車領域的DCS-IGBT芯片。據分析，2018-2025年期間，中國新能源汽車及相關產業驅動的IGBT市場規模總計超過1200億元。華虹宏利集成一部研發總監楊繼業認為，新能源汽車不僅是節能環保的迫切需要，也是中國汽車產業轉型升級的突破口。IGBT作為新能源汽車電源和供電系統中的核心器件，將迎來絕佳的發展機遇。新能源汽車給國產IGBT帶來的發展機遇不言而喻，挑戰不容小覷。業內專業人士分析，從應用角度來看，汽車IGBT對其技術提出了更高的挑戰。首先，汽車的質量消耗屬性對IGBT的使用壽命提出了更高的要求，需要滿足使用壽命數十萬次甚至數百萬次的功率循環要求；其次，汽車需要面對更復雜的工況，如爬坡涉水、頻繁啟停等，這對其裝配體積和散熱效率提出了更高的要求。從行業角度來看，據了解，全球主要IGBT制造商均采用IDM模式。IDM商業模式是一種國際集成組件制造商模式。IDM制造商的業務范圍涵蓋IC設計、IC制造、封裝和測試，甚至延伸到下游電子終端。美國、日本和歐洲的半導體行業普遍采用這種模式。例如英特爾、三星、TI、東芝、st微電子等，IDM企業注重技術積累，具有領先優勢的第一匹馬會不斷提高技術門檻，因此后來者將更難趕上。對此，比亞迪IGBT產品中心產品總監楊欽耀表示，做IGTB的研發團隊要與下游通信相結合，實現適合應用的產品實現，從而實現IGBT產業化。“人才培養和產品標準化也是實現IGBT產業化的必要條件。”楊欽耀分析道。

標簽：比亞迪三菱特斯拉大眾豐田

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