中國(guó)車企下決“芯” 功率半導(dǎo)體全布局

在新能源汽車領(lǐng)域，中國(guó)汽車企業(yè)除了布局上游鋰資源領(lǐng)域和組建動(dòng)力電池合資公司外，還將目光放在了上游半導(dǎo)體領(lǐng)域，布局車規(guī)級(jí)功率半導(dǎo)體生產(chǎn)和研發(fā)。

6 月 20 日，吉利孵化的功率半導(dǎo)體公司晶能微電子完成 A 輪融資，老股東高榕資本領(lǐng)投，吉利資本、廈門建發(fā)、春山資本、清控招商等機(jī)構(gòu)跟投。完成 A 輪融資后，晶能微電子將按照既定目標(biāo)，扎實(shí)推進(jìn)功率半導(dǎo)體的設(shè)計(jì)研發(fā)、模塊制造和上車應(yīng)用。

晶能微電子成立于 2022 年 6 月，專注于新能源領(lǐng)域的芯片設(shè)計(jì)與模塊創(chuàng)新，擁有芯片設(shè)計(jì)、模塊制造、車規(guī)認(rèn)證能力，能夠開(kāi)發(fā)車規(guī)級(jí) IGBT 芯片及模塊、SiC 器件、中低壓 MOSFET 等產(chǎn)品。

今年 3 月份，晶能微電子自主設(shè)計(jì)研發(fā)的首款車規(guī)級(jí) IGBT 產(chǎn)品成功流片，該款 IGBT 芯片采用第七代微溝槽柵和場(chǎng)截止技術(shù)，通過(guò)優(yōu)化表面結(jié)構(gòu)和 FS 結(jié)構(gòu)，兼具短路耐受同時(shí)實(shí)現(xiàn)更低的導(dǎo)通 / 開(kāi)關(guān)損耗，功率密度增大約 35%。兩個(gè)月后，專為新能源商用車動(dòng)力總成系統(tǒng)打造的 1200V 平臺(tái) IGBT 芯片已流片成功，為乘用車電控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的 750V 平臺(tái) IGBT 芯片已轉(zhuǎn)入量產(chǎn)階段。

無(wú)獨(dú)有偶，在車規(guī)級(jí)功率半導(dǎo)體領(lǐng)域布局的車企不止吉利一家。近日，深藍(lán)汽車與斯達(dá)半導(dǎo)體達(dá)成合作，雙方組建了一家名為 " 重慶安達(dá)半導(dǎo)體有限公司 " 的全新合資公司，雙方將圍繞車規(guī)級(jí)功率半導(dǎo)體模塊開(kāi)展合作，共同推進(jìn)下一代功率半導(dǎo)體在新能源汽車領(lǐng)域的商業(yè)化應(yīng)用。

據(jù)斯達(dá)半導(dǎo)體 2022 年財(cái)報(bào)顯示，斯達(dá)半導(dǎo)體長(zhǎng)期致力于新能源汽車功率半導(dǎo)體芯片和模塊的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，是國(guó)內(nèi)新能源汽車大功率車規(guī)級(jí)功率模塊的主要供應(yīng)商，2022 年全年斯達(dá)半導(dǎo)體車規(guī)級(jí)模塊配套超過(guò) 120 萬(wàn)輛新能源汽車，其中 A 級(jí)及以上車型超過(guò) 60 萬(wàn)輛。

此外，理想汽車在去年與三安半導(dǎo)體共同出資組建斯科半導(dǎo)體公司，專注于碳化硅功率模塊的開(kāi)發(fā)，規(guī)劃年產(chǎn)能 240 萬(wàn)只碳化硅半橋功率模塊。早些年，上汽與英飛凌組建了上汽英飛凌，生產(chǎn)車規(guī)級(jí) IGBT，東風(fēng)汽車與中國(guó)中車組建智新半導(dǎo)體，投產(chǎn)以第六代 IGBT 技術(shù)為基礎(chǔ) IGBT 模塊，IGBT 模塊將搭載于東風(fēng)風(fēng)神、嵐圖等自主品牌車型上。

在新能源汽車行業(yè)之中，IGBT 被應(yīng)用在電機(jī)控制器、車載充電器（OBC）、車載空調(diào)以及直流充電樁中，能夠提供能源變換與傳輸，被稱之電力電子裝置的 "CPU"。

IGBT 功率半導(dǎo)體在新能源汽車上不僅用量較大，還是純電動(dòng)汽車成本占比第二高的零部件。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，一輛新能源汽車大概需要使用超過(guò) 1200 顆芯片，其中功率半導(dǎo)體的占比接近 1/4。在成本上 IGBT 模塊在占整車成本的 7%-10% 左右，成本僅次于動(dòng)力電池。

與此同時(shí)，IGBT 模塊還是 " 驅(qū)動(dòng) " 電機(jī)控制器的命脈，決定著純電動(dòng)汽車的加速能力、最高時(shí)速、能源效率。因此，IGBT 模塊的技術(shù)升級(jí)也將對(duì)純電動(dòng)汽車產(chǎn)品帶來(lái)實(shí)質(zhì)性的升級(jí)。

目前，多數(shù)車企著手布局基于 SiC（碳化硅）制造的功率模塊，相較于 Si（硅）元素制造的 IGBT 芯片，SiC MOSFET 模塊具有耐高溫、耐高溫、低能量損耗優(yōu)點(diǎn)，能夠增加車輛續(xù)航里程，體積更小的 SiC MOSFET 模塊使得電控體積大幅度縮小，進(jìn)而減輕整車重量。

功率半導(dǎo)體在新能源汽車產(chǎn)品之中的重要地位，使得車企無(wú)法忽視在這一領(lǐng)域布局。而隨著電動(dòng)化轉(zhuǎn)型腳步加速和新能源汽車市場(chǎng)的高速增長(zhǎng)，功率半導(dǎo)體作為產(chǎn)品的核心部件，穩(wěn)定且低成本的供應(yīng)更為重要。

據(jù) Strategy Analytics 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，混合動(dòng)力汽車中功率半導(dǎo)體的價(jià)值量達(dá)到 425 美元，是傳統(tǒng)燃油車的 6 倍；純電動(dòng)汽車中的功率半導(dǎo)體價(jià)值量達(dá) 387 美元，是傳統(tǒng)燃油車的 5.5 倍。

功率半導(dǎo)體不僅僅是提高單車價(jià)值量，還存在供不應(yīng)求現(xiàn)象。有數(shù)據(jù)顯示，2021 年中國(guó) IGBT 供需缺口超過(guò) 1 億只。直到 2023 年，受到上游晶圓廠、封裝產(chǎn)能吃緊等因素影響，IGBT 依舊存在供應(yīng)缺口，車規(guī) IGBT 產(chǎn)品供不應(yīng)求，現(xiàn)有產(chǎn)能已基本售罄。

車企通過(guò)組建合資公司等方式合作布局功率半導(dǎo)體領(lǐng)域，不僅能夠確保功率模塊供應(yīng)的安全穩(wěn)定和高性價(jià)比，還能夠提早布局下一代功率半導(dǎo)體的研發(fā)，在純電動(dòng)汽車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中形成一定優(yōu)勢(shì)。