比亞迪推出IGBT4.0引領(lǐng)車規(guī)級(jí)功率半導(dǎo)體發(fā)展

12月10日，比亞迪在寧波發(fā)布了在車規(guī)級(jí)領(lǐng)域具有標(biāo)桿性意義的IGBT4.0技術(shù)，再一次展示出其在電動(dòng)車領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。這一晚，比亞迪將IGBT這個(gè)長期游離于人們視野、但又堪稱電動(dòng)車CPU的核心技術(shù)帶到了“聚光燈”下。

活動(dòng)現(xiàn)場

比亞迪IGBT4.0晶圓

IGBT (InsulatedGate Bipolar Transistor)全稱“絕緣柵雙極型晶體管”，其芯片與動(dòng)力電池電芯并稱為電動(dòng)車的 “雙芯”，是影響電動(dòng)車性能的關(guān)鍵技術(shù)，其成本占整車成本的5%左右。對(duì)于電動(dòng)車而言，IGBT直接控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)直、交流電的轉(zhuǎn)換，決定了車輛的扭矩和最大輸出功率等。得益于在IGBT等核心技術(shù)領(lǐng)域的強(qiáng)大實(shí)力，比亞迪電動(dòng)車的超凡性能得以落地并具備持續(xù)迭代升級(jí)的能力。

作為中國第一家實(shí)現(xiàn)車規(guī)級(jí)IGBT大規(guī)模量產(chǎn)、也是唯一一家擁有IGBT完整產(chǎn)業(yè)鏈的車企，此次發(fā)布會(huì)上，比亞迪還釋放了另一重磅消息：比亞迪已投入巨資布局性能更加優(yōu)異的第三代半導(dǎo)體材料SiC（碳化硅），有望于2019年推出搭載SiC電控的電動(dòng)車。預(yù)計(jì)到2023年，比亞迪旗下的電動(dòng)車將全面搭載SiC電控。

比亞迪IGBT4.0

比亞迪推出IGBT4.0引領(lǐng)車規(guī)級(jí)功率半導(dǎo)體發(fā)展

IGBT屬于汽車功率半導(dǎo)體的一種，因設(shè)計(jì)門檻高、制造技術(shù)難、投資大，被業(yè)內(nèi)稱為電動(dòng)車核心技術(shù)的“珠穆拉瑪峰”。此前，該技術(shù)主要掌握在國際巨頭手中。

“比亞迪依靠自身強(qiáng)大的研發(fā)實(shí)力、人才的聚集、產(chǎn)業(yè)鏈的配套，在汽車功率半導(dǎo)體領(lǐng)域有了非常核心的突破，這個(gè)突破不是今天想，明天投入就能實(shí)現(xiàn)的，是積累了十多年的技術(shù)、人才和產(chǎn)業(yè)鏈才能實(shí)現(xiàn)的?！敝袊雽?dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)IC設(shè)計(jì)分會(huì)副理事長周生明在活動(dòng)現(xiàn)場如此表示。

制造IGBT難度極大，在大規(guī)模應(yīng)用的1200V車規(guī)級(jí)IGBT芯片的晶圓厚度上，比亞迪處于全球先進(jìn)水平，可將晶圓厚度減薄到120um（約兩根頭發(fā)絲直徑）。

IGBT芯片打線

經(jīng)過10余年的技術(shù)積累，比亞迪IGBT不斷迭代更新?；顒?dòng)現(xiàn)場，中國電器工業(yè)協(xié)會(huì)電力電子分會(huì)秘書長蔚紅旗表示：“比亞迪在電動(dòng)車功率半導(dǎo)體領(lǐng)域布局較早，而且真抓實(shí)干，在電動(dòng)車功率半導(dǎo)體領(lǐng)域創(chuàng)造了領(lǐng)先，中國的電動(dòng)車發(fā)展不用擔(dān)心被‘卡脖子’了?！?/p>

此次推出的比亞迪IGBT4.0，在諸多關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)上都優(yōu)于當(dāng)前市場主流產(chǎn)品，例如：

1.電流輸出能力較當(dāng)前市場主流的IGBT高15%，支持整車具有更強(qiáng)的加速能力和更大的功率輸出能力。

2.同等工況下，綜合損耗較當(dāng)前市場主流的IGBT降低了約20%。這意味著電流通過IGBT器件時(shí)，受到的損耗降低，使得整車電耗顯著降低。以比亞迪全新一代唐為例，在其他條件不變的情況下，僅此一項(xiàng)技術(shù)，就成功將百公里電耗降低約3%。

3.溫度循環(huán)壽命可以做到當(dāng)前市場主流IGBT的10倍以上。這意味著比亞迪電動(dòng)車在應(yīng)對(duì)各種極端氣候、路況時(shí)，能有更高的可靠性和更長的使用壽命。此前，比亞迪電動(dòng)車就以其優(yōu)異的性能與穩(wěn)定的可靠性，完成了從新疆吐魯番的高溫，到北歐的極寒、再到西藏高原的高海拔等全球最嚴(yán)苛自然環(huán)境的測(cè)試，并在全球300多個(gè)市場成功經(jīng)歷了各種氣候、路況、駕駛習(xí)慣的考驗(yàn)，得到廣泛認(rèn)可。

比亞迪IGBT4.0較當(dāng)前市場主流的IGBT：電流輸出能力高15%，綜合損耗降低了約20%。

厚積薄發(fā)，打造電動(dòng)車性能標(biāo)桿

在剛剛結(jié)束的2018廣州車展上，比亞迪全新一代唐EV正式對(duì)外預(yù)售。其百公里加速4.4秒、續(xù)航里程600公里（60km/小時(shí)等速續(xù)航下）的超強(qiáng)性能再度確立了行業(yè)領(lǐng)先地位，并獲得消費(fèi)者的高度認(rèn)可，預(yù)售當(dāng)天的訂單便突破2000輛。

中國科學(xué)院院士、國家863“節(jié)能與新能源汽車”重大項(xiàng)目專家組組長歐陽明高曾評(píng)價(jià)，比亞迪全新一代唐“已經(jīng)可以與世界上任何一家車企的電動(dòng)汽車技術(shù)相較量，代表了當(dāng)前電動(dòng)汽車制造的最高水準(zhǔn)”。

市場和行業(yè)的認(rèn)可，離不開比亞迪IGBT等核心技術(shù)的加持。得益于比亞迪IGBT在芯片損耗、電流輸出能力等方面的優(yōu)異性能，比亞迪插電式混合動(dòng)力汽車，率先搭載了“542”黑科技——“百公里加速5秒以內(nèi)、全時(shí)電四驅(qū)、百公里油耗2升以內(nèi)”。

比亞迪全新一代唐EV的續(xù)航里程達(dá)600公里（60km/小時(shí)等速續(xù)航下）

從2015到2017年，比亞迪電動(dòng)車的銷量已經(jīng)連續(xù)三年位居全球第一。這與比亞迪在IGBT等核心技術(shù)領(lǐng)域的超前布局密不可分。

十多年前，在外界還不看好電動(dòng)車前景的時(shí)候，“技術(shù)狂人”王傳福就默默布局了電動(dòng)車的核心技術(shù)。作為2003年才進(jìn)入汽車行業(yè)的新玩家，比亞迪從一開始就密切關(guān)注IGBT等電動(dòng)車核心技術(shù)的自主研發(fā)和創(chuàng)新。

2005年，比亞迪組建自身研發(fā)團(tuán)隊(duì)，投入重金布局IGBT產(chǎn)業(yè)。

2009年9月，比亞迪IGBT芯片通過了中國電器工業(yè)協(xié)會(huì)電力電子分會(huì)組織的科技成果鑒定，打破了國際巨頭的技術(shù)壟斷。

目前，比亞迪已經(jīng)陸續(xù)掌握IGBT芯片設(shè)計(jì)和制造、模組設(shè)計(jì)和制造、大功率器件測(cè)試應(yīng)用平臺(tái)、電源及電控等環(huán)節(jié)，是中國唯一一家擁有IGBT完整產(chǎn)業(yè)鏈的車企。

比亞迪IGBT芯片通過中國電器工業(yè)協(xié)會(huì)電力電子分會(huì)組織的科技成果鑒定

比亞迪IGBT產(chǎn)品晶圓

提前布局SiC比亞迪欲再度引領(lǐng)電動(dòng)車變革

“馴服”了IGBT，比亞迪又將目光投向了更遠(yuǎn)的未來。

雖然在未來較長一段時(shí)間內(nèi)，IGBT仍將供不應(yīng)求。但比亞迪也已預(yù)見到，隨著電動(dòng)車性能不斷地提升，對(duì)功率半導(dǎo)體組件提出了更高的要求，當(dāng)下的IGBT也將逼近硅材料的性能極限。尋求更低芯片損耗、更強(qiáng)電流輸出能力、更耐高溫的全新半導(dǎo)體材料，已成為學(xué)界和業(yè)界的普遍共識(shí)。

據(jù)悉，比亞迪已投入巨資布局第三代半導(dǎo)體材料SiC，并將整合材料（高純碳化硅粉）、單晶、外延、芯片、封裝等SiC基半導(dǎo)體全產(chǎn)業(yè)鏈，致力于降低SiC器件的制造成本，加快其在電動(dòng)車領(lǐng)域的應(yīng)用。

第三代半導(dǎo)體材料SiC

比亞迪SiC晶圓

此次發(fā)布會(huì)上，比亞迪宣布，已經(jīng)成功研發(fā)了SiC MOSFET（汽車功率半導(dǎo)體包括基于硅或碳化硅等材料打造的IGBT或 MOSFET等），有望于2019年推出搭載SiC電控的電動(dòng)車。預(yù)計(jì)到2023年，比亞迪將在旗下的電動(dòng)車中，實(shí)現(xiàn)SiC基車用功率半導(dǎo)體對(duì)硅基IGBT的全面替代，將整車性能在現(xiàn)有基礎(chǔ)上再提升10%。

比亞迪第六事業(yè)部兼太陽能事業(yè)部總經(jīng)理陳剛表示：“SiC MOSFET將成為比亞迪電動(dòng)車性能持續(xù)迭代更新的新一代‘殺手锏’，我們期望在加速、續(xù)航等性能指標(biāo)上，為廣大消費(fèi)者帶來更多驚喜。”

比亞迪第六事業(yè)部兼太陽能事業(yè)部總經(jīng)理陳剛分享比亞迪在汽車功率半導(dǎo)體領(lǐng)域的布局

以技術(shù)創(chuàng)新助力中國汽車產(chǎn)業(yè)“再向上”

在過去相當(dāng)長的時(shí)間里，IGBT的核心技術(shù)始終掌握在國外廠商手里，中高端IGBT市場90%的份額被國際巨頭壟斷，導(dǎo)致“一芯難求”，成為制約我國電動(dòng)車行業(yè)健康、快速發(fā)展的主要瓶頸。

根據(jù)世界三大電子元器件分銷商之一富昌電子（Future Electronics LTD）的統(tǒng)計(jì)，2018年，車規(guī)級(jí)IGBT模塊的交貨周期最長已經(jīng)達(dá)到52周（IGBT的交貨周期正常情況下為8-12周）。而2018-2022年，全球電動(dòng)車年復(fù)合增長率達(dá)30%，但同期車規(guī)級(jí)IGBT市場的年復(fù)合增長率僅為15.7%。可以預(yù)見，未來幾年全球車規(guī)級(jí)IGBT市場的供應(yīng)將愈加緊張。

在功率半導(dǎo)體等核心技術(shù)的加持下，比亞迪在過去的三年位居全球電動(dòng)車銷量第一，并助推我國電動(dòng)車行業(yè)高速發(fā)展——正是在這三年，我國電動(dòng)車產(chǎn)銷量持續(xù)領(lǐng)跑全球、保有量全球占比達(dá)到50%。

十多年前，比亞迪打破國際巨頭對(duì)IGBT的技術(shù)壟斷，助力我國電動(dòng)車的快速發(fā)展；今天，比亞迪推出了全新的車規(guī)級(jí)IGBT4.0，為我國汽車產(chǎn)業(yè)的換道超車，提供強(qiáng)大的“中國芯”。未來，伴隨著比亞迪SiC的推出與大規(guī)模應(yīng)用，我國汽車產(chǎn)業(yè)的“再向上”將獲得新的助推力。