一輛新能源汽車中有300多顆芯片，其中過半是功率芯片。據(jù)Gartner數(shù)據(jù)顯示，一輛新能源汽車中功率器件的成本高達387美元，占整車半導體價值的55%，遠高于傳統(tǒng)車71美元的成本。而在汽車功率芯片中又以IGBT的占比和成本居前，給功率芯片廠商帶來無限想象空間。

不過，車規(guī)級IGBT入局門檻高，產(chǎn)品標準要求嚴苛，產(chǎn)業(yè)周期更長，且需要大規(guī)模的資金和技術(shù)投入。尤其是歐美知名車企已經(jīng)具備完整的汽車半導體芯片供應體系，國內(nèi)汽車市場的功率芯片幾乎被外企所壟斷，即便在IGBT產(chǎn)能不足的當下，國內(nèi)能夠打入車企且穩(wěn)定供貨的功率芯片廠商也屬寥寥。

需求巨大產(chǎn)能不足

IGBT是能源變換和傳輸?shù)暮诵钠骷?，被稱為電力電子行業(yè)里的“CPU”。在新能源汽車上，IGBT能直接控制驅(qū)動系統(tǒng)AC/DC的轉(zhuǎn)換，決定電動車扭矩和最大輸出功率等核心指標，影響著整車能源利用效率。尤其是在電動汽車的“三電”方面，IGBT的效果突出而被廣泛應用。據(jù)悉，特斯拉Model S用的三相異步驅(qū)動電機中，每一相的驅(qū)動控制都用了28顆IGBT芯片，三相共使用了84顆IGBT芯片。

除了前、后電機驅(qū)動系統(tǒng)外，IGBT還可以應用在新能源汽車的車載充電系統(tǒng)、汽車轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)、車用空調(diào)變頻與制熱以及充電樁充電模塊等方面。中信證券預計，2030年中、美、歐新增直流充電樁累計帶動IGBT需求約1300億元，單是充電樁的IGBT需求，其潛在市場需求就很大。

盡管未來全球市場需求很大，但國內(nèi)在這方面的市場份額仍較小。據(jù)市場研究機構(gòu)Gartner的數(shù)據(jù)顯示，2019年全球汽車半導體產(chǎn)值中，歐洲汽車半導體貢獻了36.79%，美國占比32.64%，日本占比26.03%，而中國大陸汽車半導體占比不到3%。尤其是在新能源汽車用IGBT功率芯片市場，一直被英飛凌、三菱等外企壟斷。

再加之國內(nèi)新能源汽車市場體量不斷擴大，IGBT功率芯片的國產(chǎn)替代需求大增。2019年我國新能源汽車銷為120.6萬輛，未來幾年出貨量將會持續(xù)上漲。行業(yè)人士認為，新能源汽車銷量增長的長期趨勢不變，國內(nèi)每年有百萬輛新能源汽車的國產(chǎn)替代空間。

中車時代電氣相關(guān)人士表示：“從現(xiàn)階段來看， IGBT器件面臨短期內(nèi)供不應求的狀態(tài)，因為它隨著下游的應用，包括電動汽車，包括家電，整個的用量上來之后，它會供不應求，并且是一個發(fā)展的趨勢?！?/p>

“由于外企對擴張保守且功率器件產(chǎn)能擴張周期長，未來新能源市場將出現(xiàn)IGBT的供應缺口?！北葋喌舷嚓P(guān)人士向集微網(wǎng)表示，汽車三電中的電芯和電機等均不會成為新能源汽車發(fā)展的瓶頸，但未來幾年IGBT等功率芯片的產(chǎn)能不足，可能會成為新能源汽車發(fā)展的瓶頸。

國內(nèi)多家廠商積極擴產(chǎn)

IGBT芯片國產(chǎn)替代有巨大的需求空間，國內(nèi)有不少廠商已經(jīng)參與布局。目前，國內(nèi)在車規(guī)級IGBT產(chǎn)業(yè)鏈布局較完善的企業(yè)有比亞迪半導體、斯達半導、中車時代電氣等。

原比亞迪汽車電子事業(yè)部總工羅如忠向集微網(wǎng)表示，早在2005年，比亞迪就開始研發(fā)集成電路和功率半導體芯片，但當時已有條件和人力，完全靠自己完成設(shè)計和制造不現(xiàn)實。因此，在2008年比亞迪決定收購寧波中緯這家半導體公司，在進行業(yè)務整合后來開發(fā)我們需要的芯片。直到2018年9月，比亞迪首次對外推出IGBT4.0芯片。比亞迪對外公告稱，公司已擁有包含芯片設(shè)計、晶圓制造、封裝測試和下游應用在內(nèi)的一體化經(jīng)營全產(chǎn)業(yè)鏈。

除了比亞迪半導體，國內(nèi)布局車規(guī)級IGBT的廠商還有斯達半導。斯達半導是國內(nèi)少數(shù)集芯片設(shè)計、模塊制造和測試、終端銷售與服務等縱向產(chǎn)業(yè)鏈為一體的規(guī)模半導體分立器件廠商。斯達半導上市募集8.2億元資金，其中2.5億元用于新能源汽車用IGBT模塊擴產(chǎn)項目，1.5億用于技術(shù)研發(fā)中心擴建項目，用來設(shè)計研發(fā)出導通壓降更低、開關(guān)損耗更低的新一代IGBT芯片。根據(jù)NE時代的統(tǒng)計，2019年斯達供應了17,129套IGBT模塊，市占率1.6%。

值得注意的是，在3300-6500V領(lǐng)域國內(nèi)唯一制造商的中車時代電氣，目前也在布局電動車用IGBT的產(chǎn)線。與國內(nèi)專注于1300V電壓區(qū)間的廠商相比，中車時代電氣更具有優(yōu)勢，因為從高壓產(chǎn)品向低壓產(chǎn)品拓展要容易得多。據(jù)透露，去年中車時代電氣IGBT的收入規(guī)模是4億多，且全部來源于機車，今年二期將擴產(chǎn)的IGBT產(chǎn)線主要是針對新能源汽車領(lǐng)域，產(chǎn)能達產(chǎn)后，整個IGBT的收入規(guī)模將達二十億元左右。

在目前國內(nèi)短期供不應求的情況下，國內(nèi)廠商正著手解決IGBT產(chǎn)能問題。今年4月底，比亞迪IGBT項目已在長沙開工建設(shè)，該項目建成后可年產(chǎn)25萬片8英寸新能源汽車電子芯，可滿足年裝車50萬輛的產(chǎn)能需求。此外，其他廠商也在加快IGBT的產(chǎn)能建設(shè)，斯達半導新能源汽車用IGBT模塊擴產(chǎn)項目投產(chǎn)后可年產(chǎn)120萬個新能源汽車用IGBT模塊；中車時代電氣計劃在今年量產(chǎn)第6代IGBT技術(shù)IGBT，其8英寸IGBT生產(chǎn)線可年產(chǎn)24萬片。

盡管目前國內(nèi)龍頭企業(yè)已加快擴產(chǎn)布局，但目前來看，仍難以滿足國內(nèi)新能源汽車的需求。行業(yè)人士表示，目前國內(nèi)車載IGBT只適用于低端領(lǐng)域，在高端功率器件領(lǐng)域，與國外企業(yè)的技術(shù)相比還有很大的差異。從全球看，IGBT目前已經(jīng)發(fā)展到7.5代，三菱電機在2012年就推出第7代，而比亞迪2018年底發(fā)布的IGBT 4.0技術(shù)也只是相當于國際上第五代技術(shù)，而斯達半導、中車時代電氣目前計劃量產(chǎn)的也只是第6代產(chǎn)品，所以說，目前和國外仍存在較大差距，國內(nèi)企業(yè)需要高度重視IGBT等功率元器件產(chǎn)品的技術(shù)研發(fā)與投入來提高核心技術(shù)的競爭力，才能彌補短板具備行業(yè)話語權(quán)。