功率半導(dǎo)體是電力電子設(shè)備實(shí)現(xiàn)電力轉(zhuǎn)換和電路控制的核心元器件，主要用來(lái)對(duì)電力進(jìn)行轉(zhuǎn)換、控制，用于改變電子裝置中的電壓和頻率、直流交流轉(zhuǎn)換等，涉及電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)效率、充電速度以及續(xù)航里程等多方面性能，是電動(dòng)汽車三電系統(tǒng)的核心部件。

當(dāng)前，汽車“新四化”變革狂飆突進(jìn)，對(duì)車規(guī)級(jí)功率器件的需求逐漸向IGBT、SiC MOSFET等高價(jià)值量高功率器件靠攏，也推動(dòng)著各種DC-DC模塊、電機(jī)控制系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)、高壓電路等部件需求量急劇攀升，功率半導(dǎo)體需求量水漲船高。

新能源汽車動(dòng)力總成的簡(jiǎn)化示意圖（圖源：Amoker）

據(jù)Strategy Analytics數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，相較傳統(tǒng)燃油車，純電動(dòng)車型中的功率半導(dǎo)體使用量大幅提升，價(jià)值占比約為55%。2022年新能源汽車的單車功率半導(dǎo)體價(jià)值量達(dá)458.7美元，約為傳統(tǒng)燃油車的5倍。

在眾多被新能源汽車帶動(dòng)的半導(dǎo)體產(chǎn)品中，汽車功率器件市場(chǎng)成為受益最大的賽道之一。受量?jī)r(jià)齊升帶動(dòng)，汽車領(lǐng)域功率半導(dǎo)體市場(chǎng)份額逐年提高，目前占比已經(jīng)達(dá)到35%，金額約為160億美元。

其中，受益于其下游電動(dòng)車和新能源的有利的增長(zhǎng)前景，瑞銀表示，2023-2025年中國(guó)功率半導(dǎo)體公司的收入或以全球市場(chǎng)兩到三倍的速度增長(zhǎng)。

市場(chǎng)需求陡升之余，上一輪車用芯片的短缺危機(jī)，突顯出車企對(duì)半導(dǎo)體的依賴程度。其中，作為最大的增量產(chǎn)品，功率半導(dǎo)體正迎來(lái)“量?jī)r(jià)齊升”的快速發(fā)展階段。

在其重要性愈發(fā)凸顯趨勢(shì)下，車企的布局重心也逐漸向功率半導(dǎo)體領(lǐng)域傾斜。

大概從2020年至今，車企布局功率半導(dǎo)體，逐漸成為一股越來(lái)越強(qiáng)勁的浪潮。

綜合各家對(duì)于芯片研發(fā)需求和資源選擇方式，可以看到當(dāng)前車企的入局模式主要分為三種：自研、合資/聯(lián)合研發(fā)和戰(zhàn)略投資。

縱觀行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，由于車規(guī)級(jí)功率半導(dǎo)體是一個(gè)高技術(shù)壁壘的領(lǐng)域，對(duì)可靠性、安全性等要求極為苛刻，而國(guó)內(nèi)發(fā)展起步較晚，汽車行業(yè)供應(yīng)鏈又相對(duì)封閉，長(zhǎng)期以來(lái)，英飛凌、安森美、意法半導(dǎo)體、三菱電機(jī)等歐美日大廠憑借多年的技術(shù)積累和先進(jìn)的制造能力占據(jù)了市場(chǎng)主導(dǎo)地位。

在這樣的背景下，也就意味著國(guó)內(nèi)車企要想實(shí)現(xiàn)對(duì)功率半導(dǎo)體核心技術(shù)的自主掌控，現(xiàn)階段難度較大，是一條漫漫“長(zhǎng)征”之路。

長(zhǎng)周期、高研發(fā)成本的投入需要企業(yè)持續(xù)不斷的輸血，加上后續(xù)的上車驗(yàn)證、放量以及回報(bào)率問(wèn)題也存在不確定性，因而選擇自研功率半導(dǎo)體模式的車企相對(duì)較少。

在此，比亞迪是“先行者”。

比亞迪半導(dǎo)體

早在2005年，比亞迪旗下的比亞迪半導(dǎo)體便開(kāi)啟了IGBT自研之路。

回顧其發(fā)展歷程，2007年，比亞迪半導(dǎo)體建立IGBT模塊生產(chǎn)線，2009年完成首款車規(guī)級(jí)IGBT芯片開(kāi)發(fā)，2018 年底發(fā)布車規(guī)級(jí)領(lǐng)域具有標(biāo)桿性意義的IGBT 4.0技術(shù)，2021年基于高密度Trench FS的IGBT 5.0技術(shù)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

比亞迪已擁有全產(chǎn)業(yè)鏈IDM模式的運(yùn)營(yíng)能力。目前在IGBT模塊領(lǐng)域，比亞迪半導(dǎo)體也已站到國(guó)內(nèi)頭部位置。IGBT模塊市場(chǎng)占有率達(dá)19%，僅次于英飛凌。

除了IGBT，比亞迪半導(dǎo)體在MCU芯片領(lǐng)域也有很強(qiáng)的話語(yǔ)權(quán)。此外，其還實(shí)現(xiàn)了SiC器件、IPM、CMOS圖像傳感器、電磁傳感器、LED光源及顯示等產(chǎn)品量產(chǎn)。

基于此，在整個(gè)車市備受“缺芯”折磨的疫情三年期間，這些競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)助推比亞迪一路逆風(fēng)而起，新能源汽車銷量屢創(chuàng)新高。

有業(yè)內(nèi)人士直言，比亞迪之所以能夠一枝獨(dú)秀，關(guān)鍵就在于其擁有IGBT全產(chǎn)業(yè)鏈IDM模式運(yùn)營(yíng)能力，其搭建了從芯片設(shè)計(jì)、晶圓制造、模塊設(shè)計(jì)和整車應(yīng)用的全產(chǎn)業(yè)鏈。

前不久，位于紹興濱海新區(qū)的比亞迪半導(dǎo)體功率器件和傳感控制器件研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目一期竣工。

據(jù)了解，該項(xiàng)目總投資100億元，用地417畝，項(xiàng)目建設(shè)年產(chǎn)72萬(wàn)片功率器件產(chǎn)品和年產(chǎn)60億套光微電子產(chǎn)品生產(chǎn)線，達(dá)產(chǎn)后可實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)值150億元。一期項(xiàng)目研發(fā)生產(chǎn)的功率器件、傳感控制器件，均為新能源汽車核心器件。

相較于其汽車銷量一路扶搖直上，比亞迪半導(dǎo)體的IPO之路卻盡顯曲折，多次IPO"被中止"。不過(guò)，在今年3月的業(yè)績(jī)會(huì)上，比亞迪董事長(zhǎng)王傳福再次表態(tài)，"比亞迪半導(dǎo)體上市計(jì)劃不變，只是進(jìn)程上有一些調(diào)整"。

事實(shí)上，上市募資投建功率半導(dǎo)體，本就是比亞迪計(jì)劃之一。據(jù)此前規(guī)劃，比亞迪半導(dǎo)體上市將募集26.86億元，其中3.12億元將用于新型功率半導(dǎo)體芯片產(chǎn)業(yè)化及升級(jí)項(xiàng)目，20.74億元用于功率半導(dǎo)體和智能控制器件研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，3億元用于補(bǔ)充流動(dòng)資金。

另外，面對(duì)新能源汽車行業(yè)的持續(xù)增長(zhǎng)，新增晶圓產(chǎn)能仍遠(yuǎn)不能滿足下游需求。為盡快提升產(chǎn)能供給能力和自主可控能力，比亞迪半導(dǎo)體擬搶抓時(shí)間窗口，開(kāi)展大規(guī)模晶圓產(chǎn)能投資建設(shè)。為擴(kuò)大晶圓產(chǎn)能，比亞迪半導(dǎo)體上市在審期間還投資約49億元實(shí)施濟(jì)南功率半導(dǎo)體產(chǎn)能建設(shè)項(xiàng)目。目前該項(xiàng)目已建成投產(chǎn)，產(chǎn)能爬坡順利，滿產(chǎn)狀態(tài)產(chǎn)能達(dá)到3萬(wàn)片/月，預(yù)計(jì)會(huì)對(duì)比亞迪半導(dǎo)體未來(lái)資產(chǎn)和業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大影響。

吉利-晶能微電子

基于比亞迪這一“楷?！痹谇?，其他車企也開(kāi)始爭(zhēng)先效仿。

吉利去年6月也已經(jīng)孵化了自己的功率半導(dǎo)體公司——晶能微電子，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，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I(lǐng)GBT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)更低的開(kāi)關(guān)損耗，功率密度增大約35%。

6月，該公司還宣布完成第二輪融資，強(qiáng)調(diào)將按既定目標(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。今年9月，晶能微電子再次宣布，首款SiC半橋模塊試制成功。

近日，嘉興市政府網(wǎng)披露了晶能微電子科技生產(chǎn)基地項(xiàng)目對(duì)外招標(biāo)的信息，項(xiàng)目進(jìn)入建設(shè)階段。據(jù)悉，該項(xiàng)目總投資50億元，分兩期建設(shè)。其中，一期建設(shè)內(nèi)容為6英寸晶圓制造項(xiàng)目及汽車SiC模塊制造生產(chǎn)和研發(fā)基地。6英寸晶圓制造項(xiàng)目主要建設(shè)內(nèi)容為投資建設(shè)月產(chǎn)4萬(wàn)片的6英寸硅基晶圓生產(chǎn)線及相關(guān)配套；SiC模塊制造項(xiàng)目主要建設(shè)內(nèi)容為投資建設(shè)年產(chǎn)60萬(wàn)套SiC模塊制造生產(chǎn)線及相關(guān)配套。一期項(xiàng)目建設(shè)完成之后，晶能微還將繼續(xù)在二期項(xiàng)目當(dāng)中擴(kuò)產(chǎn)。二期將主要投資建設(shè)年產(chǎn)180萬(wàn)套SiC塑封半橋模塊制造生產(chǎn)線及相關(guān)配套，繼續(xù)豐富碳化硅模組產(chǎn)品供應(yīng)類型。

除了嘉興項(xiàng)目，晶能微在產(chǎn)能方面今年以來(lái)多點(diǎn)布局。5月26日，晶能微電子與溫嶺開(kāi)發(fā)區(qū)簽訂項(xiàng)目合作協(xié)議，計(jì)劃投資建設(shè)車規(guī)級(jí)半導(dǎo)體封測(cè)基地。

長(zhǎng)城汽車-芯動(dòng)半導(dǎo)體

想要自研功率半導(dǎo)體的還有長(zhǎng)城汽車，去年11月長(zhǎng)城設(shè)立的芯動(dòng)半導(dǎo)體第三代半導(dǎo)體模組封測(cè)項(xiàng)目也已于今年2月在無(wú)錫動(dòng)工，規(guī)劃車規(guī)級(jí)模組年產(chǎn)能120萬(wàn)套，產(chǎn)品涵蓋功率半導(dǎo)體模塊、分立器件等，預(yù)計(jì)在今年9月具備設(shè)備全面入廠條件。

目前，芯動(dòng)半導(dǎo)體以車規(guī)級(jí)功率半導(dǎo)體為起點(diǎn)，在產(chǎn)品方面取得了諸多進(jìn)展。

今年6月，芯動(dòng)半導(dǎo)體750V/820A IGBT功率模塊通過(guò)車規(guī)級(jí)AQG324認(rèn)證；今年7月，完成25項(xiàng)電驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)；今年8月，芯動(dòng)半導(dǎo)體首批 750V/820A IGBT功率模塊裝機(jī)成功，并通過(guò)嚴(yán)格的下線測(cè)試，首批產(chǎn)品順利交付；今年11月，芯動(dòng)半導(dǎo)體自主研發(fā)的GFM平臺(tái) 750V/820A IGBT功率模塊順利裝車，首次實(shí)現(xiàn)在新能源汽車主驅(qū)控制器中的規(guī)?；瘧?yīng)用。

項(xiàng)目方面，今年年初，芯動(dòng)第三代半導(dǎo)體模組封測(cè)項(xiàng)目在無(wú)錫奠基；8月，無(wú)錫制造基地首批封測(cè)設(shè)備順利進(jìn)廠，芯動(dòng)第三代半導(dǎo)體模組封測(cè)項(xiàng)目主體封頂；今年10月，產(chǎn)線全面通線，采用國(guó)際領(lǐng)先的生產(chǎn)設(shè)備；預(yù)計(jì)12月底正式投入量產(chǎn)。

12月1日，芯動(dòng)半導(dǎo)體與博世汽車電子在上海簽署了長(zhǎng)期訂單合作協(xié)議。

據(jù)透露，本次合作聚焦SiC業(yè)務(wù)，將進(jìn)一步助力芯動(dòng)半導(dǎo)體SiC業(yè)務(wù)穩(wěn)步發(fā)展。同時(shí)，也將促進(jìn)芯動(dòng)半導(dǎo)體形成更加集聚的發(fā)展格局，進(jìn)一步推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈融合。

奇瑞-瑞迪微電子

奇瑞汽車也早在4年前就開(kāi)始啟動(dòng)了IGBT生產(chǎn)鏈，成立瑞迪微電子公司，從事IGBT模塊及碳化硅MOS/SBD芯片的研發(fā)、封測(cè)和銷售。

據(jù)悉，該項(xiàng)目總投資8億元人民幣，一期投資3億元人民幣，建設(shè)高度自動(dòng)化、智能化的IGBT模塊封測(cè)生產(chǎn)線，建成后年產(chǎn)能150萬(wàn)只新能源汽車IGBT模塊，年配套60萬(wàn)臺(tái)新能源車；二期擴(kuò)建后年產(chǎn)能可配套200萬(wàn)臺(tái)新能源車。

同時(shí)在碳化硅器件領(lǐng)域，瑞迪微電子在去年已與奇瑞汽車平臺(tái)及外部驅(qū)動(dòng)方案合作伙伴已展開(kāi)深度合作聯(lián)合開(kāi)發(fā)，今年已啟動(dòng)導(dǎo)入驗(yàn)證，其碳化硅模塊將首先進(jìn)入奇瑞汽車供應(yīng)鏈，然后逐步開(kāi)展與其他車廠及系統(tǒng)廠商的合作，目前已準(zhǔn)備投資規(guī)劃碳化硅模塊產(chǎn)線。

文章來(lái)源：半導(dǎo)體行業(yè)觀察