潮车行天下:中国汽车报,比亚迪成立半导体公司、英飞凌收购赛普拉斯,汽车芯片产业格局能否改变?|

近来 , 汽车零部件领域的两条消息 , 受到业界广泛关注 。
4月14日晚 , 比亚迪发布公告 , 称其全资子公司深圳比亚迪微电子有限公司重组完成 , 并已更名为比亚迪半导体有限公司(以下简称“比亚迪半导体”) , 并将谋求上市 。
两天后的4月16日 , 德国英飞凌科技有限公司宣布完成收购美国赛普拉斯半导体公司 。 由此 , 英飞凌不仅将跻身全球半导体制造商前八位之列 , 而且还将成为全球最大的汽车半导体供应商 。
在全球疫情肆虐、车市滑坡的情况下 , 汽车半导体产业却逆势向前 , 呈现了强劲的发展势头 。
潮车行天下:中国汽车报,比亚迪成立半导体公司、英飞凌收购赛普拉斯,汽车芯片产业格局能否改变?|
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中国汽车工业协会顾问杜芳慈在接受《中国汽车报》采访人员采访时说:“在汽车产业变革和新‘四化’背景下 , 汽车半导体有空前的发展机遇 , 也是零部件技术前沿竞争的焦点之一 。 相关企业要想赢得竞争 , 就必须及早行动 。 ”
绕不开的IGBT芯片
2019年 , 中国汽车产销分别完成2572.1万辆和2576.9万辆 , 虽然同比分别下降7.5%和8.2% , 但产销量已经连续11年蝉联全球第一 。 在产销量领先的同时 , 汽车半导体产业却令人忧虑 , 其中作为汽车重要零部件之一的IGBT(绝缘栅双极型晶体管)芯片仍有90%以上依赖进口 。
IGBT芯片是汽车功率元器件之一 , 因设计门槛高、制造技术难、投资大 , 被称为电动汽车核心技术的“珠穆朗玛峰” 。 此前 , 该技术主要掌握在跨国公司手中 。 相比燃油汽车 , 新能源汽车尤其是纯电动汽车的IGBT芯片需求量更大 。
人们常说的IGBT实际是IGBT芯片的简称 。 一般情况下 , IGBT晶体管并不是直接使用在汽车上 , 而是通过集成于芯片之中的形式体现自己存在的价值 。 即使是IGBT功率管 , 也需要通过一整套电路来保证其性能的发挥 。 在汽车电子设备中 , 一个模组包含若干芯片 , 一个芯片包含若干IGBT晶体管 。 由IGBT组成的芯片与动力电池电芯并称为电动汽车的“双芯” , 是影响电动汽车性能的关键 。 在一辆纯电动汽车中 , IGBT芯片约占电机驱动系统成本的一半 , 而电机驱动系统占整车成本的15%至20% , 也就是说IGBT芯片占整车成本的7%至10% , 是除电池之外成本名居第二位的零部件 , 也决定了整车的能源效率 。 而且除电驱动系统外 , 整车包括高压充电机、空调系统等多个电气组件均必须使用 。
通常情况下 , 汽车IGBT芯片的应用 , 主要在汽车的五个领域 , 分别是功率器件、传感器、处理器、专用集成电路、逻辑电路等 。 其中 , 传感器、MCU(微控制单元)和功率期间最为常用 , 又属MCU占比最高 , 其次是功率器件 , 其主要应用于汽车动力控制、照明、燃油喷射、底盘等系统 。
传统燃油汽车中 , 功率IGBT芯片主要应用于启动、发电和安全领域 , 新能源特别是纯电动汽车普遍采用高压电路 , 当电池输出高压时 , 需要频繁进行电压变化 , 对电压转换电路需求提升 , 此外还需要大量的DC-AC逆变器、变压器、换流器等 , 这些对IGBT、MOSFET(金属-氧化物半导体场效应晶体管)、二极管等半导体器件及芯片的需求量更大 。
区别于消费芯片及一般工业芯片 , 汽车芯片面临的工作环境更为恶劣 , 温度范围可宽至-40℃至155℃ , 还须适应高振动、多粉尘、电磁干扰等环境 。 由于汽车涉及人身安全问题 , 汽车芯片对于可靠性及安全性的要求也更高 , 一般设计寿命为15年或20万公里 。 “车规级”芯片需要经过严苛的认证流程 。 一款芯片一般需要2至3年时间完成车规认证才能进入整车厂供应链;而一旦进入之后 , 一般也能拥有长达5至10年的供货周期 。
2017年 , 全球IGBT芯片和模组的市场规模为40.6亿美元 , 约占全球功率器件市场总规模的19% 。 其中 , IGBT芯片和模组的市场规模分别为10.3亿美元和30.3亿美元 。 仅英飞凌、日本三菱、富士电机、安森美、ABB等五大公司的市场份额就超过70% 。


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