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全球车企都在愁芯片短缺比亚迪真能实现自给自
电动公交车 2014-12-19
全球车企都在愁芯片短缺比亚迪真能实现自给自
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  芯片缺少激励的停产危境正囊括环球汽车业,车企估计将因而牺牲610亿美元发卖额。

  只是,前段时光却传出一个音尘,称比亚迪轻视芯片危境,还说,“不光够自用,还能外供。”

  这可能是场误解,由于博世和大陆先后证据,当下环球芯片缺少最告急的,并不是什么先辈制程芯片,而是最根柢的8位MCU芯片,受此连累,车载电脑两大模块——ESP(车身电子安定体例)和ECU(电子驾驭单位)制不出来了。

  而8位MCU芯片缺少,也是由于消费电子订单暴增,导致本来产能就很紧缺的8英寸晶圆不足用了。

  比亚迪缺不缺ECU欠好说,然而旗下豪爽车型都搭载了博世坐蓐的ESP体例却是毕竟,因而短期内不受到芯片缺少进攻可能不太实际。

  再回来看比亚迪针对汽车缺芯“卡脖子”题目的回应,官方的恢复是:公司坐蓐的IGBT芯片已行使正在各产物线,除品牌自用外,一经有外销,没有“卡脖子”的题目。

  问的是8位MCU芯片,答的是IGBT芯片,一问一答都没错,合正在一块就错得离谱。

  IGBT(绝缘栅双极晶体管)是一种功率半导体器件,首要用于将直流电压逆形成频率可调的互换电,抬高用电功效和节能后果,是处分能源缺少题目和消浸碳排放的环节支柱本事。

  IGBT正在百般电压等第下都能充塞阐发效用,平凡使用于工业驾驭、消费电子、轨道交通、变频家电、租公交车多少钱智能电网、新能源汽车等界限。

  行动一种能源转换与传输的重心器件,IGBT也被称为电气和电子行业的“CPU”。

  跟着轨道交通、智能电网、新能源汽车等界限的加快兴盛,目前我邦事环球IGBT最大需求墟市,然而供需缺口强大。

  2018年,中邦IGBT需求量约为7989万个,而邦内需要唯有1115万个;

  2020年,中邦IGBT需求量上升到1.1亿个以上,而邦内需要唯有2000万个支配。

  特别是中高端IGBT器件,中邦产能告急亏空,长远依赖英飞凌、三菱电机、富士电机、安森美半导体和赛米控等邦际巨头,对外依存度逾越90%。

  和MCU芯片相通,IGBT自昨年以还也陷入缺少,寻常景况下,供应周期为7周至8周,但昨年伸长到了13周至30周。

  昨年11月6日,环球IGBT向导者英飞凌就布告增众正在华投资,将无锡工场的IGBT模块坐蓐线扩修为英飞凌环球最大的IGBT坐蓐基地之一。

  然而,行动一种使用平凡的重心器件,IGBT就像电脑、智老手机中的芯片相通,要是不行告终邦产代替,来日必定也会受制于人。

  正在一辆电动汽车上,驱动电机的驾驭重心是电机驾驭器,而电机驾驭器的重心是逆变器,逆变器是告终能量交直流转化的环节部件,用于电机的驱动或制动时的能量接收。

  而IGBT模块恰是逆变器里的重心电子器件,直接肩负驾驭驱动体例直、互换电转换,确定了电动汽车的最大扭矩和最大输出功率等重心目标。

  不光电机驱动要用到IGBT,车载空调驾驭体例、电池照料体例和充电体例也需求操纵IGBT,于是IGBT模块能够占到电动汽车整车本钱的5%-10%,是三电体例中除电池以外本钱第二高的元件。

  其它,直流充电桩也需求操纵IGBT模块行动开闭元件,约占充电桩原原料本钱的20%。

  连续以还,邦内绝大局部车企都需求外购IGBT坐蓐电控单位,或直接外购电控单位拼装电动汽车。

  2019年,以销量数据计,英飞凌正在中邦车规级IGBT芯片墟市排名第一,市占率高达49.3%,其次即是比亚迪,首要给己方品牌的新能源车做配套,就博得了20%的市占率。

  比亚迪研发坐蓐IGBT,一律是被逼出来的,他们研发纯电动汽车时,IGBT的首要使用场景还不是汽车,墟市上找不到符合的车规级IGBT模块,只可自力谋生从零起头。

  2007年,比亚迪成立IGBT模块产线,已毕首款电动汽车IGBT模块样品拼装;

  2008年,比亚迪斥资1.71亿黎民币,收购宁波中纬晶圆代工场,具有了晶圆修筑本事;

  2009年,比亚迪推出首款车规级IGBT 1.0本事,粉碎邦际厂商垄断,告终了我邦正在车规级IGBT芯片本事上零的冲破;

  2012年,比亚迪IGBT 2.0芯片研发告捷,IGBT模块于2014年正在e6、K9等新能源车型上批量装车;

  平心而论,和英飞凌的IGBT芯片比,比亚迪自研的芯片确实存正在差异,起码算不上顶尖。

  论代差,英飞凌的IGBT一经兴盛了第7代,而比亚迪2018岁尾宣布的IGBT 4.0,只相当于邦际上的第5代IGBT;

  论本钱,英飞凌有12英寸产线英寸产线,晶圆越大,单元芯片的修筑本钱就会更低;

  论工艺,IGBT芯片最紧要的工艺是减薄工艺,英飞凌的IGBT芯片最低可减薄到40μm(微米),而比亚迪2018岁尾的程度是120μm。

  差异无法回避,但起码正在自家新能源车生意的支柱下,比亚迪的IGBT芯片从无到有,电动垃圾车生产厂家络续巨大。

  目前,比亚迪是中邦唯逐一家具有IGBT无缺财产链的车企,包罗IGBT芯片安排、晶圆修筑、模块封装和下逛使用正在内的一体化筹办全财产链。

  2020年,比亚迪IGBT芯片晶圆的产能已抵达5万片/月,估计2021年可达10万片/月,一年可供应120万辆新能源车,服从这个供应量来看,比亚迪IGBT芯片早晚城市外销给其他品牌。

  当初,英飞凌即是直接从第4代跳到第7代,由于第5代和第6代本来都是过渡性产物,不行真正算一个代系。

  更紧要的是,受硅基原料自己限度,自第6代往后,IGBT的潜力一经睹顶,业内都把元气心灵变动到了以SiC(碳化硅)为代外的第三代功率半导体原料上。

  碳化硅的耐高压本事是硅的10倍、耐高温本事是硅的2倍、高频本事是硅的2倍。

  比照Si(硅基)半导体,SiC半导体损耗低、功效高,SiC功率模块能够明显擢升电机驾驭器的功率密度。

  相像功率等第下,SiC模块体积重量远小于硅基模块,能够让电驱动体例构造更紧凑,也能够消浸整车能耗,擢升5-10%的续航里程。

  相像封装下,SiC模块具备更高的电流输出本事,能够扶助逆变器抵达更高功率。

  行动新能源车抬高功效最有用的本事,SiC已被视作新能源汽车下一代功率半导体重心器件。

  丰田早就示意:“SiC具有与汽油带头机一致的紧要性。”并确定一律自决坐蓐。

  2014年5月,丰田就布告与电装、丰田核心磋议所团结拓荒出了SiC功率半导体。

  2020年,丰田全新一代氢燃料汽车Mirai上搭载了SiC功率模块,功率模块体积缩小了30%,损耗消浸了70%,续航里程较上一代车型擢升了约30%。

  Model 3的主逆变器由24个功率模块构成,每个模块均基于两片由意法半导体特意为Tesla客制化坐蓐的SiC MOSFET。

  要是说十年四代IGBT芯片的拓荒,是比亚迪追逐海外巨头,络续勉力缩小差异的历程,那么正在SiC MOSFET的研发和使用方面,两边这回站上了统一条起跑线月,比亚迪汉上市。

  目前,局部SiC使用的首要缘由仍然价值,其价值是守旧硅基IGBT的6倍。

  因而,就连特斯拉Model 3的中低续航版本,仍然仍然操纵从来的IGBT模块。

  而正在电动汽车上,电控体例、电池照料体例、充电逆变体例、整车热照料体例等全要用到MCU。

  这是由于,从工业级MCU到车规级MCU,是一场超高难度的跨级别生意延迟。

  比拟消费级芯片和工业级芯片,车规级芯片研发周期长、安排门槛高、资金进入大、认证周期长,因而比亚迪也要花整整11年才略跨过这一门槛。

  截至目前,比亚迪车规级MCU批量装载正在比亚迪全系列车型上,已累计装车超500万颗,而工业级MCU更是累计出货逾越20亿颗。

  能够说,固然比亚迪现正在还不行一律脱离“缺芯”的困扰,但来日早晚会有“不缺芯”的底气。

  特别正在期间的配景下,各大车企也鲜明加疾了邦产化代替过程,邦内汽车半导体企业也迎来了史籍性机缘。

  正在车规级IGBT芯片界限,除了比亚迪外,另一家IDM(集芯片安排、修筑、封装和测试于一身的形式)大玩家是中车期间电气,2020年9月,中车下线英寸车规级IGBT芯片坐蓐线。

  其它,另有采用Fabless(无工场芯片供应商)形式的斯达半导,目前是唯逐一家车规级IGBT芯片环球市占率排名前十的中邦公司,其配套车辆抵达16万辆,且已告终了第6代IGBT芯片的使用。

  例如,恩智浦半导体就准备正在2021年推出基于5nm制程芯片的新一代高职能汽车策动平台。

  于是,邦产车规级芯片的来日,最终仍将取决于咱们能否进一步冲破先辈制程工艺。