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沒有核心的IGBT芯片,國產(chǎn)電動汽車談什么彎道超車?

時間:2021/4/4 21:52:03瀏覽次數(shù):2485

人無遠(yuǎn)慮,必有近憂!

近日,中美貿(mào)易摩擦再次升級成為眾人關(guān)注的焦點。美方對中方的壓制以及中方的抵制,“備胎芯片”全部轉(zhuǎn)正讓國人熱血沸騰。然而,除了通訊等關(guān)鍵技術(shù)外,汽車產(chǎn)業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè),新能源汽車作為我國的七大新興產(chǎn)業(yè)之一,新能源汽車用IGBT芯片等關(guān)鍵技術(shù)同樣不容忽視。作為中國高科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重心和先進(jìn)示范基地,深圳在通訊、半導(dǎo)體、人工智能、鋰電、新能源汽車等產(chǎn)業(yè)上,是全國發(fā)展的標(biāo)桿!近日,在深圳發(fā)改委發(fā)布的《深圳市綠色低碳產(chǎn)業(yè)2019年第二批扶持計劃的通知》中明確,將重點加強新能源汽車、先進(jìn)核能、高效儲能、可再生能源等產(chǎn)業(yè)的鼓勵和扶持。其中,新能源汽車是重點扶持的領(lǐng)域!通知明確,純電動汽車、混合動力汽車、燃料電池等新能源整車以電池、電控、電機(jī)、充電設(shè)備、直流變換器等關(guān)鍵零部件材料、制造和裝備要重點支持。此外,電動車用大功率IGBT芯片及碳化硅MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)芯片模塊等關(guān)鍵零部件,車載儲氫系統(tǒng)以及氫制備、儲運和加注技術(shù)要加快研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化。


IGBT芯片是新能源汽車的“CPU”

作為電動汽車的“大腦”,IGBT可以說是電動車的核心技術(shù)之一,IGBT的性能直接影響電動車功率的釋放速度。當(dāng)前,IGBT在新能源汽車的能源變換與傳輸中,主要作用是交流電和直流電的轉(zhuǎn)換,同時IGBT還承擔(dān)電壓的高低轉(zhuǎn)換的功能,外界充電的時候是交流電,需要通過IGBT轉(zhuǎn)變成直流電然后給電池,同時要把220V電壓轉(zhuǎn)換成適當(dāng)?shù)碾妷阂陨喜拍芙o電池組充電。電池放電的時候,通過IGBT把直流電轉(zhuǎn)變成交流電機(jī)使用的交流電,同時起到對交流電機(jī)的變頻控制,變壓必不可少。

目前,新能源汽車產(chǎn)業(yè)的到來讓國內(nèi)的汽車企業(yè)興奮不已,不少車企認(rèn)為這是我國汽車產(chǎn)業(yè)彎道超車的絕佳機(jī)會,然而,沒有核心技術(shù)的新能源汽車彎道超車仍是個偽命題。電動汽車時代,國產(chǎn)電控技術(shù)與國外的差距,將比內(nèi)燃機(jī)時代更大。在內(nèi)燃機(jī)時代,通過測繪模仿,發(fā)動機(jī)性能能達(dá)到80%。而電氣化時代,經(jīng)過晶圓切割、測試、封裝制造出來,好比計算機(jī)CPU的新能源汽車IGBT芯片如何山寨別人呢?答案是艱難。


IGBT市場需求大,但大部分卻依靠進(jìn)口

縱觀當(dāng)前的新能源汽車市場,新能源與智能化的發(fā)展趨勢火熱,我國新能源汽車用IGBT未來市場規(guī)模將有望達(dá)到百億級……

IGBT芯片在當(dāng)前的市場需求越來越大,那么占整車成本的如何呢?據(jù)統(tǒng)計,目前平均每輛汽車裝載要8個汽車芯片,隨著新四化趨勢的需求越來越大,未來汽車芯片用量也將會越來越多。而目前,國內(nèi)汽車行業(yè)所用芯片幾乎大部分靠進(jìn)口。不僅汽車,IGBT在現(xiàn)代交通系統(tǒng)中有多重要?從以下數(shù)字便可看出一二。在直流充電樁中,30%的原材料成本是IGBT;電力機(jī)車一般需要500個IGBT模塊;動車組需要100個IGBT模塊;一節(jié)地鐵需要50-80個IGBT模塊……總歸下來,IGBT約占電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)成本的一半,而電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)占整車成本的15-20%,這樣算來,IGBT占整車成本的7-10%,在新能源汽車中,IGBT是除電池之外成本第二高的元器件,也控制著整車的能源效率。那么,作為我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)彎道超車的關(guān)鍵技術(shù),IGBT目前在國內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀如何?在中美貿(mào)易爭端面前,當(dāng)前哪些企業(yè)具備了IGBT芯片的研發(fā)和生產(chǎn)?我們與國外的水平相比差距又如何呢?


打造電動汽車中國“芯”,我們距離國外還有多遠(yuǎn)?

當(dāng)前,中國成為全球最大的新能源汽車市場,自主新能源車企在迎來重大發(fā)展機(jī)遇的同時,新能源汽車的許多關(guān)鍵技術(shù)卻仍然依賴于進(jìn)口。國內(nèi)車用IGBT技術(shù)剛剛起步,芯片和模塊在國內(nèi)尚未完全形成產(chǎn)業(yè)布局。目前我國新能源汽車IGBT產(chǎn)品98%以上采用國外進(jìn)口,費用極高。

而國內(nèi)在電機(jī)、電控領(lǐng)域的自主化程度仍遠(yuǎn)落后于動力電池領(lǐng)域的研發(fā)和生產(chǎn)。IGBT芯片等仍不具備完全自主生產(chǎn)能力,具備系統(tǒng)完整知識產(chǎn)權(quán)的整車企業(yè)和零部件企業(yè)仍是少數(shù)。目前國內(nèi)的IGBT主要廠商有中車時代電氣、比亞迪、士蘭微、華微、嘉興斯達(dá)、中環(huán)股份等。去年12月,比亞迪在寧波發(fā)布IGBT4.0,宣布多項參數(shù)優(yōu)于行業(yè)水平,目前看來,比亞迪將在汽車功率半導(dǎo)體上更進(jìn)一步,并有望對國內(nèi)新能源車廠開放IGBT供應(yīng),打破國外壟斷的格局。不過,我國IGBT技術(shù)與國外的差距仍很大。這些在國內(nèi)IGBT技術(shù)較為先進(jìn)的企業(yè)中,其中符合新能源汽車配套條件的只有一兩家,而且其在技術(shù)成熟度和先進(jìn)性上,做得仍然不夠完善。IGBT目前已經(jīng)發(fā)展到7.5代,第7代由三菱電機(jī)在2012年推出,三菱電機(jī)目前的水平可以看作7.5代,我國目前仍處于第三、四代水平上,差距較大。在國外知名的IGBT廠商中,日本三菱電機(jī)是領(lǐng)先的生產(chǎn)廠商,富士電機(jī)是世界第二大的IGBT器件制造商,幾乎占據(jù)了全日本的電動汽車領(lǐng)域;德國有代表性的企業(yè)有英飛凌、西門康、威科等,英飛凌是世界第三大IGBT生產(chǎn)商,目前,英飛凌在國內(nèi)新能源汽車用IGBT市場所占份額高達(dá)七成!除了日系廠家,英飛凌幾乎包攬了所有電動汽車的IGBT市場。技術(shù)上的瓶頸和差距暫且不說,單從市場份額來看,近乎全部依賴于國外進(jìn)口IGBT的我國電動汽車如果想要彎道超車,一旦被切斷了來源,將舉步維艱。


或許,此番貿(mào)易爭端還只是一個小小的開始。隨著中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展,產(chǎn)業(yè)不斷升級的背后,觸碰到的是外資企業(yè)的奶酪。在不合理的重重壓迫之下,自主企業(yè)如若沒有自己的“備胎”,未能掌握核心技術(shù),將寸步難行。唯有保證芯片的國產(chǎn)化,我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)才有望可持續(xù)發(fā)展!