在過去相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間里，汽車功率半導(dǎo)體市場(chǎng)一直由歐美日等外資巨頭牢牢占據(jù)著主導(dǎo)地位。近幾年新能源汽車的快速發(fā)展，讓作為電子系統(tǒng)中電能轉(zhuǎn)換和開關(guān)控制核心的功率器件站上風(fēng)口，本土企業(yè)隨之迎來自主突圍新拐點(diǎn)。
放眼市場(chǎng)，當(dāng)前從傳統(tǒng)Si功率器件IGBT、MOSFET，到以SiC、GaN等為代表的第三代半導(dǎo)體，國(guó)內(nèi)都有企業(yè)布局。尤其是在應(yīng)用相對(duì)較成熟的硅基IGBT領(lǐng)域，隨著本土企業(yè)在研發(fā)和生產(chǎn)方面不斷取得新突破，另一方面，受制于全球半導(dǎo)體產(chǎn)能緊張，主要企業(yè)交期延長(zhǎng)，一些本土車企開始將目光轉(zhuǎn)向國(guó)產(chǎn)功率器件，自主功率半導(dǎo)體由此逐漸在市場(chǎng)占據(jù)一席之地。
汽車功率半導(dǎo)體站上風(fēng)口
新能源汽車的迅猛發(fā)展，讓功率半導(dǎo)體成為了當(dāng)前行業(yè)最熱門的投資領(lǐng)域之一。
以目前發(fā)展最快的IGBT為例，據(jù)Yole分析數(shù)據(jù)顯示，2020年IGBT在EV/HEV領(lǐng)域的市場(chǎng)規(guī)模約為5.09億美元。其中，在新能源整車電控中，車規(guī)級(jí)IGBT模塊成本據(jù)悉已經(jīng)占到了44%，在充電樁中，約占總成本的20%。
未來隨著新能源汽車市場(chǎng)的持續(xù)爆發(fā)，IGBT有望繼續(xù)迎來更廣闊的市場(chǎng)空間。有預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)指出，到2025年，全球電動(dòng)汽車IGBT市場(chǎng)規(guī)?；蜻M(jìn)一步增長(zhǎng)到456億元，成為汽車電動(dòng)化進(jìn)程中最主要的價(jià)值增長(zhǎng)點(diǎn)。其中中國(guó)EV和PHEV乘用車市場(chǎng)IGBT市場(chǎng)規(guī)模到2025年將達(dá)186億元，海外將達(dá)262億元。
然而，面對(duì)這塊“大蛋糕”，本土企業(yè)能吃到的份額卻不足10%，超過90%需從海外進(jìn)口。例如2019年成功躋身全球 IGBT 模塊供應(yīng)商前十的斯達(dá)半導(dǎo)，市場(chǎng)份額也不過2.5%，距離頭部的英飛凌、三菱電機(jī)、富士電機(jī)、安森美等還有很大的提升空間。
但發(fā)展新能源汽車，功率半導(dǎo)體又是繞不過的檻。特別是當(dāng)今國(guó)際形勢(shì)變化難測(cè)，國(guó)與國(guó)之間科技競(jìng)爭(zhēng)日趨白熱化，更是激發(fā)了本土企業(yè)加緊實(shí)現(xiàn)功率半導(dǎo)體自主可控的迫切性，實(shí)現(xiàn)汽車功率半導(dǎo)體的自主可控勢(shì)在必行。為此，過去幾年大批企業(yè)紛紛扎進(jìn)這一領(lǐng)域。
8月中旬，聞泰科技發(fā)布公告稱，旗下全資子公司安世半導(dǎo)體完成了對(duì)英國(guó)芯片制造商N(yùn)WF母公司NEPTUNE 6 LIMITED的收購(gòu)。據(jù)悉，NWF是英國(guó)為數(shù)不多的半導(dǎo)體芯片制造商之一，主要生產(chǎn)用于汽車的功率半導(dǎo)體芯片，根據(jù)IHS統(tǒng)計(jì)，NWF2020年收入中92%來自于功率器件，8%來自于模擬芯片。
因此，此次聞泰科技收購(gòu)NWF，也被視為延伸安世半導(dǎo)體在車規(guī)級(jí)IGBT、MOSFET、Analog和化合物半導(dǎo)體等產(chǎn)品領(lǐng)域的IDM能力，進(jìn)一步豐富車用芯片的供給能力。此前4月，聞泰科技已經(jīng)宣布將投入120億元，在上海建設(shè)一座12英寸晶圓廠，生產(chǎn)用于電動(dòng)汽車的功率芯片和晶圓管等分立器件。
8月初，智能電動(dòng)汽車領(lǐng)域的新跨界企業(yè)富士康也宣布斥資25.2億新臺(tái)幣從旺宏電子手中收購(gòu)一家芯片工廠，用來開發(fā)與生產(chǎn)第三代半導(dǎo)體，特別是電動(dòng)汽車所用的碳化硅（SiC）功率元件。據(jù)悉，該工廠計(jì)劃到2024年每月生產(chǎn)1.5萬片晶圓，每月可為3萬輛電動(dòng)汽車提供碳化硅半導(dǎo)體。
差不多同一時(shí)間，皇庭國(guó)際宣布以4600萬元間接參股意發(fā)功率半導(dǎo)體有限公司。后者正在利用現(xiàn)有的充放電功率半導(dǎo)體的技術(shù)積累，拓展充電樁控制芯片、電動(dòng)車控制芯片業(yè)務(wù)。所以，皇庭國(guó)際此舉也被認(rèn)為是看上了車用功率半導(dǎo)體這一黃金賽道。
當(dāng)前，新能源汽車的快速發(fā)展，對(duì)功率半導(dǎo)體的需求不斷加大。據(jù)相關(guān)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，2020-2026 年，電動(dòng)車功率半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模將從 14 億美元增長(zhǎng)到 56 億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率為 25.7％，成為新能源汽車用半導(dǎo)體提升最為顯著的細(xì)分市場(chǎng)之一。
本土企業(yè)密集布局
整體來看，本土汽車功率半導(dǎo)體玩家主要有兩類，一類是傳統(tǒng)的半導(dǎo)體企業(yè)，如斯達(dá)半導(dǎo)、中車時(shí)代、士蘭微等，這幾家企業(yè)目前正處于快速市場(chǎng)化階段。
其中斯達(dá)半導(dǎo)整體進(jìn)展相對(duì)較快，該公司的產(chǎn)品在一些中小功率的電子電控上已經(jīng)有批量應(yīng)用，并且市場(chǎng)表現(xiàn)也挺好，但在超過 100kw 的中大功率電子電控產(chǎn)品上應(yīng)用比較少，目前正處于聯(lián)手主機(jī)廠做驗(yàn)證的階段。
據(jù)斯達(dá)半導(dǎo)剛剛發(fā)布的2021上半年財(cái)報(bào)顯示，1-6月該公司的車規(guī)級(jí) IGBT 模塊合計(jì)配套了超過 20 萬輛新能源汽車，預(yù)計(jì)下半年配套數(shù)量將進(jìn)一步增加。與此同時(shí)，斯達(dá)半導(dǎo)的車規(guī)級(jí) SGT MOSFET也已于上半年開始小批量供貨，公司在用于車用空調(diào)、充電樁、電子助力轉(zhuǎn)向等新能源汽車半導(dǎo)體器件份額亦進(jìn)一步提高。
不僅如此，今年上半年斯達(dá)半導(dǎo)基于第六代 Trench Field Stop 技術(shù)的 650V/750V IGBT 芯片及配套快恢復(fù)二極管芯片的模塊也新增了多個(gè)雙電控混動(dòng)以及純電動(dòng)車型的主電機(jī)控制器平臺(tái)定點(diǎn)，這預(yù)計(jì)將對(duì)2023 年-2029 年斯達(dá)半導(dǎo)IGBT 模塊銷售增長(zhǎng)提供持續(xù)推動(dòng)力。另外，斯達(dá)半導(dǎo)基于第七代微溝槽 Trench Field Stop 技術(shù)的新一代車規(guī)級(jí) 650V/750V IGBT 芯片也于上半年研發(fā)成功，預(yù)計(jì) 2022 年開始批量供貨。
而中車時(shí)代，之前做工業(yè)級(jí)的產(chǎn)品比較多，目前也在做車規(guī)級(jí)，并具備年產(chǎn)能 24萬片的 8英寸車規(guī)級(jí) IGBT產(chǎn)線 ——以新能源車低壓 IGBT為主，現(xiàn)已獲得廣汽、東風(fēng)等車廠的批量訂單。但嚴(yán)格意義上來講，中車時(shí)代的產(chǎn)品還沒有得到大批量的驗(yàn)證和應(yīng)用，主流的OEM仍在觀望狀態(tài)。
士蘭微基于公司自主研發(fā)的 V 代 IGBT 和 FRD 芯片的電動(dòng)汽車主電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，亦于2021 年上半年在國(guó)內(nèi)多家客戶通過測(cè)試，并在部分客戶開始批量供貨。雖然其步伐稍落后于斯達(dá)半導(dǎo)，但考慮到士蘭微的IDM模式，自有產(chǎn)線產(chǎn)品迭代非常塊，未來增長(zhǎng)也十分值得期待。
另一類是車企獨(dú)資或聯(lián)合其他半導(dǎo)體企業(yè)成立的公司，如比亞迪半導(dǎo)體，上汽集團(tuán)與英飛凌公司合資設(shè)立上汽英飛凌，東風(fēng)汽車與中國(guó)中車聯(lián)合成立的智新半導(dǎo)體，以及今年5月吉利汽車旗下威睿電動(dòng)汽車與芯聚能半導(dǎo)體、芯合科技投資合資成立廣東芯粵能半導(dǎo)體有限公司。其中比亞迪半導(dǎo)體，依靠自有整車平臺(tái)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了累計(jì)逾百萬輛的IGBT模塊裝車量。而上汽英飛凌也已經(jīng)大批量生產(chǎn)車規(guī)級(jí)IGBT，并廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)眾多新能源汽車。
智新半導(dǎo)體相對(duì)慢一點(diǎn)，于今年7月才正式將IGBT生產(chǎn)線投入量產(chǎn)。該產(chǎn)線以第六代IGBT技術(shù)為基礎(chǔ)，目前每班每日產(chǎn)量穩(wěn)定在150只左右，首批下線的IGBT模塊將搭載于東風(fēng)風(fēng)神、嵐圖等自主品牌車型上。據(jù)悉，智新半導(dǎo)體建成的一期年產(chǎn)能為30萬只，二期建成后，年產(chǎn)能將達(dá)120萬只。與此同時(shí)，智新半導(dǎo)體也在不斷擴(kuò)充產(chǎn)品譜系，其SiC模塊也已進(jìn)入研發(fā)階段。
除此之外，還有一些跨界玩家也在積極布局汽車功率半導(dǎo)體，像上面的富士康、皇庭國(guó)際等。伴隨著這些新老玩家的布局力度不斷加大，本土功率半導(dǎo)體企業(yè)開始逐步在市場(chǎng)嶄露頭角。
“缺芯”危機(jī)下機(jī)遇暗生
盡管相較歐美、日系半導(dǎo)體廠商，本土企業(yè)無論是在核心技術(shù)還是量產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)上，均有較大的差距，但隨著本土企業(yè)不斷加大在功率半導(dǎo)體領(lǐng)域的布局，國(guó)內(nèi)企業(yè)在汽車功率半導(dǎo)體方面的“集體失聲”情況已經(jīng)在一定程度上得到改善。
特別是今年以來，受疫情和極端天氣等的影響，導(dǎo)致主要的汽車半導(dǎo)體企業(yè)均遭遇產(chǎn)能緊張的困境，加之上游原材料漲價(jià)，讓眾多半導(dǎo)體廠商紛紛宣布上調(diào)價(jià)格。在缺芯和漲價(jià)的雙重壓力下，部分本土車企在尋求功率半導(dǎo)體供應(yīng)時(shí)開始給予本土企業(yè)更多的關(guān)注，進(jìn)一步為國(guó)產(chǎn)替代提供了新契機(jī)。
理想汽車、小鵬汽車等新造車品牌，據(jù)悉此前就先后接觸過多家本土功率半導(dǎo)體廠商，并成功實(shí)現(xiàn)自主供應(yīng)。
據(jù)理想汽車此前被曝出來的《理想IGBT采購(gòu)專家紀(jì)要》顯示，由于英飛凌IGBT產(chǎn)品供應(yīng)不上，與此同時(shí)中車時(shí)代無論在價(jià)格（成本比英飛凌低30%）還是交期（一個(gè)月）方面，都比較有優(yōu)勢(shì)，理想汽車從5月開始就導(dǎo)入了中車時(shí)代IGBT，已在現(xiàn)款車型上用了2個(gè)月，后續(xù)還會(huì)有新的車型。不過，理想汽車不是直接向中車時(shí)代采購(gòu)，而是采購(gòu)匯川技術(shù)的電控產(chǎn)品，間接采購(gòu)中車時(shí)代的IGBT。
理想汽車指出，在IGBT用量方面，目前英飛凌的產(chǎn)品占比約為70%，后續(xù)將下調(diào)至50%以下。如果中車時(shí)代質(zhì)量水平過關(guān)的話，在明年英飛凌產(chǎn)能不足的情況下，中車時(shí)代的供應(yīng)份額與英飛凌有望實(shí)現(xiàn)1:1，但如果英飛凌產(chǎn)能持續(xù)緊張，中車時(shí)代的供應(yīng)份額甚至還有可能提升。
不僅如此，該會(huì)議紀(jì)要同時(shí)還透露，除了理想汽車，小鵬汽車也已經(jīng)導(dǎo)入了中車時(shí)代的產(chǎn)品。而在此之前，小鵬汽車和理想汽車類似，同時(shí)還評(píng)估了包括斯達(dá)半導(dǎo)、比亞迪半導(dǎo)體等在內(nèi)的多家本土半導(dǎo)體企業(yè)的IGBT供應(yīng)能力。
另一家新造車品牌零跑汽車則選擇了士蘭微。據(jù)士蘭微相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，該公司的IGBT模塊B1、B3已進(jìn)入批量供貨階段，其中B1采用IGBT 4芯片，適用30-60kw的電動(dòng)汽車，即A00級(jí)車，被造車新勢(shì)力零跑T03大量采用。B3采用IGBT 5芯片，適用80-220kw的電動(dòng)汽車，即A級(jí)至C級(jí)車，正在極氪（吉利B級(jí)新能源車）小批量試用，預(yù)計(jì)年底或明年初批量供貨。
由此可見，在一眾造車新勢(shì)力的引領(lǐng)下，本土功率半導(dǎo)體廠商的突圍之勢(shì)正逐漸形成。分析原因，這背后造車新勢(shì)力本身理念更為激進(jìn)是一方面，另一方面新造車品牌需求量相對(duì)較小，與合資和外資車企比較，對(duì)半導(dǎo)體大廠的議價(jià)權(quán)相對(duì)較弱，出于成本控制和供應(yīng)鏈保障的原因，也更愿意嘗試引入國(guó)產(chǎn)供應(yīng)商。
特別是受疫情沖擊以及國(guó)際貿(mào)易形勢(shì)的影響，海外零部件供應(yīng)仍存在較大的不確定性，從功能供應(yīng)鏈安全的角度考慮，選擇本土供應(yīng)商也更具戰(zhàn)略意義。
可以預(yù)見的是，未來對(duì)于一些不涉及、不影響核心的產(chǎn)品，本土OEM可能會(huì)主動(dòng)趨于國(guó)產(chǎn)化產(chǎn)品，或者進(jìn)行相關(guān)的備份，以培育本土供應(yīng)商體系。而一旦本土企業(yè)的技術(shù)在市場(chǎng)上經(jīng)過了規(guī)模化驗(yàn)證，加之本土企業(yè)本身在成本以及供貨保障上的優(yōu)勢(shì)，有望真正推動(dòng)自主汽車功率半導(dǎo)體供應(yīng)體系的快速形成。
