功率半導體加速國產(chǎn)替代 造車新勢力先出手

　　在過去相當長的一段時間里，汽車功率半導體市場一直由歐美日等外資巨頭牢牢占據(jù)著主導地位。近幾年新能源汽車的快速發(fā)展，讓作為電子系統(tǒng)中電能轉換和開關控制核心的功率器件站上風口，本土企業(yè)隨之迎來自主突圍新拐點。

　　放眼市場，當前從傳統(tǒng)Si功率器件IGBT、MOSFET，到以SiC、GaN等為代表的第三代半導體，國內(nèi)都有企業(yè)布局。尤其是在應用相對較成熟的硅基IGBT領域，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，受制于全球半導體產(chǎn)能緊張，主要企業(yè)交期延長，一些本土車企開始將目光轉向國產(chǎn)功率器件，自主功率半導體由此逐漸在市場占據(jù)一席之地。

　　汽車功率半導體站上風口

　　新能源汽車的迅猛發(fā)展，讓功率半導體成為了當前行業(yè)最熱門的投資領域之一。

　　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領域的市場規(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的持續(xù)爆發(fā)，IGBT有望繼續(xù)迎來更廣闊的市場空間。有預測數(shù)據(jù)指出，到2025年，全球電動汽車IGBT市場規(guī)模或進一步增長到456億元，成為汽車電動化進程中最主要的價值增長點。其中中國EV和PHEV乘用車市場IGBT市場規(guī)模到2025年將達186億元，海外將達262億元。

　　然而，面對這塊“大蛋糕”，本土企業(yè)能吃到的份額卻不足10%，超過90%需從海外進口。例如2019年成功躋身全球 IGBT 模塊供應商前十的斯達半導，市場份額也不過2.5%，距離頭部的英飛凌、三菱電機、富士電機、安森美等還有很大的提升空間。

　　但發(fā)展新能源汽車，功率半導體又是繞不過的檻。特別是當今國際形勢變化難測，國與國之間科技競爭日趨白熱化，更是激發(fā)了本土企業(yè)加緊實現(xiàn)功率半導體自主可控的迫切性，實現(xiàn)汽車功率半導體的自主可控勢在必行。為此，過去幾年大批企業(yè)紛紛扎進這一領域。

　　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體完成了對英國芯片制造商NWF母公司NEPTUNE 6 LIMITED的收購。據(jù)悉，NWF是英國為數(shù)不多的半導體芯片制造商之一，主要生產(chǎn)用于汽車的功率半導體芯片，根據(jù)IHS統(tǒng)計，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NWF，也被視為延伸安世半導體在車規(guī)級IGBT、MOSFET、Analog和化合物半導體等產(chǎn)品領域的IDM能力，進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，在上海建設一座12英寸晶圓廠，生產(chǎn)用于電動汽車的功率芯片和晶圓管等分立器件。

　　8月初，智能電動汽車領域的新跨界企業(yè)富士康也宣布斥資25.2億新臺幣從旺宏電子手中收購一家芯片工廠，用來開發(fā)與生產(chǎn)第三代半導體，特別是電動汽車所用的碳化硅（SiC）功率元件。據(jù)悉，該工廠計劃到2024年每月生產(chǎn)1.5萬片晶圓，每月可為3萬輛電動汽車提供碳化硅半導體。

　　差不多同一時間，皇庭國際宣布以4600萬元間接參股意發(fā)功率半導體有限公司。后者正在利用現(xiàn)有的充放電功率半導體的技術積累，拓展充電樁控制芯片、電動車控制芯片業(yè)務。所以，皇庭國際此舉也被認為是看上了車用功率半導體這一黃金賽道。

　　當前，新能源汽車的快速發(fā)展，對功率半導體的需求不斷加大。據(jù)相關預測數(shù)據(jù)顯示，2020-2026 年，電動車功率半導體市場規(guī)模將從 14 億美元增長到 56 億美元，復合年增長率為 25.7％，成為新能源汽車用半導體提升最為顯著的細分市場之一。

　　本土企業(yè)密集布局

　　整體來看，本土汽車功率半導體玩家主要有兩類，一類是傳統(tǒng)的半導體企業(yè)，如斯達半導、中車時代、士蘭微等，這幾家企業(yè)目前正處于快速市場化階段。

　　其中斯達半導整體進展相對較快，該公司的產(chǎn)品在一些中小功率的電子電控上已經(jīng)有批量應用，并且市場表現(xiàn)也挺好，但在超過 100kw 的中大功率電子電控產(chǎn)品上應用比較少，目前正處于聯(lián)手主機廠做驗證的階段。

　　據(jù)斯達半導剛剛發(fā)布的2021上半年財報顯示，1-6月該公司的車規(guī)級 IGBT 模塊合計配套了超過 20 萬輛新能源汽車，預計下半年配套數(shù)量將進一步增加。與此同時，斯達半導的車規(guī)級 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、電子助力轉向等新能源汽車半導體器件份額亦進一步提高。

　　不僅如此，今年上半年斯達半導基于第六代 Trench Field Stop 技術的 650V/750V IGBT 芯片及配套快恢復二極管芯片的模塊也新增了多個雙電控混動以及純電動車型的主電機控制器平臺定點，這預計將對2023 年-2029 年斯達半導IGBT 模塊銷售增長提供持續(xù)推動力。另外，斯達半導基于第七代微溝槽 Trench Field Stop 技術的新一代車規(guī)級 650V/750V IGBT 芯片也于上半年研發(fā)成功，預計 2022 年開始批量供貨。

　　而中車時代，之前做工業(yè)級的產(chǎn)品比較多，目前也在做車規(guī)級，并具備年產(chǎn)能 24萬片的 8英寸車規(guī)級 IGBT產(chǎn)線 ——以新能源車低壓 IGBT為主，現(xiàn)已獲得廣汽、東風等車廠的批量訂單。但嚴格意義上來講，中車時代的產(chǎn)品還沒有得到大批量的驗證和應用，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 芯片的電動汽車主電機驅(qū)動模塊，亦于2021 年上半年在國內(nèi)多家客戶通過測試，并在部分客戶開始批量供貨。雖然其步伐稍落后于斯達半導，但考慮到士蘭微的IDM模式，自有產(chǎn)線產(chǎn)品迭代非常塊，未來增長也十分值得期待。

　　另一類是車企獨資或聯(lián)合其他半導體企業(yè)成立的公司，如比亞迪半導體，上汽集團與英飛凌公司合資設立上汽英飛凌，東風汽車與中國中車聯(lián)合成立的智新半導體，以及今年5月吉利汽車旗下威睿電動汽車與芯聚能半導體、芯合科技投資合資成立廣東芯粵能半導體有限公司。其中比亞迪半導體，依靠自有整車平臺已經(jīng)實現(xiàn)了累計逾百萬輛的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IGBT，并廣泛應用于國內(nèi)眾多新能源汽車。

　　智新半導體相對慢一點，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技術為基礎，目前每班每日產(chǎn)量穩(wěn)定在150只左右，首批下線的IGBT模塊將搭載于東風風神、嵐圖等自主品牌車型上。據(jù)悉，智新半導體建成的一期年產(chǎn)能為30萬只，二期建成后，年產(chǎn)能將達120萬只。與此同時，智新半導體也在不斷擴充產(chǎn)品譜系，其SiC模塊也已進入研發(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體，像上面的富士康、皇庭國際等。伴隨著這些新老玩家的布局力度不斷加大，本土功率半導體企業(yè)開始逐步在市場嶄露頭角。

　　“缺芯”危機下機遇暗生

　　盡管相較歐美、日系半導體廠商，本土企業(yè)無論是在核心技術還是量產(chǎn)經(jīng)驗上，均有較大的差距，但隨著本土企業(yè)不斷加大在功率半導體領域的布局，國內(nèi)企業(yè)在汽車功率半導體方面的“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，導致主要的汽車半導體企業(yè)均遭遇產(chǎn)能緊張的困境，加之上游原材料漲價，讓眾多半導體廠商紛紛宣布上調(diào)價格。在缺芯和漲價的雙重壓力下，部分本土車企在尋求功率半導體供應時開始給予本土企業(yè)更多的關注，進一步為國產(chǎn)替代提供了新契機。

　　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體廠商，并成功實現(xiàn)自主供應。

　　據(jù)理想汽車此前被曝出來的《理想IGBT采購專家紀要》顯示，由于英飛凌IGBT產(chǎn)品供應不上，與此同時中車時代無論在價格（成本比英飛凌低30%）還是交期（一個月）方面，都比較有優(yōu)勢，理想汽車從5月開始就導入了中車時代IGBT，已在現(xiàn)款車型上用了2個月，后續(xù)還會有新的車型。不過，理想汽車不是直接向中車時代采購，而是采購匯川技術的電控產(chǎn)品，間接采購中車時代的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。如果中車時代質(zhì)量水平過關的話，在明年英飛凌產(chǎn)能不足的情況下，中車時代的供應份額與英飛凌有望實現(xiàn)1:1，但如果英飛凌產(chǎn)能持續(xù)緊張，中車時代的供應份額甚至還有可能提升。

　　不僅如此，該會議紀要同時還透露，除了理想汽車，小鵬汽車也已經(jīng)導入了中車時代的產(chǎn)品。而在此之前，小鵬汽車和理想汽車類似，同時還評估了包括斯達半導、比亞迪半導體等在內(nèi)的多家本土半導體企業(yè)的IGBT供應能力。

　　另一家新造車品牌零跑汽車則選擇了士蘭微。據(jù)士蘭微相關負責人表示，該公司的IGBT模塊B1、B3已進入批量供貨階段，其中B1采用IGBT 4芯片，適用30-60kw的電動汽車，即A00級車，被造車新勢力零跑T03大量采用。B3采用IGBT 5芯片，適用80-220kw的電動汽車，即A級至C級車，正在極氪（吉利B級新能源車）小批量試用，預計年底或明年初批量供貨。

　　由此可見，在一眾造車新勢力的引領下，本土功率半導體廠商的突圍之勢正逐漸形成。分析原因，這背后造車新勢力本身理念更為激進是一方面，另一方面新造車品牌需求量相對較小，與合資和外資車企比較，對半導體大廠的議價權相對較弱，出于成本控制和供應鏈保障的原因，也更愿意嘗試引入國產(chǎn)供應商。

　　特別是受疫情沖擊以及國際貿(mào)易形勢的影響，海外零部件供應仍存在較大的不確定性，從功能供應鏈安全的角度考慮，選擇本土供應商也更具戰(zhàn)略意義。

　　可以預見的是，未來對于一些不涉及、不影響核心的產(chǎn)品，本土OEM可能會主動趨于國產(chǎn)化產(chǎn)品，或者進行相關的備份，以培育本土供應商體系。而一旦本土企業(yè)的技術在市場上經(jīng)過了規(guī)?；炞C，加之本土企業(yè)本身在成本以及供貨保障上的優(yōu)勢，有望真正推動自主汽車功率半導體供應體系的快速形成。