IGBT之於比亞迪,如同海思芯片之於華為。
中國正在全面進入自主知識產權時代,打破國外壟斷技術壁壘的比亞迪IGBT正在加快國產化替代的步伐。
6月15日,比亞迪(002594)發佈公告,其控股子公司比亞迪半導體已完成引入A+輪戰略投資,此輪以增資擴股方式引入包括湖北小米長江產業基金合夥企業、湖北聯想長江科技產業基金合夥企業、深圳碧桂園等30個戰略投資者,增資金額近8億元。
這是比亞迪半導體兩個月來的第二輪快速融資。4月14日,比亞迪半導體重組宣佈首次引入外部戰略投資者,僅用了42天便迅速完成A輪融資,紅杉資本、中金資本以及國投創新領銜投資,Himalaya Capital等多家國內外投資機構參與認購,合計增資19億元。
至此,比亞迪半導體僅用了兩個月的時間,就已累計融資約27億元,目前估值已達到102億元。未來還將繼續引入韓國SK集團、小米集團、招銀國際、聯想集團、中信產業基金、厚安基金、中芯聚源、上汽產投、北汽產投、深圳華強、藍海華騰、英威騰等戰略投資者。
在汽車新四化的全球競爭中,唯有技術創新驅動型企業才能走在前列,比亞迪半導體的“中國芯”將賦能中國新能源汽車持續健康發展。
卡脖子的IGBT
IGBT是Insulated Gate Bipolar Transistor的縮寫,學名叫“絕緣柵雙極型晶體管”。它是工業控制及自動化領域的核心元器件,廣泛應用於工業、4C(通信、計算機、消費電子、汽車電子)、航空航天、國防軍工等傳統產業領域,以及軌道交通、新能源、智能電網、新能源汽車等戰略性新興產業領域。
IGBT被稱為電力電子行業裏的“CPU”,是能源變換與傳輸的核心器件,IGBT芯片與動力電池電芯並稱為新能源汽車的 “雙芯”, 是影響汽車性能的關鍵技術,其成本佔整車成本的5%左右。IGBT直接控制驅動系統直、交流電的轉換,決定了車輛的扭矩和最大輸出功率等,直接影響汽車的加速能力和最高車速。如果説動力電池產生了電,那麼IGBT就是馴化了電。IGBT的角色正是調節和控制電流。此外,充電樁的核心部件也要用到IGBT芯片。
IGBT屬於汽車功率半導體的一種,作為新能源汽車最核心的技術之一,長期以來一直被國外廠商壟斷。全球IGBT市場主要由英飛凌、三菱電機、富士電機、安森美和ABB等巨頭佔據,市場份額合計超過65%,排名第一的英飛凌市佔率達到34.5%。在國內IGBT市場,英飛凌、三菱電機、富士電機等也佔據了50%以上的市場份額。這一切皆因IGBT的設計門檻高、製造技術難、投資大。
只有指甲那麼大的IGBT芯片,要在其表面蝕刻十幾萬乃至幾十萬的微觀結構電路,涉及到的參數多達十幾個,需要根據應用情況多方考量。晶圓製造的工藝難度主要集中在薄片加工處理上,複雜工序的加工則需要廠房達到超高的潔淨度,零點幾微米的微塵都會造成IGBT芯片失效。不止如此,IGBT模塊設計難度也非常之高,需要考慮材料匹配、散熱、結構、功率密度、外觀、重量等多項指標。
根據法國市場調查公司Yole的預測,到2022年,全球IGBT市場總收入將超過50億美元,其中新能源汽車IGBT總收入將佔整個IGBT市場的40%左右,成為市場發展的主要增量。
據中信證券報告顯示,IGBT目前A級以上純電動車IGBT單車成本在2000~4000元,在插電混動車型上約佔2500~3500元成本,豪華車相對高一點,在5000元以上。
因此,IGBT國產化的替代迫在眉睫,逐漸擺脱對外長期依賴,突破瓶頸,是關乎中國新能源汽車長遠發展的重中之重。
比亞迪 IGBT 4.0“破壁”
高端零部件技術水平的提高,會帶動整體產業技術水平隨之上升。
作為中國第一個實現車規級IGBT大規模量產的本土企業,比亞迪讓IGBT核心技術終於告別了“卡脖子時代”。
15年前,比亞迪組建研發團隊佈局IGBT ,2008年收購寧波中緯半導體晶圓廠引起譁然, 2009年,第一代IGBT芯片研發成功,通過中國電器工業協會電力電子分會的科技成果鑑定,實現了核心技術零的突破。
2018年12月,在冬日的寧波,IGBT堅硬的技術壁壘開始鬆動。比亞迪在這裏宣佈,車規級產品IGBT 4.0面世。歷經多次迭代升級,IGBT 4.0在芯片損耗、模塊温度循環能力、電流輸出能力等關鍵指標上達到全球領先水平,打破了國外巨頭的技術壟斷。
而IGBT 4.0首先應用的車型就是我們所熟知的百公里加速4.5秒的比亞迪唐。和當前市場主流產品相比,其電流輸出能力高15%、綜合損耗降低約20%、温度循環壽命提高約10倍。
隨着IGBT技術的不斷升級,功率半導體基礎材料從硅(Si)、砷化鎵(GaAs) 進化到了碳化硅(SiC),這種材料更耐高温,可承受更高電壓,原本耐壓能力不強的MOSFET(金屬-氧化物半導體場效應晶體管)用上碳化硅過後,能夠與車規級IGBT相媲美。
而比亞迪半導體則是全球首家將SiC應用於汽車主電控的半導體廠商,即將上市的比亞迪漢EV就搭載了SiC電控模塊。
預計到2023年,比亞迪旗下的新能源汽車可望實現SiC MOSFET對IGBT的全面替代,整車驅動性能在現有基礎上將再提升10%。
今年5月,總投資10億元的比亞迪IGBT項目在長沙正式動工,設計年產25萬片8英寸晶圓的生產線投產後,可滿足年裝50萬輛新能源汽車的需求。
目前,比亞迪IGBT芯片晶圓產能達到每月5萬片,預計明年可達到每月10萬片,一年可滿足120萬輛新能源汽車的需求,這相當於2019年全年新能源汽車的銷量水平。
更開放更強大
豐田與松下合資,大眾與福特結盟,華為5G汽車生態圈……汽車行業的戰略達成越來越多,傳遞出一個信號:整個汽車行業和生態都在走向開放與合作。
在自身核心技術的垂直整合基礎上,比亞迪也在走向開放,這意味着新的機會、創新與融合。進入2020年,比亞迪的開放進程開始提速。
3月份,比亞迪完成了主要零部件業務的拆分,併成立了弗迪電池、弗迪視覺、弗迪科技、弗迪動力、弗迪模具5家獨立運營的公司,幾乎涵蓋了新能源汽車零部件的所有核心領域。隨着5家弗迪公司的接連成立,標誌着比亞迪的開放戰略由1.0向2.0進階,獨立的弗迪將擁有更多的自主權,更有助於加快全球電動化的普及。
4月份,比亞迪公告,旗下子公司“比亞迪微電子”通過內部重組,正式更名為比亞迪半導體,以增資擴股等方式引入戰略投資者,尋求於適當時機獨立上市。目前,比亞迪半導體IGBT累計裝車量已穩居國內廠商第一,2019 年IGBT市佔率為18%。
作為國內自主可控的車規級IGBT龍頭廠商,比亞迪半導體已實現大規模量產和整車應用,主要業務覆蓋功率半導體、智能控制IC、智能傳感器及光電半導體的研發、生產及銷售,擁有包含芯片設計、晶圓製造、封裝測試和下游應用在內的一體化經營全產業鏈。同時,在工業級IGBT領域,比亞迪半導體的產品下游應用包括工業焊機、變頻器、家電等,將為其帶來新的增長點。
引入戰略投資者反映了比亞迪半導體業務深度整合後的市場價值和發展前景,是繼其內部重組之後,積極尋求適當時機獨立上市的又一重要進展,而且進一步為新能源汽車核心零部件的國產自主可控提供堅實後盾。