就像華為的海思芯片，近兩年，汽車行業內的IGBT逐漸為人所熟知。
新能源汽車的成本構成中，最大頭當然是動力電池，第二高的就是IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管）。作為與動力電池電芯齊名的“雙芯”之一，佔整車成本約5%左右的IGBT，正在變得越來越重要。
IGBT能有多重要？就在於，它能直接控制驅動系統直、交流電的轉換，決定電動車扭矩和最大輸出功率等核心指標，可謂“牽一髮而動全身”。
所以，近日總投資10億元的比亞迪IGBT項目在長沙正式動工，無疑就非常令人矚目。據悉，該項目設計年產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產能需求。
如今，比亞迪IGBT芯片晶圓的產能已經達到5萬片/月，預計2021年可達到10萬片/月，一年可供應120萬輛新能源車，也就是相當於2019年新能源汽車銷量的總數。
不過，我們關心的是，對於比亞迪來說，其IGBT技術達到了什麼程度？在整個IGBT格局中，比亞迪處於一個什麼位置？
打破壟斷
作為一種功率半導體，IGBT應用非常廣泛，小到家電、大到飛機、艦船、交通、電網等戰略性產業。此外，IGBT還是國家“02專項”的重點扶持項目，已經全面取代了傳統的Power MOSFET，被稱為電力電子行業裡的“CPU”。
在新能源領域，IGBT的應用也非常重要。比如，在電動汽車的“三電”方面，TESLA的Model S使用的三相異步驅動電機，其中每一相的驅動控制需要使用28顆塑封的IGBT芯片，三相共需要使用84顆IGBT芯片。算算總量，就可知需求的龐大。此外，充電樁的核心部件也要用到IGBT芯片。
但是，長期以來，被壟斷在少數IDM（Integrated device manufacturer）手上，比如英飛凌Infineon、富士電機、三菱等外資企業。
數據顯示，2019年期間，英飛凌為國內電動乘用車市場供應62.8萬套IGBT模塊，市佔率達到58%。而比亞迪供應了19.4萬套，市佔率達到18%。可以說，如果沒有比亞迪，中國車規級IGBT芯片市場國內企業一直被“卡脖子”的局面無法緩解。這是實情。
比亞迪打破國際巨頭的壟斷，是值得高興的事。不過，值得注意的是，如果按照之前2019年比亞迪IGBT自供比率約在70%(或以上)的預測，也就是接近15萬套來算，對外供應的量也就是4萬多套，比亞迪還是相當保守的。
所以，4月14日比亞迪宣佈通過整合公司半導體業務、成立獨立的“比亞迪半導體有限公司”，就是想使IGBT業務量擴大，提升其商業前景。根據中金公司的預計，比亞迪半導體拆分上市後市值可達300億元，無疑也只有外供IGBT才能帶來如此效益。
按照2018年的相關統計，在一輛純電動汽車中，IGBT約佔驅動電機系統成本的一半，而驅動電機系統佔整車成本的15~20%，也就是說IGBT佔整車成本的7~10%。而據中信證券報告顯示，IGBT目前在插電混動車型上約佔2500~3500元成本，A級以上純電動車IGBT單車成本在2000~4000元，豪華車相對高一點，在5000元以上。
而且，中信證券認為，全球電動車高增長（尤其是A級以上車型）將帶動IGBT需求放量，2020年行業空間約97億元，預計2025年有望達到370億元，年複合增長率超過30%。所以說，如果比亞迪IGBT銷量擴大，收益當然可觀。
據悉，比亞迪下一步的規劃是讓IGBT的外供比例爭取超過50%。而之前比亞迪的孤單，顯示出關鍵零部件領域自主品牌的技術弱勢,現在局面有所緩解。不過，如果我們從國際IGBT技術發展趨勢來看，比亞迪還得加快步伐。
競爭的格局
之前，比亞迪已經在秦、唐等多個車型中採用自主研發的IGBT，但直到2018年9月，才第一次對外宣佈。從專利數量來說，截至2018年11月，比亞迪在該領域累計申請IGBT相關專利175件，其中授權專利114件。
截至目前，比亞迪車用IGBT裝車量已累計超過60萬隻。如果我們光看比亞迪的報道，自豪感會油然而生。但是，放眼望去，比亞迪面對的都是強手。
從IGBT的應用電壓來看，汽車主要是600V到1200V之間，這個區間裡英飛凌Infineon具有壓倒性優勢，安森美雖然在600V-1200V領域也有市場，但主要是非車載領域。而三菱和富士電機瓜分了日本市場，豐田混動所用的IGBT全部內部完成，有自己完整的IGBT生產供應鏈。
江山代有才人出，除了這幾家巨頭，根據IHS Markit的最新報告，一家2018年度IGBT模塊全球市場份額佔有率排名第8位、唯一進入世界排名TOP10的中國企業——斯達半導（603290），也已成為比亞迪的勁敵。
根據上市剛剛兩個月的斯達半導的年報，其去年生產的車規級 IGBT 模塊已經配套了超過 20 家車企，合計配套超過16萬輛新能源汽車（而根據NE時代的統計，2019年斯達供應了17,129套IGBT模塊，市佔率1.6%。）如果加上在工業控制及電源行業、變頻白色家電及其他行業的應用，斯達半導的IGBT營收已經超過了比亞迪半導體。
不僅如此，就IGBT技術實力來看，比亞迪發展到了IGBT 4.0（相當於國際第五代），而斯達半導已經發展到了第六代，該公司基於第六代Trench Field Stop技術的650V/750V IGBT 芯片及配套的快恢復二極管芯片，已在新能源汽車行業實現應用。
從全球看，IGBT目前已經發展到7.5代，第7代由三菱電機在2012年推出，三菱電機目前的水平可以看作7.5代，而比亞迪2018年12月12日才發佈IGBT 4.0技術（也就是國際上第五代技術），所以說，目前的差距還是很大的。
差距有多大？
不過，IGBT技術目前接近封頂也是公認的。當今科技日新月異，IGBT的戰場之外，下一代爭奪將在SiC（碳化硅）技術上。豐田汽車就表示過:“SiC具有與汽油發動機同等的重要性。”
其實，碳化硅（SiC）是一種廣泛使用的老牌工業材料，1893年已經開始大規模生產了。作為第三代半導體材料，發展潛力巨大。而且，SiC技術已經在日本全面普及，無論三菱這樣的大廠還是富士電機、Rohm這樣的小廠，都有能力輕鬆製造出SiC元件。
鑑於SiC的重要性,豐田的策略是完全自主生產。實際上，豐田從上世紀80年代就開始了SiC的研究,領先全球30年。到2014年，豐田已經能試產關鍵的SiC基板。
這裡說句題外話，SiC基板是關鍵，而落後日本企業很多的英飛凌，2016年7月決定收購的美國CREE集團旗下電源和RF部門(“Wolfspeed”),核心就是SiC基板技術。不過，最終被美國的外國投資委員會（CFIUS）以關係到國家安全的原因否了。
目前，比亞迪也已研發出SiC MOSFET。預計到2023年，比亞迪將採用SiC基半導體全面替代硅基半導體，這樣的話，整車性能在現有基礎上可以再提升10%。除了驅動效率提高，SiC MOSFET體積可以減少70~80%，這也是業內公認的，SiC是新能源車提高效率最有效的技術。
當然，光芯片提升還不行，整合材料（高純碳化硅粉）、單晶、外延、芯片、封裝等SiC基半導體全產業鏈也要跟進，才能進一步降低SiC器件的製造成本，加快其在電動車領域的應用。
所以，從技術上來說，比亞迪要追趕的路還很長。而且相對於斯達半導的全球化業務，比亞迪IGBT的國外業務還有待展開。不過相比較而言，比亞迪在國內自主品牌中還是取得了一定的優勢，就像華為手握芯片終極武器一樣。面對汽車行業百年未有之變局，技術驅動將重新構建行業格局，無疑是沒錯的。
文/王小西
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