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车规级IGBT模块国产替代“搁浅”?

钜大LARGE  |  点击量:2949次  |  2019年10月23日  

国内车规级IGBT外资垄断市场格局正在悄悄变化。


IGBT模块作为核心高压控制开关组件,广泛用于新能源汽车电控系统和充电桩领域。IGBT模块占电控总成本的40%以上,占新能源整车的成本接近5%,也控制着整车的能源效率。


随着新能源汽车的快速发展,作为其核心器件的IGBT也将迎来黄金发展期。中国作为全球最大的新能源汽车市场,占据了全球近6成的市场份额,高工产研电动车研究所(GGII)预计,国内新能源汽车和充电桩市场将带动200亿IGBT模块的需求。


而一个无法绕开的行业现状是,国内新能源汽车用IGBT模块市场一直被外企垄断,以英飞凌为主,包括富士电机、三菱、东芝等外企占据了近7成的市场份额。而包括比亚迪、中车、嘉兴斯达、宏微科技等国内企业共同抢夺余下的3成市场份额。


比亚迪向高工电动车独家透露,旗下新能源车IGBT模块均为自供,在车用IGBT的市场占有率约20%。


IGBT属于高精尖技术行业,仅芯片产业链就包括芯片设计、封装、测试、光刻机制造等,研发生产难度极高。此外,IGBT模块设计又需要考虑材料匹配、散热、结构、功率密度、外观、重量等多项指标。IGBT也成为国内新能源汽车发展的“卡脖子”技术。


与工业级IGBT相比,新能源汽车需频繁启停、爬坡涉水、不同路况和环境温度等,高温、高湿、高振动对车规级IGBT是极为严苛的考验,因此在产品性能、可靠性、制造工艺等更为严苛。比亚迪相关技术人员曾表示,IGBT芯片仅人的指甲大小,却要蚀刻十几万甚至几十万的微观结构电路,并只能在显微镜下查看。


多位业内人士坦言,国内能够供应车规级IGBT模块的企业并不多,做的好更是寥寥无几,比亚迪算一个,但是目前为自供。


国内包括比亚迪、中车时代、嘉兴斯达、华微电子、宏微科技等少数企业能供应新能源车用IGBT模块,仅比亚迪、中车两家为IDM模式,具备设计、制造、封装测试等全产业链技术,而包括嘉兴斯达、华微电子在内的企业为Fabless模式,即负责设计,生产交由代工厂。


新能源汽车的快速发展拉动车规级IGBT的需求。国内因IGBT起步较晚,市场份额主要被国际巨头垄断,进口依赖程度较高,但也意味着国产替代空间巨大。


多位业内人士也直言,虽然国产替代空间很大,但是国内IGBT外资垄断市场格局短期内或难撼动。高工电动车了解到,影响IGBT模块国产替代进程主要包括以下几个方面:


一是,车企目前IGBT厂商供应关系稳定,国内企业很难做进去。新能源汽车IGBT市场垄断格局已久,车企与外资IGBT厂商建立了紧密的供应链合作,尤其是IGBT模块需要2-3年的试验证周期,车企轻易不会更换IGBT模块供应商。部分企业还与外资巨头深度绑定合作,如车企上汽与英飞凌成立IGBT模块合资公司——上汽英飞凌。


一位不愿具姓名的电控供应商负责人直言不讳的表示,“即便目前国产IGBT技术与国际技术持平,短期内中高端车型依然不考虑换装国产,毕竟稳定性还需长时间验证。”甚至试用国产IGBT就是为了给外企压价。


二是,国产IGBT模块价格优势不明显、产品可靠性有待验证、市场认可度需提升。国内绝大部分新能源汽车IGBT芯片依然高度依赖进口,除前面提到的少数具备IGBT芯片设计的企业外,大部分企业IGBT 芯片或关键元器件依然依赖进口,因此国产IGBT模块与进口企业的成本相差并不大。


来自生产端的一位业内人士无奈表示,因为很多元器件依赖进口,当前国内IGBT模块与外企的价格仅相差10-15%,国产优惠力度还不够。此外,产品可靠性还有待认证。


需要说明的是,比亚迪已掌握车规级IGBT全产业链技术,旗下新能源车IGBT模块均为自产。但毕竟比亚迪自身新能源汽车体量就很大,可对外的产能依然有限。


三是,外资品牌加大在华投入,进一步抢夺市场份额。目前,英飞凌几乎垄断了国内新能源汽车IGBT市场,但包括富士电机、三菱、东芝、赛米控、丹弗斯等外资品牌市场份额还较小。而随着合资品牌新能源车型在华国产,外资IGBT厂商将挤进中国,进一步扩大市场份额,加剧国内IGBT模块市场竞争。


不过,业内人士纷纷认为,IGBT模块规模化国产替代依然有机会,一方面包括比亚迪、中车等国产IGBT企业在新能源汽车IGBT市场崛起。


比亚迪官方向高工电动车透露,在芯片损耗、模块温度循环能力、电流输出能力等关键指标上,比亚迪 IGBT4.0产品达到全球领先水平。如IGBT4.0产品的综合损耗相比当前市场主流产品降低了约20%,模块的温度循环寿命可做到当前市场主流产品的10倍以上。


此外,比亚迪还在加大IGBT产能建设。比亚迪表示,车规级IGBT一直在对外供应,目前晶圆产能1.5万片/月,2019年底达到5万片/月,预计2020年达到10万片/月。


另一方面,新能源汽车降本压力下,车企对成本更敏感,国产IGBT技术也趋于成熟,规模量产后与外企的价格差距也将变大。与此同时,国产IGBT模块厂商还将与需求端紧密合作,在设计初期就引入电控企业或车企,合作开发出更实惠、更实用、更适合的IGBT模块。


此外,新能源汽车增速显著高于车规级IGBT增速,导致外企IGBT模块供货愈加紧张,而交付周期短的国产IGBT厂商迎来机会。据报道,2018年上半年IGBT平均交货周期20-26周,而车用IGBT模块交货周期最长高达52周。


当前,大部分国产IGBT模块市场产品可靠性有待验证,成本还较高,且集中在新能源客车、专用车等领域,但随着比亚迪IGBT模块产能释放,对外放开力度加强,包括嘉兴斯达、宏微科技、华微电子、扬杰科技等国内企业产品成熟、认可度提升后,IGBT模块国产替代市场必将打开,国内企业在IGBT市场份额将逐步扩大。


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