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比亞迪:車規(guī)級半導(dǎo)體有望迎來供需共振

隨著汽車產(chǎn)業(yè)駛?cè)?ldquo;智能賽道”,芯片等半導(dǎo)體器件在汽車組件中的數(shù)量占比和成本占比越來越高,變革中的汽車產(chǎn)業(yè)或?qū)⒁蛐酒厮堋?/p>

以車規(guī)級芯片為主的車規(guī)級半導(dǎo)體器件是汽車電子的核心。尤其是在新能源汽車上,車規(guī)級半導(dǎo)體的應(yīng)用更為廣泛。從雨刷、車窗到座椅,從安全系統(tǒng)到電池管理系統(tǒng),再到車身控制和動力控制,幾乎都離不開MCU(微控制單元)芯片,汽車電子的每一項(xiàng)創(chuàng)新都要通過MCU的運(yùn)算控制功能來實(shí)現(xiàn)。

近一年來,在全球“缺芯潮”影響下,眾多車企“一芯難求”。其中,車用MCU芯片緊缺是主要原因。比亞迪股份有限公司(下稱“比亞迪”)相關(guān)負(fù)責(zé)人表示,比亞迪依托車規(guī)級半導(dǎo)體領(lǐng)域的長期提前布局和自產(chǎn)自供,在眾多車企不得不減產(chǎn)或停產(chǎn)的同期,避開了正面沖擊,搶占了發(fā)展機(jī)遇。

一直以來,比亞迪都在打造全供應(yīng)鏈體系。半導(dǎo)體業(yè)務(wù),也是為了配套其產(chǎn)業(yè)發(fā)展衍生而來。十多年前,比亞迪進(jìn)入工業(yè)MCU領(lǐng)域。基于行業(yè)積淀和產(chǎn)業(yè)需求,比亞迪半導(dǎo)體業(yè)務(wù)從工業(yè)級MCU跨越延伸到車規(guī)級MCU,于2018年推出第一代8位車規(guī)級MCU芯片,2019年推出第一代32位車規(guī)級MCU芯片,并批量裝載于比亞迪全系列車型。

2020年初,比亞迪宣布其全資子公司深圳比亞迪微電子有限公司(下稱“比亞迪微電子”)重組完成,并更名為比亞迪半導(dǎo)體有限公司(下稱“比亞迪半導(dǎo)體”),將半導(dǎo)體業(yè)務(wù)作為重要板塊進(jìn)行培育發(fā)展。

長遠(yuǎn)布局加上坐得住冷板凳,成為比亞迪彎道超車的重要因素。據(jù)比亞迪半導(dǎo)體相關(guān)技術(shù)人員介紹,車規(guī)級MCU的研發(fā)難度具體表現(xiàn)在四個層面上:工作溫度在零下40℃至零上125/150℃,交付不良率0ppm(百萬分之零),工作壽命大于15年,滿足ISO26262(《道路車輛功能安全》國際標(biāo)準(zhǔn))功能安全等級要求。因此,車規(guī)級MCU的技術(shù)難、壁壘高,具有研發(fā)周期長、設(shè)計(jì)門檻高、資金投入大和認(rèn)證周期長等特點(diǎn)。

在多年積累和第一代車規(guī)級MCU量產(chǎn)裝車基礎(chǔ)上,比亞迪相關(guān)負(fù)責(zé)人透露,比亞迪半導(dǎo)體未來將推出車規(guī)級8位超低功耗系列MCU等產(chǎn)品。

與此同時,比亞迪基于自身新能源電動汽車的發(fā)展,備受業(yè)內(nèi)關(guān)注的IGBT(絕緣柵雙極晶體管)業(yè)務(wù)也在不斷發(fā)力。

車規(guī)級IGBT,屬于汽車功率半導(dǎo)體的一種,是能量變換與傳輸?shù)暮诵钠骷?。在新能源汽車中,IGBT主要應(yīng)用于電機(jī)驅(qū)動控制系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)、電源系統(tǒng)等,被稱為電動車“CPU(中央處理器)”,直接影響電動車功率的釋放速度、汽車加速能力和最高時速等,決定了整車的性能表現(xiàn),重要性不言而喻。

2005年,進(jìn)入電動車賽道、已擁有領(lǐng)先電池技術(shù)的比亞迪將眼光瞄準(zhǔn)了IGBT,組建團(tuán)隊(duì)開啟了IGBT技術(shù)攻關(guān)。車規(guī)級IGBT參數(shù)優(yōu)化較為復(fù)雜,上百個參數(shù)需要相互折中,相互妥協(xié)。比亞迪半導(dǎo)體相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹,“比如在晶圓制造環(huán)節(jié),芯片越薄,電流通過路徑越短,芯片上的能量損耗越低,整車?yán)m(xù)航能力就越高。但薄芯片極易破碎,工藝加工難度較大”。因此,IGBT被業(yè)內(nèi)稱為電動車核心技術(shù)的“珠穆朗瑪峰”,長期以來都由國外企業(yè)占據(jù)主導(dǎo)地位。

隨著技術(shù)突破,比亞迪逐步成為擁有芯片設(shè)計(jì)、晶圓制造、模塊封裝與測試全產(chǎn)業(yè)鏈一體化經(jīng)營能力的IGBT芯片量產(chǎn)裝車的IDM(垂直整合制造)廠商。 對于汽車廠商而言,IGBT的IDM模式在研發(fā)與生產(chǎn)環(huán)節(jié)的統(tǒng)一管理在品控上優(yōu)勢明顯。“比亞迪半導(dǎo)體充分利用比亞迪集團(tuán)整車平臺給予的產(chǎn)品驗(yàn)證機(jī)會,縮短了產(chǎn)品整體驗(yàn)證周期,能更好地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品性能指標(biāo)的平衡與優(yōu)化”。

2018年12月,比亞迪發(fā)布全新車規(guī)級“IGBT4.0”技術(shù)。相比市場主流產(chǎn)品,比亞迪的IGBT電流輸出能力高15%、綜合損耗降低約20%、溫度循環(huán)壽命提高約10倍。搭載比亞迪IGBT4.0后,整車百公里電耗能夠降低0.6kWh,用車成本大大降低。2020年,基于高密度Trench-FS(溝槽場截止)的IGBT5.0技術(shù)已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

比亞迪半導(dǎo)體相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹,這一領(lǐng)域未來市場潛力巨大。在技術(shù)和產(chǎn)能更為成熟的基礎(chǔ)上,其IGBT半導(dǎo)體未來或?qū)U(kuò)大外供。

公開信息顯示,比亞迪半導(dǎo)體未來將擴(kuò)充晶圓制造產(chǎn)能,提高半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈一體化經(jīng)營能力。截至2021年6月21日,比亞迪半導(dǎo)體擁有已授權(quán)專利1191項(xiàng),其中發(fā)明專利720項(xiàng)。

目前,比亞迪半導(dǎo)體已量產(chǎn)IGBT、SiC(碳化硅)器件、IPM(智能功率模塊)、MCU、CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)圖像傳感器、電磁傳感器、LED(發(fā)光二極管)光源及顯示等產(chǎn)品,應(yīng)用于汽車的電機(jī)驅(qū)動控制系統(tǒng)、整車熱管理系統(tǒng)、車身控制系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)、車載影像系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等重要領(lǐng)域。

比亞迪相關(guān)負(fù)責(zé)人認(rèn)為,隨著汽車電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化程度的不斷提高以及車規(guī)級半導(dǎo)體的單車價值持續(xù)提升,將帶動車規(guī)級半導(dǎo)體行業(yè)增速高于整車銷量增速。“中國的車規(guī)級半導(dǎo)體行業(yè)有望迎來供給和需求的共振”。

[責(zé)任編輯:潘旺旺]
標(biāo)簽: 比亞迪