中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：缺芯少核”，一直制約著我國(guó)新能源汽車發(fā)展。
我國(guó)新能源汽車用IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）芯片及模塊90%以上需要進(jìn)口，今年以來IGBT芯片價(jià)格上漲超過40%，近來供貨周期8至12周，最長(zhǎng)52周！
這組數(shù)據(jù)反映的現(xiàn)狀，就是我國(guó)新能源汽車電控核心技術(shù)缺失的一個(gè)縮影。“這些年來，新能源汽車‘三電’中的動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，但電控方面與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)相比還有不小的差距。”中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)顧問杜芳慈向《中國(guó)汽車報(bào)》記者表示。
核心技術(shù)缺失
近期，業(yè)內(nèi)有消息稱，目前外方IGBT的正常供貨周期最快也要兩個(gè)月左右，慢的甚至要近一年。缺貨是真是假難以驗(yàn)證，不過目前國(guó)內(nèi)缺乏IGBT核心技術(shù)卻是不爭(zhēng)的事實(shí)。
IGBT對(duì)于新能源汽車電控有多重要？作為電動(dòng)汽車的“CPU”，IGBT可以說是汽車電控的核心，如交流與直流的轉(zhuǎn)換、電壓高低的轉(zhuǎn)換，以及對(duì)電機(jī)的變頻控制，甚至熱管理系統(tǒng)、智能系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)等，都離不開IGBT。在一定程度上，IGBT的性能直接決定著電動(dòng)汽車的性能。一般情況下，一輛純電動(dòng)汽車需要數(shù)百個(gè)IGBT模塊，其成本占整個(gè)電控部分成本的近50%，同時(shí)占整車成本的近10%。相比之下，在這方面混動(dòng)車所需略少，而電動(dòng)大巴的成本更高。
因?yàn)镮GBT芯片和模塊的技術(shù)“門檻”高，不僅涉及設(shè)計(jì)、制造、封裝三個(gè)高精尖技術(shù)領(lǐng)域，而且難度大、周期長(zhǎng)、投入高，至今國(guó)內(nèi)企業(yè)絕大多數(shù)都沒有掌握最先進(jìn)的車規(guī)級(jí)IGBT技術(shù)，即使有的企業(yè)目前擁有的相關(guān)技術(shù)也與國(guó)外存在代差，沒有任何一家國(guó)際芯片巨頭愿意轉(zhuǎn)讓該領(lǐng)域的技術(shù)。因此，我國(guó)每年要花費(fèi)上百億元人民幣從國(guó)外大量采購(gòu)。
目前，德國(guó)英飛凌、日本三菱電機(jī)和富士電機(jī)是IGBT全球三大巨頭。日本技術(shù)實(shí)力雄厚，即使是英飛凌也只能在日本之外的國(guó)際市場(chǎng)參與競(jìng)爭(zhēng)。在跨國(guó)汽車品牌中，只有豐田汽車擁有完整的車用IGBT技術(shù)，并實(shí)現(xiàn)了自給自足。
正因如此，“缺芯”的現(xiàn)狀引發(fā)業(yè)界極大關(guān)注。今年三月，政協(xié)第十三屆全國(guó)委員會(huì)第二次會(huì)議上，多位政協(xié)委員呼吁要大力推進(jìn)工業(yè)半導(dǎo)體及IGBT模塊產(chǎn)業(yè)發(fā)展，并形成第2282號(hào)提案。近日，工信部在答復(fù)中指出，對(duì)此要調(diào)整完善政策實(shí)施細(xì)則，更好的支持產(chǎn)業(yè)發(fā)展……深入推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同，促進(jìn)我國(guó)工業(yè)半導(dǎo)體材料、芯片、器件及IGBT模塊產(chǎn)業(yè)的技術(shù)迭代和應(yīng)用推廣。
競(jìng)爭(zhēng)帶來改變
近日，有消息稱，為應(yīng)對(duì)可能的國(guó)際貿(mào)易風(fēng)險(xiǎn)，華為已開始研發(fā)IGBT技術(shù)。其實(shí)，在此之前，比亞迪有感于受制于人的困境，歷時(shí)十三年、耗資十多億元攻克了這一技術(shù)難關(guān)。
早在2018年，比亞迪就發(fā)布了達(dá)到國(guó)際一流水準(zhǔn)的車規(guī)級(jí)IGBT4.0，其不僅突破了晶圓設(shè)計(jì)、模塊散熱、封裝工藝和制造等關(guān)鍵技術(shù)，打破了國(guó)外專利和技術(shù)封鎖，同時(shí)也成為了國(guó)內(nèi)唯一一家擁有IGBT完整產(chǎn)業(yè)鏈并量產(chǎn)的車企。比亞迪搭載IGBT4.0的電控系統(tǒng)，為比亞迪的整車提供了對(duì)電流準(zhǔn)確有效的控制。
“核心技術(shù)如果不掌握在自己手里，就難以把控市場(chǎng)?！北葋喌细呒?jí)副總裁兼汽車工程研究院院長(zhǎng)廉玉波向《中國(guó)汽車報(bào)》記者介紹，去年市場(chǎng)上出現(xiàn)IGBT供應(yīng)不足，比亞迪不僅對(duì)IGBT價(jià)格擁有話語權(quán)，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)能的三分之一對(duì)外銷售，而且實(shí)現(xiàn)了核心技術(shù)和產(chǎn)業(yè)安全不受制于人。
至今，國(guó)內(nèi)有的企業(yè)也在發(fā)力IGBT相關(guān)技術(shù)。10月17日，國(guó)電南瑞發(fā)布公告，擬與國(guó)網(wǎng)下屬科研單位全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院有限公司共同投資設(shè)立南瑞聯(lián)研功率半導(dǎo)體有限公司，國(guó)電南瑞以“IGBT模塊產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目”部分募資5.59億元出資，占比69.8%。
11月21日，國(guó)產(chǎn)IGBT企業(yè)嘉興斯達(dá)成功過會(huì)，近日將于上交所上市，其業(yè)務(wù)主要為對(duì)采購(gòu)的IGBT芯片進(jìn)行模塊化封裝。此外，臺(tái)基股份、士蘭微、中車時(shí)代電氣、揚(yáng)杰科技、同方股份、中芯國(guó)際等公司均涉足IGBT產(chǎn)業(yè)，但大多處于產(chǎn)業(yè)鏈下游的封裝部分。
電控發(fā)展新方向
當(dāng)今世界，技術(shù)發(fā)展日新月異，已成常態(tài)，對(duì)于集中了眾多高新技術(shù)的新能源汽車領(lǐng)域更是如此。在電控領(lǐng)域，晶體管的進(jìn)化、控制理念的升級(jí)都是發(fā)展的結(jié)果。
在晶體管方面，特斯拉Model 3已經(jīng)使用了SiC MOSFET（碳化硅功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管）來替代IGBT，比亞迪的SiC MOSFET也即將裝車。這一新型晶體管的耐高溫、大電流沖擊等性能更強(qiáng)，模塊尺寸更小，效率更高，而且能縮短充電時(shí)間，減少電損耗幫助增加續(xù)航里程，雖然本身成本目前高于IGBT，但可以通過各相關(guān)系統(tǒng)效率的提升來降低整車制造成本。
在控制系統(tǒng)方面，基于數(shù)字化浪潮，電控的“域控制器”也開始出現(xiàn)了。簡(jiǎn)單而言，域即區(qū)域，域控制器可以將汽車電控的各部分功能劃分成幾個(gè)區(qū)域，如動(dòng)力傳動(dòng)域、車身電子域、輔助駕駛域等，然后利用處理能力強(qiáng)大的多核處理器芯片，相對(duì)集中地進(jìn)行管理。由此可以將車內(nèi)的觸控顯示屏、儀表顯示屏，電子地圖、通信顯示等盡量整合為更少的顯示屏，實(shí)現(xiàn)智能化、集中化管理。今年的法蘭克福車展上，大陸集團(tuán)已經(jīng)推出了全新的以“域控制”主導(dǎo)的集成車身電子平臺(tái)（IIP），可以在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上同時(shí)運(yùn)行多個(gè)不同需求的操作系統(tǒng)。
可以預(yù)見，隨著汽車“新四化”的發(fā)展，電控技術(shù)的演進(jìn)將會(huì)呈現(xiàn)更新更快更強(qiáng)的態(tài)勢(shì)?！耙袊?guó)際視野，不斷提高競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，努力轉(zhuǎn)型升級(jí)，加快我國(guó)新能源汽車‘三電’技術(shù)發(fā)展，是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)由大到強(qiáng)轉(zhuǎn)變的基礎(chǔ)。”杜芳慈認(rèn)為。
