如果隨便問身邊一個(gè)人，比亞迪是做什么的，大概率他們給出的答案是造車。誠然，乘著近年來興起的新能源汽車潮流，這家來自深圳的車企已經(jīng)在汽車領(lǐng)域攢夠了足夠的名聲；那些跟比亞迪有過合作的應(yīng)該會(huì)說出，比亞迪還有代工和電池業(yè)務(wù)；而對(duì)比亞迪有深入了解的朋友則會(huì)指出，集成電路業(yè)務(wù)是比亞迪的另一核心競(jìng)爭(zhēng)力所在。

“IGBT電動(dòng)中國芯——比亞迪核心技術(shù)解析會(huì)

據(jù)半導(dǎo)體行業(yè)不完全統(tǒng)計(jì)顯示，比亞迪在CMOS圖像傳感器、電流傳感器、PM2.5傳感器、多節(jié)保護(hù)IC、電容式觸摸按鍵控制芯片、指紋識(shí)別芯片和IGBT等領(lǐng)域都有了深厚的積累，尤其是IGBT方面，更成為比亞迪叱咤新能源汽車市場(chǎng)的殺手锏。日前，比亞迪在寧波舉辦了一場(chǎng)題為“IGBT電動(dòng)中國芯——比亞迪核心技術(shù)解析會(huì)”，首次向公眾掀開了他們IGBT的神秘面紗。

十三年積累，

成就國內(nèi)唯一擁有IGBT全產(chǎn)業(yè)鏈的車企

所謂IGBT，也就是InsulatedGateBipolarTransistor的縮寫，中文全稱是“絕緣柵雙極型晶體管”。作為一款結(jié)合了金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管（MOSFET）的高電流單柵控制特性及雙極性晶體管的低飽和電壓的能力的器件，IGBT能被廣泛應(yīng)用到工業(yè)和汽車等領(lǐng)域，尤其對(duì)于電動(dòng)車來說，因?yàn)镮GBT直接控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)直、交流電的轉(zhuǎn)換，決定了車輛的扭矩和最大輸出功率，所以它的重要性不言而喻。

據(jù)集邦咨詢分析，IGBT模塊作為新能源汽車電控系統(tǒng)和直流充電樁的核心器件，成本占到新能源整車成本的10％，占到充電樁成本的20％。未來新能源汽車將成為IGBT產(chǎn)業(yè)擴(kuò)張的主要驅(qū)動(dòng)力。但在過往，這基本都是被歐美日企業(yè)壟斷的市場(chǎng)。特別是在中高端IGBT市場(chǎng)，90%的份額被國際巨頭壟斷，導(dǎo)致“一芯難求”，成為制約我國電動(dòng)車行業(yè)健康、快速發(fā)展的主要瓶頸。

2014-2025中國IGBT市場(chǎng)規(guī)模（數(shù)據(jù)來源：集邦咨詢）

富昌電子（FutureElectronicsLTD）的統(tǒng)計(jì)顯示，2018年，車規(guī)級(jí)IGBT模塊的交貨周期最長已經(jīng)達(dá)到52周（IGBT的交貨周期正常情況下為8-12周）。而2018-2022年，全球電動(dòng)車年復(fù)合增長率達(dá)30%，但同期車規(guī)級(jí)IGBT市場(chǎng)的年復(fù)合增長率僅為15.7%?？梢灶A(yù)見，未來幾年全球車規(guī)級(jí)IGBT市場(chǎng)的供應(yīng)將愈加緊張，發(fā)展國產(chǎn)的車用IGBT迫在眉睫。而比亞迪則早在13年前就開始布局這個(gè)市場(chǎng)。

比亞迪第六事業(yè)部總經(jīng)理陳剛

比亞迪第六事業(yè)部總經(jīng)理陳剛告訴半導(dǎo)體行業(yè)觀察記者，他們?cè)?005年就組建了IGBT研發(fā)團(tuán)隊(duì)，正式布局IGBT產(chǎn)業(yè)。在發(fā)展早期，比亞迪是通過購買別人的芯片進(jìn)行IGBT的模組研發(fā)，公司也在2007完成了首款電動(dòng)車IGBT模塊樣品的組裝。但比亞迪不滿足于只做一個(gè)模組廠，到了2008年，他們斥資兩億人民幣收購寧波中緯，正式組建晶圓工廠，切入芯片領(lǐng)域，并在次年推出了其IGBT1.0芯片。這款產(chǎn)品獲得了中國電力電子協(xié)會(huì)組織的科技成果鑒定，標(biāo)志著比亞迪自主研發(fā)的IGBT芯片達(dá)到了國際主流水平。

比亞迪IGBT產(chǎn)品的發(fā)展歷程

2010年，比亞迪自主研發(fā)IGBT產(chǎn)品開始批量供貨新能源汽車F3DM；2012年公司更是全球首創(chuàng)將航空航天級(jí)AISiC材料大批量用于車用IGBT模塊，公司也在這一年宣布成功研發(fā)了IGBT2.0芯片，搭載IGBT2.0芯片的模塊也在次年通過汽車全面認(rèn)證；2014年，搭載比亞迪IGBT2.0芯片的模塊在e6、K9等新能源車型上批量裝車，宣告比亞迪車載IGBT方面的更進(jìn)一步。

到了2015年，比亞迪推出了其第三代的IGBT2.5芯片，并成功研發(fā)出了首款大巴專用的IGBT模塊；2016年，搭載IGBT2.5芯片的模塊批量裝車，公司的模塊廠也在這一年經(jīng)過TS16949標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證；2017年，比亞迪的IGBT4.0的芯片宣布研發(fā)成功，首款雙面水冷IGBT模塊也宣告面世。進(jìn)入今年，比亞迪的IGBT4.0芯片的模塊順利被順利應(yīng)用到其新款的唐里面。

“經(jīng)過了十三年的發(fā)展，比亞迪已經(jīng)涉足了IGBT的材料研發(fā)、芯片設(shè)計(jì)、晶圓制造、模塊設(shè)計(jì)與制造和整車制造在內(nèi)的整個(gè)IGBT產(chǎn)業(yè)鏈，也成為國內(nèi)唯一擁有IGBT全產(chǎn)業(yè)鏈的車企。截止今年十一月，公司IGBT的累積裝車超50萬輛，單車行駛里程也超過50萬公里，產(chǎn)品得到了充分的驗(yàn)證”，陳剛說。

“比亞迪依靠自身強(qiáng)大的研發(fā)實(shí)力、人才的聚集、產(chǎn)業(yè)鏈的配套，在汽車功率半導(dǎo)體領(lǐng)域有了非常核心的突破，這個(gè)突破不是今天想，明天投入就能實(shí)現(xiàn)的，是積累了十多年的技術(shù)、人才和產(chǎn)業(yè)鏈才能實(shí)現(xiàn)的?！敝袊雽?dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)IC設(shè)計(jì)分會(huì)副理事長周生明在解析會(huì)上表示。

這就推動(dòng)比亞迪的IGBT進(jìn)入下一個(gè)階段。

挾IGBT4.0芯片之力，加緊IGBT對(duì)外供貨

過去的十三年，是比亞迪IGBT深入研發(fā)的十三年，也是公司不斷試錯(cuò)的十三年，這也是比亞迪得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。正如比亞迪第六事業(yè)部IGBT產(chǎn)品中心產(chǎn)品總監(jiān)楊欽耀所說：“對(duì)一個(gè)新推向市場(chǎng)的車載IGBT來說，應(yīng)用驗(yàn)證非常重要，而本身制造汽車的比亞迪恰好在這方面有自己的平臺(tái)”。這就使得比亞迪IGBT的研發(fā)改進(jìn)擁有其他競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手所沒有的機(jī)會(huì)。而經(jīng)歷重重考驗(yàn)的比亞迪也正在推動(dòng)他們的IGBT產(chǎn)品、尤其是車載IGBT產(chǎn)品對(duì)外供貨，這無論是對(duì)國內(nèi)車廠還是比亞迪來說，都是一個(gè)雙贏的決定。

中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)IC設(shè)計(jì)分會(huì)副理事長周生明（左）與比亞迪第六事業(yè)部IGBT產(chǎn)品中心產(chǎn)品總監(jiān)楊欽耀（右）

其實(shí)在之前，比亞迪已經(jīng)對(duì)外供貨工業(yè)IGBT方面的產(chǎn)品，在2018年，公司搭載IGBT2.5芯片的車用IGBT模組也開始對(duì)外供貨?，F(xiàn)在挾新款的高性能的1200VIGBT4.0芯片，比亞迪在深化這些產(chǎn)品在自身汽車應(yīng)用之余，也在加緊IGBT的對(duì)外供貨布局。

不同于過往采用平面柵NPT技術(shù)，比亞迪在IGBT4.0上采用了一個(gè)改進(jìn)型的平面柵FS技術(shù)。新的技術(shù)的引入讓產(chǎn)品擁有更小的寄生電容，更小的門極電量、更快的開通速度、更快的關(guān)斷速度、開關(guān)特性易于控制、更低的電耗、應(yīng)用中更低的溫升和世界級(jí)的安全工作，所以整體性能和一些TrenchFS可以相比較更好。

比亞迪全新一代IGHT4.0技術(shù)介紹

比亞迪第六事業(yè)部IGBT芯片產(chǎn)品部高級(jí)研發(fā)經(jīng)理吳海平也表示，此次推出的比亞迪IGBT4.0在諸多關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)上都優(yōu)于當(dāng)前市場(chǎng)主流產(chǎn)品，例如：

1、電流輸出能力較當(dāng)前市場(chǎng)主流的IGBT高15%，支持整車具有更強(qiáng)的加速能力和更大的功率輸出能力。

2、同等工況下，綜合損耗較當(dāng)前市場(chǎng)主流的IGBT降低了約20%。這意味著電流通過IGBT器件時(shí)，受到的損耗降低，使得整車電耗顯著降低。以比亞迪全新一代唐為例，在其他條件不變的情況下，僅此一項(xiàng)技術(shù)，就成功將百公里電耗降低約3%。

3、溫度循環(huán)壽命可以做到當(dāng)前市場(chǎng)主流IGBT的10倍以上。這意味著比亞迪電動(dòng)車在應(yīng)對(duì)各種極端氣候、路況時(shí)，能有更高的可靠性和更長的使用壽命。此前，比亞迪電動(dòng)車就以其優(yōu)異的性能與穩(wěn)定的可靠性，完成了從新疆吐魯番的高溫，到北歐的極寒、再到西藏高原的高海拔等全球最嚴(yán)苛自然環(huán)境的測(cè)試，并在全球300多個(gè)市場(chǎng)成功經(jīng)歷了各種氣候、路況、駕駛習(xí)慣的考驗(yàn)，得到廣泛認(rèn)可。

“新的IGBT4.0芯片的出現(xiàn)，樹立了車用IGBT的新標(biāo)桿”，吳海平表示?；谶@個(gè)強(qiáng)悍的芯片，比亞迪也將會(huì)推出一系列的模塊產(chǎn)品。在其支持下，比亞迪新一代的唐EV實(shí)現(xiàn)了百公里加速4.4秒、續(xù)航里程600公里（60km/小時(shí)等速續(xù)航下）的超強(qiáng)性能，再度確立了行業(yè)領(lǐng)先地位，并獲得消費(fèi)者的高度認(rèn)可。除了對(duì)內(nèi)，他們同時(shí)也強(qiáng)調(diào)了對(duì)外的供應(yīng)。

據(jù)介紹，比亞迪接下來推出750V電壓的IGBT4.0產(chǎn)品，服務(wù)外部市場(chǎng)。在他們看來，推動(dòng)其車載IGBT產(chǎn)品對(duì)外供應(yīng)有幾點(diǎn)重要的意義。

“這首先體現(xiàn)在幫助其他車企降低成本；其次能夠讓他們的供應(yīng)鏈安全更受保障;第三讓國內(nèi)車企與比亞迪一起共同提升;第四促進(jìn)新能源汽車市場(chǎng)的發(fā)展?！保瑓呛Ｆ秸f。

提前布局SiC，押寶第三代半導(dǎo)體器件

在持續(xù)推進(jìn)IGBT的同時(shí)，比亞迪也開始投入到了SiC方面的布局，瞄準(zhǔn)產(chǎn)業(yè)下一個(gè)未來。

與IGBT這些硅器件相比，寬禁帶半導(dǎo)體碳化硅(SiC)器件具備更高的擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度、高電流密度、高可靠性和導(dǎo)熱率以及低損耗的優(yōu)勢(shì)，可以制造出遠(yuǎn)超相應(yīng)硅基的器件。這不但讓你可以輕易實(shí)現(xiàn)高功率設(shè)計(jì)，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)原本無法企及的效率水平。而比亞迪也在這方面下了不少功夫。

比亞迪SiC晶圓

據(jù)悉，比亞迪已投入巨資布局第三代半導(dǎo)體材料SiC，并將整合材料（高純碳化硅粉）、單晶、外延、芯片、封裝等SiC基半導(dǎo)體全產(chǎn)業(yè)鏈，致力于降低SiC器件的制造成本，加快其在電動(dòng)車領(lǐng)域的應(yīng)用。

比亞迪宣布，公司已經(jīng)成功研發(fā)了SiCMOSFET（汽車功率半導(dǎo)體包括基于硅或碳化硅等材料打造的IGBT或MOSFET等），有望于2019年推出搭載SiC電控的電動(dòng)車。預(yù)計(jì)到2023年，比亞迪將在旗下的電動(dòng)車中，實(shí)現(xiàn)SiC基車用功率半導(dǎo)體對(duì)硅基IGBT的全面替代，將整車性能在現(xiàn)有基礎(chǔ)上再提升10%。

陳剛表示：“SiCMOSFET將成為比亞迪電動(dòng)車性能持續(xù)迭代更新的新一代‘殺手锏’，我們期望在加速、續(xù)航等性能指標(biāo)上，為廣大消費(fèi)者帶來更多驚喜?！?/p>