比亚迪igbt芯片是什么水平？

2022-01-29 12:01:49

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比亚迪IGBT芯片在国际范围内是什么水平，分析这一问题之前需要先了解什么是IGBT

　　名词解释

　　IGBT_insulated gate bipolar transisitor，释义为绝缘栅双极晶体管；在电驱领域所谓的IGBT芯片一般指模块，其概念与结构特点需要以非常专业的术语进行解析，相信99%的读者并非此专业所以不再赘述。简而言之IGBT的作用很简单，指控制驱动系统的直流与交流电切换的效率，只要效率足够高且足够稳定则能大大提升驱动电机（电车发动机）的扭矩，扭矩的提升会增加平均0~15000转的全转速区间输出功率（马力）。

　　IGBT芯片对于电动汽车而言是两大核心之一，第一核心总成众所周知为动力电池组，电动汽车想要实现高性能或者理想的续航与运行稳定性，电芯的主要元素与元素比例以及放电效率等参数有直接影响；但如果电芯成组后的水平很高，但是没有优秀的IGBT芯片与模块控制直交流转化，电池组则无法发挥最强功效，同时也会因传输损耗过大造成续航里程的下滑。

　　于是IGBT芯片也是非常重要的核心总成，是电动汽车电控电机系统的核心（CPU）；且车辆不仅电驱系统需要优秀的IGBT，同时空调系统、温控系统以及高压充电系统都需要该芯片控制。所以如车辆有优秀的IGBT芯片可用，汽车的综合性能与综合能耗表现都会大大提升。不过并不是所有的车企都能使用高标准芯片，原因参考第二节。

　　目前中企能够制造IGBT芯片的企业只有两家，第一家是制造高铁的中国中车集团，电驱的轨道交通同样需要优秀的IGBT模块，而中国高铁驰名全球。第二家则是同样具备轨道交通业务，同时覆盖商用与乘用汽车的比亚迪集团。中车集团不生产汽车，那么结论则是全国唯一有IGBT生产能力的车企只有比亚迪；然而实际情况更夸张，因为全球范围内也只有比亚迪一家车企具备这一能力。

　　除比亚迪汽车以外，其他车企只能依靠第三方IGBT供应商生存；其中知名供应商有西门子、英飞凌、东芝、富士等。全球每年消耗IGBT超400亿美元，国内的各大新能源车企消耗量也是非常的夸张，因为新能源汽车的普及正是从这一市场开始。电动汽车的电池组制造成本是很高的，而IGBT模块的制造成本也接近了是整车成本的10%；由此可见IGBT芯片的制造技术难度有多高，但凡稍微简单一些也不会没有逆向产品。

　　比亚迪集团的IGBT是从2005年立项研发，至今已有15年的光景；第一代IGBT在2009年的多技术鉴定，自此打破了国际行业垄断。目前IGBT芯片已经升级至4.0代，其水平达到电流输出能力高于行业平均标准15%，电机的扭矩与输出功率会非常高，而在无需高功率输出的工况中则能够大大降低能耗。这一系统可实现综合损耗比行业平均标准再低20%，恶劣温度环境中的使用寿命超过行业标准10倍以上。

　　总结：比亚迪IGBT4.0的水平毫无争议高于一众供应商与其他车企，因为比亚迪比供应商更了解汽车，比其他车企更了解电。这就是IGBT-E平台成为诸多车企青睐对象的原因，从大众奥迪、丰田汽车、长安长城以及北汽广汽，甚至包括FAC现阶段掌控的克莱斯勒，这些车企陆续从竞争对手转型为比亚迪集团的战略合作伙伴，这些足以说明IGBT与E平台的高水准了。其次从中车与比亚迪的竞争结果来看，比亚迪似乎给中车也带来了很大的压力。

　　这一个以化学电源起家的企业在交通工具的领域似乎非常神奇，后期还会带来哪些惊喜尚未可知；不过对于这一企业不适合以单纯的汽车制造厂商的视角分析，其志应不在小小的汽车领域。

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2009年比亚迪半导体推出首款自主研发IGBT芯片，打破国外企业的技术垄断，2022年升级到了IGBT 4.0芯片，成为了国内中高端IGBT功率芯片新标杆。

　　中国是芯片强需求大国，在这块高度依赖从海外进口，最新海关总署公开的信息显示，2022年前5个月，中国进口商品总额约为53391.3万元人民币，而芯片部分的进口总额就高达8794.3亿元人民币，约为中国进口商品总额的16.47%。

　　如此高的进口芯片的金额，继续超过石油、天然气、铁矿石、粮食等大宗商品，成为了中国进口商品类别中最大的“细分类别”。中国进口商品中，芯片排名第一说明了一个问题，那就是我们制造、出口的大量机电产品中，需要大量使用进口的芯片。

　　可以看出中国发展半导体产业已经刻不容缓，如果能够极大的提升自主芯片产能，就可以减少海外进口的依赖性，一方面可以节省巨额的进口成本，另一方面也不会担心被美国卡脖子，欧美在芯片领域的垄断地位，严重影响到了中国企业的正常发展。

　　中兴和华为就是典型案例，2022年中兴被制裁只能向美国妥协，还交了10亿美元罚款和4亿美元保证金。2022年美国又将双手伸向华为，现在更是干涉台积电为华为制造芯片，因为这些原因，华为的高端手机芯片极有可能会消失。

　　从中兴和华为接连被打压的事件来看，中国必须要尽快掌握住芯片主权，因为21世纪科技发展是关键，而这一环节不可缺少的就是芯片，为了加快芯片国产化，其实国内有不少企业都已投身其中，除了大家熟悉的华为海思半导体以外，还有阿里、腾讯、百度等公司均有涉及。

　　事实上另一家广为人知的企业，早在2004年的时候就开始布局半导体领域了，这家企业就是知名汽车制造厂商比亚迪。2009年比亚迪半导体推出首款自主研发IGBT芯片，打破国外企业的技术垄断，2022年升级到了IGBT 4.0芯片，成为了国内中高端IGBT功率芯片新标杆。

　　从今年开始，比亚迪半导体重新开始，5月26日，比亚迪半导体与战略股东签署《投资协议》，A轮融资19亿元主要投资者是红杉资本中国基金、中金资本等14位投资机构，后面小米长江产业基金等投资机构又增资8亿元，意味着小米和雷军系投资的半导体又增加了一个。

　　在启动独立融资后，比亚迪半导体的发展速度非常迅速，而且就在日前还取得了一份奖项。6月28日2022年度中国IC设计成就奖颁奖典礼暨中国IC领袖峰会在上海举行，比亚迪半导体有限公司荣获2022年度中国IC设计成就奖之十大中国IC设计公司。

　　除了掌握芯片设计以外，比亚迪半导体还拥有非常成熟的功率模块设计及制造能力，已经推出了双面水冷模块以及国际领先超声波焊机和纳米银烧结技术的SiC模块，最新款的比亚迪汉就是首批装载SiC功率模块的产品。

　　此外比亚迪半导体还在加大资金及人力用于车规级BMS AFE芯片的研发，并且在今年成功推出了第一代16节，满足AEC-Q100标准的AFE芯片，打破了BMS AFE芯片无法国产化的窘境，而它的产品表现、可靠性及交付周期等对动力电池有着重要影响。

　　总之比亚迪半导体现在已经展示出了自身的优势，在自研汽车芯片领域有着十分出色的表现，期待比亚迪半导体未来能够脱颖而出，可以在高端手机、电脑、精密仪器等领域实现自研芯片的突围，只有这样才不怕在芯片领域被卡脖子！

　　IGBT和动力电池作为新能源的核心技术难点，由于设计门槛高、制造技术难，投资成本高，长期以来一直被称为新能源汽车核心技术的“珠穆朗玛峰”很难被攻克。然而以比亚迪和宁德时代为代表的龙头企业，在动力电池技术的研发和生产上已经较有建树，获得了市场的广泛认可。但IGBT作为新能源汽车的核心零部件，长时间以来却一直被日本、欧洲为首的国外厂商垄断。预计2022-2022年，全球电动车年复合增长率达30%，但同期车规级IGBT市场的年复合增长率仅为15.7%。可以预见，未来几年全球车规级IGBT市场的供应将愈加紧张，可谓是“一芯难求”，严重制约了我国新能源汽车产业大规模商业化的发展。

　　那么IGBT究竟是个什么东西呢？所谓IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）学名叫做绝缘栅双极型晶体管，是一种大功率的电力电子器件，主要用在进行电力变换的装置设备中，在汽车应用中主要是将直流电逆变成频率可调的交流电，俗称电力电子装置的“CPU”。还真别小看了这个指甲盖大小的IGBT芯片，就这么个小玩意儿，成本仅次于电池，占第二高的地位，控制着整车的驱动系统直、交流电的转换，同时对交流电机进行变频控制，直接决定了扭矩（关系到汽车加速能力）、最大输出功率（关系到汽车最高速度）等影响车辆性能的关键性指标，影响着新能源车的动力释放。

　　而在2005年，比亚迪就组建了IGBT研发团队，正式布局IGBT产业。2009年9月，第一代IGBT芯片研发成功，成功通过中国电器工业协会电力电子分会组织的科技成果鉴定。IGBT1.0的发布，标志着中国在IGBT芯片技术上实现零的突破，打破了国际巨头的技术垄断。到了2012年，IGBT2.0芯片迭代发布，2022年IGBT2.5芯片再次获得优化，而今比亚迪新能源汽车所搭载的IGBT4.0芯片是于2022年正式研发成功。厚积而薄发，比亚迪经过了十多年的技术钻研积累，持之以恒深耕IGBT产业，如今已经成为中国唯一一家拥有完整产业链的车企（包含IGBT芯片设计和制造，模组设计和制造，大功率器件测试应用平台，电源及电控等环节）。

　　所以说，世上无难事，只怕有心人。再尖端的科学技术，只要有决心和信心，就一定能够攻克！