新能源汽车|中国车规IGBT企业的野心、行动、图谋与布局
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文丨芯锂话20世纪70年代,人类对于电气的掌握已经驾轻就熟,然而即使当时人类已经进入电气时代100多年,但却依然无法解决电机的“无用功”问题 。那时候如果想要将电机的输出降下来,只能人为的安装一个物理屏障插入由泵推动的空气流或水流中,导致效率低下 。
实际上,当时的工程师们已经想到了一个控制电机转速的方法:以可变频率向电机组输出功率 。但如此简单的原理,却被当时的硬件条件所束缚,任何一种电气元件都不足以满足高电压下对输出电压的准确调节 。
原本功率场效应管(MOSFET)是最好的解决方案,但他却只能应用于低压场景中;晶闸管虽然可以承受高压,但想要关闭它需要等到电压极性反转,这就严重制约了其应用 。
直到1980年,通用电气的工程师贾扬·巴利加发明了一种兼具MOSFET管和双极型三极管(BIJ)优点的复合型元器件——绝缘栅双极晶体管(IGBT) 。由此,人类实现对高压电机的驾驭 。
如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域,IGBT至今都是必不可少的关键元件 。在如日中天的新能源汽车中,逆变器IGBT更是以52%的价值成为整个动力系统中含金量最高的元件 。
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对于新能源汽车而言,逆变器是核心关键,类似于燃油车的发动机管理系统EMS,决定着汽车的动力 。而逆变器的核心则是半导体芯片IGBT,其设计应最大限度地减少开关损耗并最大限度地提高热效率 。
如今新能源汽车遭遇“芯片荒”,理想汽车就曾因为英飞凌IGBT供应出现问题而紧急更换国产供应商,在这种背景下,车规芯片的自主替代就显得至关重要 。
尽管中国企业与世界龙头差距巨大,但“芯片荒”的爆发和SiC的崛起实则让中国企业得到了千载难逢的发展良机 。
新能源汽车的浪潮下,中国车规芯片企业迎来难得的发展机会,这些企业也赢得了资本市场的热切助力 。万事俱备,东风已至,属于中国车规芯片企业的时代必将来临 。
01、野心:拿回属于我们的市场份额过去几年,新能源汽车呈现出爆发式增长,作为新能源汽车上最大的变量,车规芯片无疑是最为受益的一环,但我国的车规芯片却主要依赖于海外企业 。
据ICVTank数据,2019年全球车规半导体份额被欧美日公司瓜分,恩智浦、英飞凌、瑞萨半导体等八大头部公司合计占有整体市场规模的63% 。
按照地区划分,欧洲、美国和日本分别占有全球车规芯片的36.8%、32.1%和26%,合计市场占有率达93%,而中国企业的市场份额仅有区区2.5% 。
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与此同时,中国是世界上最大的新能源汽车市场,2020年累计销量为127.19万辆,占全球新能源汽车总份额的40%,与车规芯片不足3%的自主替代率形成鲜明对比 。
在中国汽车芯片产业创新战略联盟公布的另一份数据中,中国汽车芯片的自研率仅占10%,对于中国车规芯片企业而言,这其中具有90%的国产替代空间 。
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