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比亚迪:车规级半导体有望迎来供需共振

来源:经济参考报
2021-10-21 08:37:21
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  原标题:比亚迪:车规级半导体有望迎来供需共振

  随着汽车产业驶入“智能赛道”,芯片等半导体器件在汽车组件中的数量占比和成本占比越来越高,变革中的汽车产业或将因芯片重塑。

  以车规级芯片为主的车规级半导体器件是汽车电子的核心。尤其是在新能源汽车上,车规级半导体的应用更为广泛。从雨刷、车窗到座椅,从安全系统到电池管理系统,再到车身控制和动力控制,几乎都离不开MCU(微控制单元)芯片,汽车电子的每一项创新都要通过MCU的运算控制功能来实现。

  近一年来,在全球“缺芯潮”影响下,众多车企“一芯难求”。其中,车用MCU芯片紧缺是主要原因。比亚迪股份有限公司(下称“比亚迪”)相关负责人表示,比亚迪依托车规级半导体领域的长期提前布局和自产自供,在众多车企不得不减产或停产的同期,避开了正面冲击,抢占了发展机遇。

  一直以来,比亚迪都在打造全供应链体系。半导体业务,也是为了配套其产业发展衍生而来。十多年前,比亚迪进入工业MCU领域。基于行业积淀和产业需求,比亚迪半导体业务从工业级MCU跨越延伸到车规级MCU,于2018年推出第一代8位车规级MCU芯片,2019年推出第一代32位车规级MCU芯片,并批量装载于比亚迪全系列车型。

  2020年初,比亚迪宣布其全资子公司深圳比亚迪微电子有限公司(下称“比亚迪微电子”)重组完成,并更名为比亚迪半导体有限公司(下称“比亚迪半导体”),将半导体业务作为重要板块进行培育发展。

  长远布局加上坐得住冷板凳,成为比亚迪弯道超车的重要因素。据比亚迪半导体相关技术人员介绍,车规级MCU的研发难度具体表现在四个层面上:工作温度在零下40℃至零上125/150℃,交付不良率0ppm(百万分之零),工作寿命大于15年,满足ISO26262(《道路车辆功能安全》国际标准)功能安全等级要求。因此,车规级MCU的技术难、壁垒高,具有研发周期长、设计门槛高、资金投入大和认证周期长等特点。

  在多年积累和第一代车规级MCU量产装车基础上,比亚迪相关负责人透露,比亚迪半导体未来将推出车规级8位超低功耗系列MCU等产品。

  与此同时,比亚迪基于自身新能源电动汽车的发展,备受业内关注的IGBT(绝缘栅双极晶体管)业务也在不断发力。

  车规级IGBT,属于汽车功率半导体的一种,是能量变换与传输的核心器件。在新能源汽车中,IGBT主要应用于电机驱动控制系统、热管理系统、电源系统等,被称为电动车“CPU(中央处理器)”,直接影响电动车功率的释放速度、汽车加速能力和最高时速等,决定了整车的性能表现,重要性不言而喻。

  2005年,进入电动车赛道、已拥有领先电池技术的比亚迪将眼光瞄准了IGBT,组建团队开启了IGBT技术攻关。车规级IGBT参数优化较为复杂,上百个参数需要相互折中,相互妥协。比亚迪半导体相关负责人介绍,“比如在晶圆制造环节,芯片越薄,电流通过路径越短,芯片上的能量损耗越低,整车续航能力就越高。但薄芯片极易破碎,工艺加工难度较大”。因此,IGBT被业内称为电动车核心技术的“珠穆朗玛峰”,长期以来都由国外企业占据主导地位。

  随着技术突破,比亚迪逐步成为拥有芯片设计、晶圆制造、模块封装与测试全产业链一体化经营能力的IGBT芯片量产装车的IDM(垂直整合制造)厂商。 对于汽车厂商而言,IGBT的IDM模式在研发与生产环节的统一管理在品控上优势明显。“比亚迪半导体充分利用比亚迪集团整车平台给予的产品验证机会,缩短了产品整体验证周期,能更好地实现产品性能指标的平衡与优化”。

  2018年12月,比亚迪发布全新车规级“IGBT4.0”技术。相比市场主流产品,比亚迪的IGBT电流输出能力高15%、综合损耗降低约20%、温度循环寿命提高约10倍。搭载比亚迪IGBT4.0后,整车百公里电耗能够降低0.6kWh,用车成本大大降低。2020年,基于高密度Trench-FS(沟槽场截止)的IGBT5.0技术已实现量产。

  比亚迪半导体相关负责人介绍,这一领域未来市场潜力巨大。在技术和产能更为成熟的基础上,其IGBT半导体未来或将扩大外供。

  公开信息显示,比亚迪半导体未来将扩充晶圆制造产能,提高半导体产业链一体化经营能力。截至2021-10-21,比亚迪半导体拥有已授权专利1191项,其中发明专利720项。

  目前,比亚迪半导体已量产IGBT、SiC(碳化硅)器件、IPM(智能功率模块)、MCU、CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器、电磁传感器、LED(发光二极管)光源及显示等产品,应用于汽车的电机驱动控制系统、整车热管理系统、车身控制系统、电池管理系统、车载影像系统、照明系统等重要领域。

  比亚迪相关负责人认为,随着汽车电动化、智能化、网联化程度的不断提高以及车规级半导体的单车价值持续提升,将带动车规级半导体行业增速高于整车销量增速。“中国的车规级半导体行业有望迎来供给和需求的共振”。(记者 孙飞 孟盈如 广州报道)

责任编辑:杨晶

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