当前位置: 绝缘栅 >> 绝缘栅优势 >> IGBT在新能源汽车的运用
新能源汽车相比传统燃油车,新能源车中的功率半导体价值量提升幅度更大,按照传统燃油车半导体价值量美元计算,功率半导体单车价值量达到87.6美元,按照FHEV、PHEV、BEV单车半导体价值量美元计算,功率半导体单车价值量达到.7美元,价值量增加四倍多。功率半导体中,IGBT和SiC表现极为强势,被一众芯片厂商所看好。
汽车芯片应用环节可以分为5类:主控芯片、存储芯片、功率芯片、模拟芯片、传感器芯片等,其中功率芯片价值量增加幅度最大。
IGBT:决定电动车核心性能,乘新能源汽车之风扬帆起航,IGBT不仅是国产功率半导体企业的布局重心,也是车厂与半导体大厂强强联手的破局点。
IGBT被应用于汽车的多个零部件中,是核心器件之一。IGBT是决定电动车性能的核心器件之一,主要应用于电池管理系统、电动控制系统、空调控制系统、充电系统等,主要功能在于在逆变器中将高压电池的直流电转换为驱动三相电机的交流电,在车载充电机(OBC)中将交流电转换为直流并为高压电池充电,用于DC/DC转换器、温度PTC、水泵、油泵、空调压缩机等系统中。
汽车电动化、网联化、智能化发展趋势中带动汽车半导体需求大幅度增长,IGBT应用于新能源的电压转换,例如:汽车动力系统、光伏逆变器等,IGBT功率模块均是逆变器的核心功率器件,在电动车动力系统半导体价值量中占比52%。
IGBT透过控制开关控制改变电压具备耐压的特性被各类下游市场广泛使用,此外由于IGBT工艺与设计难度高,海外企业凭借多年的积累占据较大的市场份额;国内厂商近年来通过积极投入研发成功在国内新能源汽车用IGBT模块市场中占取到了一定份额,但仍有很大的替代空间。
华润微部分MOSFET和IGBT产品已进入整车应用,实现销售贡献,公司年IGBT业务增速超70%。广汽集团子公司与株洲中车时代合资设立青蓝半导体,围绕新能源汽车IGBT(绝缘栅双极型晶体管)领域开展自主技术研发和产业化应用。
项目投资总额4.63亿元人民币,一期规划产能年产30万只汽车IGBT模块,计划年投产,二期规划产能年产30万只汽车IGBT模块,计划年投产。项目全部建成后,可实现年产60万只汽车IGBT模块的总产能,利于打开双方在新能源汽车IGBT领域的发展局面。
IGBT厂商进入车载市场需要获得AEC-Q等车规级认证,认证时长约为12~18个月,且在通过认证门槛后,IGBT厂商还需与汽车厂商或Tier1供应商进行市场约2~3年的车型导入测试验证。在测试验证完成后,汽车厂商也往往不会立即切换,而是要求供应商以二供或者三供的身份供货,再逐步提高装机量。
车规级IGBT在汽车产业链处于中游位置,车规认证是其壁垒之一。IGBT厂商在汽车产业链中处于中游位置,其上游包括材料供应商、设备供应商以及代工厂,例如日本信越、晶瑞股份、晶盛机电、日立科技、高塔、华虹等,其下游包括Tier1厂商以及整车厂,在车载IGBT产业链中,认证壁垒是IGBT厂商进入车载市场的壁垒之一。
车规级IGBT对产品性能要求要高于工控与消费类IGBT。作为汽车电气化变革的关键制程,IGBT产品在智能汽车中具有不可替代的作用,由于汽车电子本身使用环境较为复杂,一旦失效可能引发严重后果,所以市场对于车规级IGBT产品的要求要高于工控类与消费类IGBT产品。相比工控与消费类IGBT,车规级IGBT对于温度的覆盖要求更高、对出错率的容忍度更低、且要求使用时间也更长。
IGBT组件数量随新能源汽车的动力性能提升而增加。IGBT约占电机驱动系统成本的一半,而电机驱动系统约占整车成本的15~20%,即是说,IGBT约占整车成本的7~10%。随着新能源汽车的动力性能增强,IGBT组件使用个数也在提升,例如MHEV48V所需IGBT组件数量约为2~5个,但BEVA所需IGBT组件数量则为90~个。随着新能源汽车的动力性能增强,IGBT组件数量也在提升,带动整体IGBT价值量提升。
根据不同车型,IGBT价值量也有所不同,A级车IGBT价值最高达到人民币。根据不同车型,汽车通常可分为物流车、大巴车、A00级、A级以上四个大类。不同类型的汽车所需要的IGBT价值量也有所不同。
物流车通常使用0VA模块,单车价值量为0元,8米大巴IGBT单车价值量为元、10米大巴IGBT价值量为元。A级车单车IGBT价值量约为~元,15万左右的A级车以上汽车单车IGBT价值量约为0~元、20~30万左右的A级车以上汽车单车IGBT价值量约为~2元,属高级车型的A级车以上汽车单车IGBT价值量则约~元。
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