中国的新能源车拥有了新一代的“中国芯”。12月10日，比亚迪在宁波发布IGBT4.0，宣布多项参数优于行业水平，旗下新能源车的电驱性能，将凭借这一枚自产的控制电流开关的芯片，而取得优势性能。并且，比亚迪将在汽车功率半导体上更进一步，明年推出新一代性能更强、基于SiC（碳化硅）的功率半导体产品SiCMOSFET。比亚迪还将对国内新能源车厂开放IGBT供应，国外半导体公司垄断国内IGBT市场的情况，将有望打破。中高端“电动车CPU”跪求外国的时代，从此要开始终结了。追赶国外先进水平比亚迪新一代IGBT面世12月10日，宁波。国内新能源车的龙头比亚迪，在这里为一枚芯片召开了发布会。比亚迪宣布，他们在电动车电驱系统关键芯片的最新产品——IGBT4.0正式面世。在年推出首款IGBT产品并多次迭代升级后，比亚迪在这一领域来到了行业最前沿。IGBT芯片，在新能源汽车尤其是电动车上，地位如同动力电池电芯。它直接影响着车辆电机的动力输出，和动力电池电芯一起，被称为电动车的“双芯”。▲比亚迪打造IGBT的晶圆而有了最新的这枚芯片，比亚迪立下flag——IGBT4.0的诞生，将帮助中国的电动车“核心技术告别卡脖子时代”，打破国外巨头垄断。那么，比亚迪的勇气究竟在哪里？比亚迪官方的白纸黑字已经划好了重点。首先，其IGBT4.0的电流输出能力，较市场当前主流产品高15%，更大的电流意味着更高的电机功率，以及更强的车辆加速能力。其次，其IGBT4.0的综合损耗，比主流产品低20%。这意味着更高的电能利用率，以及更高的车辆续航。拿比亚迪新一代的唐举例，搭载IGBT4.0使其百公里电耗降低了3%。最后，比亚迪将IGBT4.0的温度循环寿命做到了同类主流产品的10倍以上。需要注意的是，IGBT是车载电驱系统中的易损件，提升其温度适应性、循环寿命，可以有效地提升系统的可靠性。总结一下比亚迪的IGBT4.0，就是性能高、效率高、寿命长，能够和国外产品掰手腕了。IGBT是啥——“新能源车电驱系统CPU”那么，IGBT究竟是何方神圣，引得比亚迪大张旗鼓地介绍，乃至用上了“核心技术告别卡脖子”这样的描述？实际上，IGBT还真就是这样的核心技术，由于其地位之重要，又有“新能源车电驱系统CPU”之称。IGBT，InsulatedGateBipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管，是一种主要应用于V以上电子电力领域的功率半导体。▲封装好的IGBT模块与计算或存储用的半导体不同，IGBT的主要作用是“开关”。它能够支持在高电压、高电流负载下，对电路进行每秒数万次的开关。这种能力，使得它可以通过电路设计，被用于大电流、电压、频率、以及直流电与交流电的转换。应用在电动汽车上，它成为了驱动电机核心中的核心——电动车的电池系统能够输出的是总额额定的直流电，而要自由控制汽车的电机，需要功率、频率可变、可控的交流电，此时IGBT的作用便体现了出来（反过来，电动车需要直流快充时，IGBT同样也在大功率变电中扮演重要角色）。电动车之所以不需要设计复杂的发动机与变速箱等机械传统系统，IGBT的存在，可谓大功一件。这样的关键部件，也成为电动车电驱系统成本的大头——直接占去了一半。而电驱系统在电动车整车的成本占比约为15-20%。这意味着单单是IGBT，就占去了整车成本的7-10%，因此，IGBT是新能源车产业链细分市场中，份额仅次于动力电池的大蛋糕。比亚迪在日前宣布自家动力电池业务将拆分对外后，包括IGBT4.0在内的汽车功率半导体业务也将对外，意味着比亚迪在电动车产业链上游最大的两个领域的“硬通票”，将为中国的电动车行业带来新的变化。为何又是比亚迪？13年前开始研发需要提到的是，IGBT作为一种综合（集成了MOSFET开关速度快与GTO耐受电压高的优点，克服了前者耐高压性能差、后者开关速度慢的不足）的功率半导体，其技术壁垒并不低，核心技术与市场份额此前一直掌握在美、日、德三国半导体巨头的手中。目前，在国内，仅有两家“造车的”能够打通产业链，实现IGBT的研发生产。其中一家，是负责造高铁的中车，另外一家、也是汽车行业的唯一一家，便是比亚迪。中车有突飞猛进的高铁项目作为坚实的依托，不必多言，那么比亚迪，又是如何掌握这一先进技术？比亚迪对IGBT的研发，在十余年前就开始了。年，电池出身的比亚迪进军汽车市场，新能源车成为其杀入的关键路线。年，比亚迪的首款新能源车——F3DM上市，当时国家面向绿色公共出行的“百城百辆”的新能源公交计划都还未上线。而在更早的年，比亚迪的IGBT研发团队便已组建，隶属比亚迪第六事业部。这个事业部承担着“集成电路及功率器件的开发、整合性晶圆制造服务的生产任务”。请注意“整合性晶圆制造服务”。在年，比亚迪以1.71亿元的价格，收购了宁波中纬的6英寸晶圆产线。当时舆论还认为，比亚迪或将借助中纬的芯片生产能力，基于自家的手机、电池业务发展自有的消费电子用半导体。但事实证明这更像是为车载功率半导体所作的准备。年，比亚迪的第一代IGBT芯片，正式研发成功，通过了中国电器工业协会电力电子分会的科技成果鉴定。国外的技术垄断，在此时便被比亚迪初步打破了。随后，比亚迪先后推出的各代IGBT产品逐步搭载在自家新能源汽车上。▲比亚迪初代IGBT通过科技成果认证的文件不过，国外早在上世纪80年代便开启了对IGBT的研究生产，要在产品上追上国外先进水平，显然需要更多时间。因此，中途比亚迪的IGBT芯片又历经8年，多次迭代、先后推出多款产品。其间，比亚迪还与上海先进半导体在年达成了战略合作，以利用后者的半导体制造技术。终于，比亚迪的IGBT4.0这一具有标杆性意义的产品研发成功、投产、装车。IGBT4.0，便被用于比亚迪新一代主力车型——百公里加速时间达到4.5秒的唐。这辆车每一次狂暴的动力输出背后，都有这枚比亚迪自研的IGBT的功劳。▲比亚迪唐DM，百公里加速4.5秒当然，技术是不断进步的。此前，国外IGBT已经经历了六次技术迭代，功率半导体基础的材料，也从硅（Si）、砷化镓（GaAs），进化到了碳化硅（SiC）。基于碳化硅打造的功率半导体，更能耐高温，可以承受更高的电压——这样，原本耐压能力不强的MOSFET，在用上碳化硅过后，能够支持的电压也能与现今车用的IGBT媲美。而比亚迪已经研发出了基于碳化硅的MOSFET，明年便会推出搭载这一器件的电动车，车辆的电驱性能还会提升10%。往后，比亚迪计划在其新能源车产品中，逐步用碳化硅基的功率半导体替代硅基IGBT。国外巨头统治IGBT市场中国如何突破实际上，比亚迪这样在新能源车用IGBT上取得突破的选手，在国内IGBT产业确实是凤毛麟角。IGBT芯片按工作电压，大致分为V以下、V-V、V-V三类。其中，工作电压等级在-V的IGBT主要对应发电、电力传输行业，-V的IGBT在高铁等轨道交通领域应用较多。而V以下用途中，发展势头最猛的新兴产业，正是新能源车。然而，目前IGBT的主要生产厂家，无一例外是国外公司，英飞凌、三菱、富士、安森美、德仪、ABB等霸占市场。其中国内新能源车领域的IGBT市场，绝大多数份额仍然被国外半导体巨头英飞凌占据——这一数据一度达到70%。在年全球销量TOP10的新能源车，有8款使用了英飞凌的IGBT，其中有我们无比熟悉的ModelS/X，以及通用BoltEV。英飞凌凭借垄断优势，攫取高额利润，IGBT成本居高不下。而比亚迪的IGBT4.0推向市场、应用于车型上，则代表了一支重要的国产力量，加入到了这场新能源车核心技术、核心器件的竞赛当中来。在更早之前，中车集团在年，完成了高铁用IGBT的研发、生产，打破了三菱在这一领域的统治，不仅实现了自产自用，还随高铁项目的对外输出开始向国外供货。比亚迪与中车，俨然成为了国产IGBT生产应用的双子星。在这背后，国内的（高压）IGBT产业链，在下游急切的应用需求下，也开始逐步建立起来，士兰微、华微、华虹、先进半导体等等一系列IGBT的IC设计、晶圆制造公司也成长起来，国内的IGBT产业链正在初步成型。而比亚迪自身，也表态将会对外开放其IGBT供货。在一个产业集群形成后，中国的IGBT乃至更多类型的功率半导体，将有更充足的底气与国外巨头抗衡。新能源车关键领域中国全面进入自主知识产权时代借由比亚迪对IGBT4.0的发布，车东西也

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